Генотерапия - это доставка терапевтического гена в клетки мишени для лечения соотв. нарушения. При этом подходе болезнь вызывающие мутантные гены замещаются здоровыми генами, тем самым инактивируется аномально функционирующий мутантный ген или вносится ген, который противостоит болезни [1, 2]. Генотерапия может быть подразделена на две категории: генотерапия зародышевой линии и соматическая генотерапия. Последняя используется наиболее широко, т.к. только она воздействует на поврежденный орган индивида [3]. Многие современные исследования показали благоприятные эффекты генотерапии, большинство из которых сконцентрировано на раке [4], но в немногих случаях подвергались её действию нейрологические и глазные болезни [5, 6].

Генотерапия внутреннего уха может быть использована в качестве терапевтического инструмента при нейросенсорной потере слуха, состоянии, вызываемом за счет наследственной потери слуха, ототоксичности и избыточного акустического воздействия [7, 8, 9]. Однако, имеются некоторые ограничения этой терапии из-за местопложения и структуры внутреннего уха. Слуховая улитка расположена глубоко внутри черепа и окружена сложными структурами, которые делают доставку гена или др. терапевтических агентов затруднительной. Кроме того, улитка подразделенаа на три компартмента и содержит две отличающиеся по составу жидкости. Т.о., механическое разрушение барьера между этими компартментами при доставке терапевтических агентов приводит к нарушениям гомеостаза внутри улитки [10, 11].

Существуют две основные системы доставки генов: не-вирусные системы, которые используют медиаторы, такие как катионовые липосомы, электропортацию и генные пушки (gene guns); и вирусные векторные системы, которые используют ДНК или РНК вирусы. К сожалению, не-вирусные медиаторы генов могут вызывать значительные повреждения клеточных мембран и тем самым снижать эффективность процесса трансдукции. Напротив, вирусным вектором обеспечиваемый перенос является более эффективным средством доставки и наиболее широко используемым випусным вектором для генотерапии является аденовирус (Ad) [12, 13].

Photobiomodulation (PBM) является способом лазерной терапии, использующей относительно низко-уровневый лазер (1-500 mW) с длинами волн между 600 и 1000 nm [14, 15, 16, 17]. PBM используется клинически в качестве уникального лечебного способа для лечения ран, обезболивания, лечения воспаления, лечения отеков и для регенерации нервов [18-23]. PBM также способствует пролиферации стволовых клеток и модуляции клеточных метаболических процессов [23-25]. Предыдущие сообщения показали, что использование лазера само по себе может быть использовано как способ генной трансдукции [26-28]. Учитывая эти позитивные эффекты PBM, мы исследовали эффекты PBM на трансдукцию генотерапии во внутреннее ухо.

Мы предположили, что процесс трансдукции Ad вызывает цитотоксичность линий слуховых клеток и не влияет на доставку генов. Мы исследовали, действительно ли процесс трансдукции Ad является токсичным для линии слуховых клеток (HEI-OC1) и оценивали может ли PBM улучшить Ad-обеспечиваемы перенос генов вирусом в HEI-OC1 клетки.

Мы сравнивали low-level laser therapy (LLLT) и non-LLLT на HEI-OC1 клетки путем воздействия Ad вирусного вектора, несущего green fluorescent protein (GFP). Клетки были подвергнуты облучению дважды: спустя 2 ч и затем 24 ч. Введение вирусов не изменяло количество жизнеспособных HEI-OC1 клеток (N = 4-8). В 1-ой L Ad-GFP + LLLT и 3-й L Ad-GFP + LLLT группах обнаружено увеличение плотности GFP-позитивных клеток по сравнению с 1-ой µL и 3-й µL Ad-GFP клетками (N = 5-8, 1 µL: p = 0.0159; 3 µL: p = 0.0168,). Количественный анализ эпи-флюоресценции 1-й µL Ad-GFP + LLLT и 3-й µL Ad-GFP + LLLT групп показал увеличение экспрессии GFP и клеток по сравнению с 1-й µL и 3-й µL Ad-GFP клетками (N = 6-15, 1 µL: p = 0.0082; 3 µL: p = 0.0012). Результат RT-qPCR соответствовал (N = 4-5, p = 0.0159). Эти находки указывают на то, что PBM может увеличивать доставку в клетки генов с помощью Ad-обеспечиваемой вирусной трансдукции, а комбинация двух может быть обещающим инструментом для генотерапии нейросенсорной глухоты.