О.О. Фаворова - Лечение генами - фантастика или реальность (статья) (1117902), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Извлеченные у больного клетки культивировали в пробирке,при помощи ретровирусного вектора вводили неповрежденный ген аденозиндезаминазы, дефект которого вызвал заболевание, и возвращали клеткибольным. С дефектом этого фермента связано 25%случаев всех известных врожденных нарушений иммунных механизмов (иммунодефицитов). Иммунодефициты, связанные с дефектом других ферментов,также, вероятно, можно будет лечить вводя функционально активные копии соответствующих генов.Еще одна группа наследственных заболеваний,для которой можно рассчитывать на успешное лечение генами, введенными в стволовые клетки костного мозга, – это так называемые лизосомные болезни накопления, на долю которых приходится около10% случаев всех генетических дефектов.
Известно,что лизосома – органелла эукариотической клетки –содержит 40 ферментов, ответственных за внутриклеточное расщепление различных макромолекул.Мутация гена, кодирующего тот или иной лизосомный фермент, приводит к тому, что нерасщепленныйсубстрат этого фермента накапливается в лизосомах,что и обусловливает патологию.
Клинические испытания возможности переноса “лечебного” гена припомощи ретровирусного вектора в культивируемыеклетки костного мозга проводятся для одного из заболеваний этой группы – болезни Гошé, связанной снакоплением липидов и названной по имени описавшего ее ученого.Похожий прием был использован для лечениягенетического заболевания под названием “семейнаягиперхолестеринемия”. Это заболевание приводит кразвитию инфаркта в детском возрасте и обусловленополным отсутствием в клетках печени рецептора,который должен связывать частицу, переносящуюîÄÇéêéÇÄ é.é.
ãÖóÖçàÖ ÉÖçÄåà – îÄçíÄëíàäÄ àãà êÖÄãúçéëíú?25Таблица 2. Генотерапия некоторых наследственных заболеванийЗаболеванияТяжелый комбинированныйиммунодефицитБолезнь Гошé (лизосомная болезнь накопления)Семейная гиперхолестеринемияГемофилииТалассемииМуковисцидозПрогрессирующая дистрофиямышц ДюшеннаТип клеток, в которые вводится“лечебный” ген*Тип вводимых геновГен аденозиндезаминазыТ-лимфоциты, стволовые клетки костного мозгаСтволовые клетки костного мозгаГен глюкоцереброзидазыГен рецептораГен одного из факторов свертывания кровиГены глобулинов и их регуляторные участкиГен регулятора трансмембранной проводимостиГен дистрофинаГепатоциты печениФибробласты кожиКлетки костного мозгаЭпителий легкого (аэрозольное впрыскивание вектора в дыхательные пути)Мышцы (инъекции), миоциты* В случае если “лечебный” ген вводился непосредственно в ткани пациента, в скобках указан способ его доставки.
В остальных случаяхвведение гена производили в клетки, извлеченные из организма больного и культивируемые в пробирке.холестерин в плазме крови. Для введения гена этого рецептора у больного отсекали около 200–300 гпечени, печеночные клетки (гепатоциты) культивировали и подвергали генетическому изменениюв лабораторных условиях, а затем вводили больному обратно в печень через кровеносные сосуды.Введение гена, кодирующего тот или иной фактор свертывания крови, может спасать больных,страдающих одной из форм гемофилии. Заболеванияэтой группы встречаются достаточно часто: вспомним хотя бы сына последнего русского царя, царевича Алексея, и его родственников из королевскихсемей Европы.
В случае этого заболевания культивировали один из типов клеток кожи – фибробласты, взятые у больного, вводили в них “лечебный”ген и наблюдали в культуре клеток синтез и секрецию белка – фактора IX, который в норме фибробластами не производится. При имплантации этихклеток в кожу пациентов фактор IX должен вырабатываться и попадать в кровоток. Основная проблема при этом заключается в том, чтобы пересаженные клетки могли длительное время существовать ворганизме больного.
Этого пока добиться не удается.Одним из наследственных заболеваний крови,для которого активно и достаточно давно ищут генотерапевтические способы лечения, является бетаталассемия – довольно распространенное нарушение в образовании гемоглобина. Гемоглобин – этобелок, переносящий кислород, он построен из двухбелковых цепей: альфа- и бета-глобина – и из гема –химической группы, содержащей железо. В нормальных эритроцитах существуют строгие механизмы контроля, благодаря которым синтезируетсяравное количество обоих глобинов. У больных бетаталассемией эритроциты лишены бета-глобина засчет мутации в кодирующем его гене, что приводитне только к недостатку гемоглобина, но и к накоплению “лишнего” альфа-глобина и гибели эритроцитов.
Такие хронические больные обычно умирают к2620 годам. Для генетической коррекции талассемиинедостаточно ввести нормальный ген бета-глобина,но нужно еще, чтобы белок синтезировался в равных количествах с альфа-глобином. Для этого ученые стремятся внести в вектор помимо гена бетаглобина еще и контролирующий участок ДНК, ответственный за координированный синтез двухбелков. Если это будет достигнуто, то будут спасенытысячи больных бета-талассемией. Генотерапевтическое лечение других наследственных заболеванийкрови (например, серповидно-клеточной анемии)также возможно только при согласованном синтезенескольких белков.В настоящее время не существует общедоступного метода культивирования клеток легких, поэтому при легочных заболеваниях единственный способ доставить чужеродный ген – это ввести егопрямо в организм.
Усилия ученых сконцентрировались на муковисцидозе – весьма распространенномсреди людей белой расы тяжелом наследственномзаболевании легких, которое поражает, например, всемьях из Центральной Европы одного новорожденного из 2500 и для которого установлен дефектный ген, кодирующий белок-регулятор трансмембранной проводимости. Разрешение на клиническиеиспытания генотерапии этого заболевания получено сейчас в шести научных центрах мира. Неповрежденную копию “гена заболевания”, включенную в аденовирусный вектор или липосому, вводятв форме аэрозоля в дыхательные пути больного.Для коррекции нарушения при прогрессирующеймышечной дистрофии Дюшенна – заболевании мальчиков, связанном с дефектами Х-хромосомы, –нормальный ген, кодирующий белок дистрофин,пытались прямо вкалывать в мышечные волокна,используя либо “голую” ДНК, либо аденовирусный вектор.
Другие исследователи трансплантировали больному миобласты после генетической коррекции. Ранее неподвижный ребенок приобреталëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹2, 1997способность двигаться! К сожалению, во всех этихопытах удается получить только временный терапевтический эффект, и процедура введения генадолжна неоднократно повторяться.Список наследственных заболеваний, которыепытаются или планируют лечить генами, можнопродолжать и продолжать. Это и ревматоидный артрит, и фенилкетонурия, и заболевания, связанныес недостатком гормонов (инсулина, эритропоэтина,гормона роста). В случае хронической анемии, связанной с дефицитом эритропоэтина, на основанииопытов на животных предлагается принципиальноновый подход к лечению.
Так как каждая из нашихклеток содержит один и тот же геном, можно заставить фибробласты кожи, которые в норме не производят эритропоэтина, синтезировать этот гормон.Для этого нужно ввести в геном новую контролирующую область и тем самым снять запрет со считывания (экспрессии) гена эритропоэтина, присутствующего, но “молчащего” в фибробластах. Практическив любой области медицины либо начаты клинические испытания лечения наследственных заболеваний с помощью генотерапии, либо в опытах на животных разрабатываются подходы к такому лечению.По мере усовершенствования методов доставки генов и контроля их экспрессии список заболеваний,к которым можно применять генотерапию, будетбезусловно расширяться.Как уже отмечалось, генотерапия применима нетолько к наследственным заболеваниям.
Лучшиеумы бьются над решением проблемы лечения генами “чумы ХХ века” – синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД), возникающего при заражении вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).ВИЧ представляет собой ретровирус, поражающийТ-лимфоциты и макрофаги. Болезнь удалось бы победить, если бы были найдены новые гены, введение которых в зараженные ВИЧ лимфоциты останавливало бы дальнейшее размножение вируса.Предложено множество хитроумных способов борьбы со СПИДом с помощью привнесенных генов.Все они основаны на новейших данных о строениии функционировании генома ретровируса.
Например, вводя прямо в мышцы больного ретровирусныевекторы, несущие отдельные гены ВИЧ, ученыерассчитывали на то, что гены ВИЧ после внедренияв ДНК хромосом хозяина смогут дать информациюдля синтеза вирусных белков и произойдет “противоСПИДная” иммунизация больного этими белками. Однако еще не получено ощутимых результатов, которые сулили бы успех в борьбе с вирусомдикого типа, коварство которого заключается в егоизменчивости.Огромные перспективы открывает использование генотерапии для лечения онкологических заболеваний.
Многолетние усилия ученых привели кпониманию того, что рак – это генетическое заболевание и его развитие происходит многостадийно,в результате серии генетических нарушений, накапливающихся в клетке. Следовательно, каждый из таких отдельных генетических дефектов может статьточкой приложения генотерапевтического подхода.Сейчас, когда усилия многих лабораторий направлены на поиски путей генотерапии отдельных формрака, некоторые из этих возможностей прорабатываются в лабораториях и клиниках.
К сожалению,рамки статьи не позволяют подробнее остановитьсяна рассмотрении успехов, достигнутых в области генотерапии опухолей головного мозга, груди, языка,злокачественной меланомы и других форм рака.áÄäãûóÖçàÖНесмотря на титанический труд ученых и колоссальные экономические затраты, генотерапия покаостается экзотикой: к 1994 году этим способом вовсем мире лечилось или было вылечено всего около200 человек. Однако выявление все новых и новых“генов заболевания”, а также усовершенствованиеметодов их доставки в больной организм приводят ктому, что этот радикальный метод лечения проникает буквально в каждую область медицины.
В ближайшие годы следует ожидать резкого возрастанияколичества генотерапевтических разработок, достигших стадии клинических испытаний. Можнонадеяться, что через 5–10 лет генотерапия станетстандартным методом лечения отдельных форм рака. Будут активно развиваться разделы генотерапии, направленные на предотвращение инфекционных и онкологических заболеваний.êÖäéåÖçÑìÖåÄü ãàíÖêÄíìêÄ1. Уотсон Дж., Туз Дж., Курц Д. РекомбинантныеДНК: Краткий курс.
М.: Мир, 1986.2. Верма А.М. Генотерапия // В мире науки. 1991. № 1.* * *Ольга Олеговна Фаворова, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой молекулярной биологии и медицинской биотехнологиимедико-биологического факультета Российского государственного медицинского университета,ведущий научный сотрудник Кардиологическогонаучного центра РАМН. Автор одной монографиии 110 других научных работ.îÄÇéêéÇÄ é.é.
ãÖóÖçàÖ ÉÖçÄåà – îÄçíÄëíàäÄ àãà êÖÄãúçéëíú?27.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
