Медные люди: что важно знать о болезни Вильсона-Коновалова

19.11.2021
358

Откуда берется медь в нашем организме и зачем она нужна? Из-за чего возникает болезнь, при которой медь не выводится из тела самостоятельно, и почему она опасна? Как живут люди, у которых меди слишком много, и чем медицина может им помочь? 

Вместе с информационно-просветительским гуманитарным проектом «12 месяцев» мы запускаем серию материалов о редких (орфанных) генетических заболеваниях и жизни людей с ними. Читайте в ноябре рассказ о болезни Вильсона-Коновалова, которая встречается у одного из 30 тысяч человек, а также историю «медного пациента» — 38-летней Олеси Фрерихс, которая узнала о заболевании на 7 месяце беременности. 

  • Вероятность встретить редкого пациента у обычного врача ничтожно мала — в России редким (орфанным) считается заболевание, которое обнаруживается у одного из 10 тысяч человек. В академических аудиториях им не уделяют должного внимания, а в повседневной профессиональной практике это приводит к диагностическим ошибкам, упущенному времени и поломанным судьбам.
  • Информационно-просветительский гуманитарный проект «12 месяцев» — цикл материалов о редких (орфанных) заболеваниях и жизни людей с ними — реализуют студенты и ординаторы кафедры патологической анатомии Северо-Западного государственного медицинского университета имени И. И. Мечникова (Санкт-Петербург). Они изучают генетические методы диагностики и лечения, учатся разбираться в сложных вопросах медицины и рассказывать о них, находить общий язык с редкими пациентами и их родителями, работать в мультидисциплинарной команде.


Как связаны медь, гены и болезнь Вильсона-Коновалова?

Ежедневно наш организм получает с пищей не только белки, жиры, углеводы и витамины — в него поступает множество ионов металлов и других микроэлементов, необходимых для его правильного функционирования. Например, медь, которая содержится в печени и мясе, какао и бобовых, злаках и орехах.

Несмотря на небольшую суточную потребность — всего 1,5-2,5 мг, медь участвует в обмене энергии, метаболизме железа, защите клеточных мембран — то есть практически во всех физиологических процессах в нашем теле.
  

Обмен меди, как и многие другие индивидуальные особенности организма генетически запрограммированы, то есть заложены в нас при рождении. Гены — это всего лишь инструкции для синтеза белков в рибосомах. Один ген — один белок, все достаточно просто. А вот какую функцию будет выполнять этот белок — зависит от его структуры. 

Некоторые белки участвуют в метаболизме меди. У всех людей всасывание меди происходит в желудке и двенадцатиперстной кишке. Дальше медь транспортируется в печень, где соединяется с различными белками, затем ее часть выводится в связанном состоянии в кровь и уже после — в мочу и кал.

Чтобы меди в организме было всегда ровно столько, сколько нужно, метаболизм регулирует и выравнивает скорости ее поступления и выведения наружу.

Ключевую роль в этом уравнении играет белок-транспортер меди под названием ATP7. Он работает исправно, если в его гене, в инструкции по его сборке, нет опечаток — или мутаций, как их называют биологи. Известно уже более 800 таких опечаток в гене АТР7.

Именно из-за этих мутаций у некоторых людей белок ATP7 не работает вовсе или его функция заметно снижена. В этом случае излишки меди не выводятся из организма, а накапливаются в органах. Но много — не всегда значит хорошо. Избыток металла не дает пациентам с неработающим белком ATP7 повышенную крепкость организма, а напротив — повреждает клеточные структуры. От избытка меди прежде всего страдает головной мозг и печень. 

Такую болезнь, вызванную накоплением меди в организме из-за мутации белка ATP7, называют болезнью Вильсона — по имени Сэмюэля Уилсона (Вильсона) — британского невролога, подробно описавшего симптомы заболевания в 1912 году.

В России более распространено другое название — болезнь Вильсона-Коновалова: в 1960 году советский невропатолог Николай Коновалов существенно расширил понимание болезни. Еще реже можно встретить тройное название — Вильсона-Вестфаля-Коновалова (немецкий патолог Карл Фридрих Вестфаль описал болезнь еще в 1883 году). Сами пациенты называют себя вильсонятами. 

В этом ролике — краткая история открытий на пути к познанию природы этой болезни и способов помочь пациентам.



Когда появляются симптомы и какими они могут быть?

Первые симптомы болезни Вильсона-Коновалова обычно появляются на втором или третьем десятке лет жизни в виде неврологических нарушений, например, нечеткости речи, нарушении глотания, автоматических жевательных движений, и нарушений показателей работы печени.

Болезнь Вильсона-Коновалова.jpg


Болезнь умеет маскироваться: она может начаться как диспепсия (боль в верхнем отделе живота) или нарушение двигательной функции и речи. И даже самый запоминающийся ее признак — медное кольцо вокруг роговицы можно обнаружить только у половины больных.


Болезнь Вильсона-Коновалова.jpg

В теле не остается ни одного органа, равнодушного к нарушению обмена меди.


Но точная диагностика этого заболевания обычно представляет собой большую проблему. Биохимическое исследование показателей обмена меди в крови считается информативным, однако достоверно подтвердить мутацию можно только при помощи генетического анализа. 


Чем медицина может помочь «медным людям»? 

Главный на сегодняшний день способ лечения болезни Вильсона-Коновалова был предложен еще больше полувека назад — это регулярное применение препаратов, которые связывают медь и выводят ее из организма. Важным для «вильсонят» остается соблюдение строгой диеты и, при необходимости, пересадка печени.

Прерывание терапии или неправильное лечение может привести к смерти в течение нескольких месяцев. При этом медикаментозная, лекарственная терапия эффективна не для всех пациентов — побочные эффекты препаратов могут даже утяжелять состояние некоторых людей. Поэтому наука продолжает искать ответ — чем же помочь «вильсонятам»

Не так давно исследователи научились исправлять «опечатки» в генах. В том числе — и в ATP7. Не всегда это получается хорошо, тем не менее, генная терапия может навсегда избавить пациентов с болезнью Вильсона-Коновалова от пожизненного приема препаратов и строгой диеты. 

Как исследователи пытались научиться делать такую «операцию» на генах? Первые способы замены поврежденного участка гена на здоровый, в частности, применение олигонуклеотидов — коротких фрагментов ДНК или РНК, получаемых путем химического синтеза, даже у мышей приводили к едва заметному улучшению — его точно не хватило бы для помощи человеку.

Разочарования исследователей продлились до тех пор, пока они не научились «протезировать» больной ген. Для этого копию гена без поломки помещают в структуру искусственного вируса, чтобы эта неизмененная копия гена легко проникла в клетку. Освободившись от белковой оболочки, как от скафандра, ген начинает работать — и клетка наполняется правильно работающими переносчиками для меди.

Такая генная терапия представляет собой перспективную альтернативу классическому лекарственному лечению.


Болезнь Вильсона-Коновалова...jpg

Молекулярное протезирование гена АТР7 — генная терапия


Однако при проведении этого вида терапии исследователи столкнулись с проблемой: аденовирус, который использовали для доставки гена в клетку, не может внедряться в собственный генетический аппарат клеток, — и это приводило к тому, что терапия работала недолго. 


Следующим шагом в разработке терапии стало применение другого носителя — так называемого аденоассоциированного вирусного вектора. 

Мышам с мутацией, которая похожа на мутацию в белке ATP7, вызывающую болезнь Вильсона-Коновалова, вводили такой вектор, и эффект оказался положительным. 

Аденоассоциированный вирусный вектор имеет способность встраиваться в генетический аппарат клеток, поэтому результат лечения был более долгосрочным. Однако и этого оказалось недостаточно. 

Успешный опыт подогревал ажиотаж исследователей: так, в 2021 году начались первые два клинических исследования по спасению «вильсонят» методами генной терапии (NCT04884815, NCT04537377). Через несколько лет мы узнаем — помогут ли эти разработки пациентам.



Материал подготовили: Роман Деев, Максим Пушкин, Екатерина Пичугина, Алексей Паевский, Виктория Рыжкова.

Иллюстрации
Владислава Ефремова.

Поделиться с друзьями

Комментарии

Будьте первым, кто оставит комментарий к этой записи

Оставить комментарий

Другие статьи по теме
Новые материалы