Генная терапия

Методы генной терапии занимают все большее место в современной медицине. Они дают надежду на избавление от болезней, которые до сих пор являются неизлечимыми. Сегодня мы хотим рассказать вам о некоторых патентах, уже готовых к внедрению в практику.

Этой области медицины и биотехнологии немногим более 10 лет от роду. Тем не менее за ней уже значатся кое-какие достижения. Главное ее предназначение состоит в том, чтобы исправить неправильное функционирование больного организма путем замены в нем патологически измененных генов нормальными, здоровыми.

Понятное дело, такое лечение может быть применено к так называемым генетическим заболеваниям — то есть таким, в основе которых лежат как раз генные дефекты.

Замена одного гена другим в принципе может быть осуществлена двумя разными способами. Первый состоит в том, что клетка с генными нарушениями извлекается из организма и в лабораторных условиях над ней проводится операция по замене одного гена другим, после чего данная клетка снова имплантируется в организм.

На первом этапе генной терапии большинство исследователей пользовалось именно этим способом. Однако впоследствии выяснилось, что вылечить клетку можно, и не выделяя ее из организма. Согласитесь, так намного проще, а кроме того, снижается риск повреждения самой клетки во время ее пересадки.

Именно таким путем пошел доктор Уильям Келли и его коллеги из Мичиганского университета доктора Томас Толлела и Мирон Левин еще в 80-е годы. Они разработали метод генной терапии in vito, то есть непосредственно в живом организме, и подали заявку на получение соответствующего патента.

Обычно срок рассмотрения заявки не превышает 2—2,5 лет. Однако данную заявку в патентном ведомстве изучали 10 лет, и лишь недавно было принято наконец положительное решение.

Причина такой задержки — в известной рискованности того метода, который предлагает доктор Келли и его коллеги. Ведь суть их метода сводится к тому, чтобы использовать для доставки нужных генов в живые клетки... вирусы. Да-да, тех самых возбудителей насморка и других болезней, только соответствующим образом модифицированных.

Работа в данном случае разбивается на несколько последовательных этапов. Сначала в вирусах простудного насморка инактивируются гены, отвечающие за патогенность данного вируса, то есть он обеззараживается. Однако, перестав быть переносчиком болезни, вирус сохраняет свою инфекционность, то есть способность проникать в клетки живого организма.

На втором этапе в обезвреженный вирус встраивается ген, который необходимо поместить в больную клетку вместо недостающего или патологически измененного. В этом как раз и состоит генная терапия.

И наконец, на третьем этапе вирусу предоставляют возможность проникнуть в человеческий организм, неся с собой модифицированные гены.

Преимущества этого метода заключаются в том, что вирусы не теряют способности размножаться в клетках, а стало быть, в скором времени модифицированные гены будут распространены по многим клеткам организма. Однако в этом же заключается и рискованность данного метода — а вдруг при модификации вируса сделана какая-то ошибка. И она затем будет размножена в массовом порядке...

Вот почему заявка рассматривалась столь долго и тщательно. Тем не менее эксперты в конце концов пришли к выводу, что риск тут примерно такой же, как и при использовании живых вакцин против полиомиелита. Тем более что в настоящее время уже накоплен кое-какой опыт по лечению подобным методом разных заболеваний.

В частности, доктор Келли и его коллеги представили доказательства, что подобный метод весьма эффективно используется для лечения тяжелейшего заболевания легких — пузырчатого фиброза. Нагруженный нормальными генами, обезвреженный вирус простудного насморка проникает в клетку больного легкого и в конце концов исправляет тяжелейший наследственный дефект.

Существует и еще один способ доставки нормальных генов в организм. При его применении используются не вирусные векторы, а иные факторы. Дело в том, что любой вирус при проникновении в организм вызывает защитную иммунную ре-

акцию. Таким образом организм может бросить свои Т-лимфоциты на обезвреживание этих вирусов, совершенно не соображая, что они призваны помочь ему. Кроме того, контакт вируса с клеткой, даже если он и состоялся, иногда вызывает побочные реакции, которые сами по себе дают некую паталогию. Наконец, вирус — далеко не идеальный носитель, поскольку может вставить принесенный ген не в ту часть клеточного генома. Тогда применение метода вместо пользы может принести вред...

Поэтому последнее время все больше исследователей обращает внимание на доставку модифицированных генов с помощью плазмид циркулярных, т. е. скрученных, ДНК, в структуру которых и встраивается нужный ген. Ну а поскольку плазмиды не являются вирусами, то внедрение их в организм проходит с меньшими осложнениями. По существу плазмиды представляют собой некие микроорганизмы, обладающие белковыми футлярами.

Для того чтобы проникнуть в клетку и доставить туда нужный ген, вирус должен эту клетку инфицировать, а при этом и происходит перестройка иммунной системы. Плазмиды же — голые нуклеиновые кислоты, которые не инфицируют клетку, а просто проникают в нее, не вызывая иммунных реакций организма. Доставка гена в геном живой клетки осуществляется точно, без каких-либо искажений. Результативность генной терапии при этом методе резко повышается.

В настоящее время этот метод уже испытан на практике и показал неплохие результаты. Скажем, специалисты французской фирмы «Рол Кулен» использовали данный метод для введения в опухолевые клетки нормального гена белка П-53, который способствует разрушению раковых клеток. В раковых клетках данный ген дефектен, а потому они и размножаются неконтролируемым образом. Когда же производится замена, клетки перестают расти неорганизованно и опухоль постепенно рассасывается.

Замечательных результатов также добились ученые биотехнологической фирмы «Викал» из Сан-Диего, Калифорния, и Чикагского университета. Им удалось с помощью плазмид лечить больных разными формами анемии, или белокровия.

Недавно опубликованы данные, полученные группой исследователей из университета Томаса Джеферсона, Филадельфия. Исследователи под руководством доктора Алисона Кулштрауса сконструировали так называемую рекомбинантную плазмиду, содержащую и ДНК и РНК. Таким способом удается весьма эффективно излечивать серповидную анемию. А ведь это заболевание до последнего времени считалось абсолютно неизлечимым.