Генотерапия

Одним из наследственных заболеваний  крови, для которого активно и  достаточно давно ищут генотерапевтические способы лечения, является бета-талассемия - довольно распространенное нарушение в образовании гемоглобина. Гемоглобин - это белок, переносящий кислород, он построен из двух белковых цепей: альфа- и бета-глобина - и из гема - химической группы, содержащей железо. В нормальных эритроцитах существуют строгие механизмы контроля, благодаря которым синтезируется равное количество обоих глобинов. У больных бета-талассемией эритроциты лишены бета-глобина за счет мутации в кодирующем его гене, что приводит не только к недостатку гемоглобина, но и к накоплению "лишнего" альфа-глобина и гибели эритроцитов. Такие хронические больные обычно умирают к 20 годам. Для генетической коррекции талассемии недостаточно 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 бета-глобина еще и контролирующий участок ДНК, ответственный за координированный синтез двух белков. Если это будет достигнуто, то будут спасены тысячи больных бета-талассемией. Генотерапевтическое лечение других наследственных заболеваний крови (например, серповидно-клеточной анемии) также возможно только при согласованном синтезе нескольких белков.

В настоящее время не существует общедоступного метода культивирования  клеток легких, поэтому при легочных заболеваниях единственный способ доставить  чужеродный ген - это ввести его прямо  в организм. Усилия ученых сконцентрировались на муковисцидозе - весьма распространенном среди людей белой расы тяжелом наследственном заболевании легких, которое поражает, например, в семьях из Центральной Европы одного новорожденного из 2500 и для которого установлен дефектный ген, кодирующий белок-регулятор трансмембранной проводимости. Разрешение на клинические испытания генотерапии этого заболевания получено сейчас в шести научных центрах мира. Неповрежденную копию "гена заболевания", включенную в аденовирусный вектор или липосому, вводят в форме аэрозоля в дыхательные пути больного.

Для коррекции нарушения  при прогрессирующей мышечной 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 приобретал способность двигаться! К сожалению, во всех этих опытах удается получить только временный терапевтический эффект, и процедура введения гена должна неоднократно повторяться.

Список наследственных заболеваний, которые пытаются или планируют  лечить генами, можно продолжать и  продолжать. Это и ревматоидный артрит, и фенилкетонурия, и заболевания, связанные с недостатком гормонов (инсулина, эритропоэтина, гормона роста). В случае хронической анемии, связанной с дефицитом эритропоэтина, на основании опытов на животных предлагается принципиально новый подход к лечению. Так как каждая из наших клеток 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. Практически в 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, будет безусловно расширяться.

Как уже отмечалось, генотерапия применима не только к наследственным заболеваниям. Лучшие умы бьются над решением проблемы лечения генами "чумы ХХ века" - синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД), возникающего при заражении вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). ВИЧ представляет собой ретровирус, поражающий Т-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 строении и функционировании генома ретровируса. Например, вводя прямо в мышцы больного ретровирусные векторы, несущие отдельные гены ВИЧ, ученые рассчитывали на то, что гены ВИЧ после внедрения в ДНК хромосом хозяина смогут дать информацию для синтеза вирусных белков и произойдет "противоСПИДная" иммунизация больного этими белками. Однако еще не получено ощутимых результатов, которые сулили бы успех в борьбе с вирусом дикого типа, коварство которого заключается в его изменчивости.

Огромные перспективы  открывает использование генотерапии для лечения онкологических заболеваний. Многолетние усилия ученых привели к пониманию 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 стать точкой приложения генотерапевтического подхода. Сейчас, когда усилия многих лабораторий направлены на поиски путей генотерапии отдельных форм рака, некоторые из этих возможностей прорабатываются в лабораториях и клиниках. К сожалению, рамки статьи не позволяют подробнее остановиться на рассмотрении успехов, достигнутых в области генотерапии опухолей головного мозга, груди, языка, злокачественной меланомы и других форм рака.

Действительно, если лишить ретровирус генетического материала, кодирующего вирусные белки, то это приведет, как показано на рис. 3, к невозможности давать потомство новых вирусных частиц. На освободившееся в геноме вируса место можно ввести чужеродный ген и таким образом создать ретровирусный вектор. А вот размножаться такой дефектный вирус сможет только в присутствии другого вируса-помощника с неизмененной РНК, чьи белки будут "приватизированы" нашим вектором. Именно так на основе вируса лейкоза мышей сконструированы векторы, которые обеспечивают высокоэффективный перенос генов и их стабильное встраивание в хромосому клеток-мишеней. А если уж вектор встроился в клеточную ДНК, то он будет передаваться при нормальном делении всему потомству этой клетки. Это свойство чрезвычайно важно для стойкого исправления генетического дефекта. Несмотря на очевидные достоинства ретровирусных векторов, их возможности далеко не безграничны. Так, ретровирусная ДНК может встраиваться в хромосомную ДНК только тех клеток, которые способны к активному делению. Другим серьезным недостатком ретровирусных векторов является то, что они встраиваются в геном клеток хозяина беспорядочно, то есть в каждой клетке включение происходит в разные участки любой из хромосом. Это создает проблемы, из которых отметим одну - теоретическую возможность злокачественного перерождения отдельных клеток хозяина из-за повреждения их генетического материала при встраивании вектора. Тем не менее, как уже указывалось, достоинства ретровирусных векторов делают их основной системой доставки генов при клинических испытаниях.

Заключение:

Следует отметить, что до недавнего времени все наследственные болезни считались фатальными и  неизлечимыми. Однако сейчас показано, что это не так. Облегчить страдания  людей, а подчас и совсем избавить от них можно, но для этого необходимо, прежде всего, научиться рано диагностировать эти заболевания. Генетика разработала многие экспресс - методы: иммунологический, биохимический анализы и др. Профилактика и лечение может идти разными путями в зависимости от тех нарушений обмена веществ, которые имеют место в организме: давать препараты, которые будут заменять ненормальные продукты и нормализовать цепь обменных реакций; вызывать торможение или стимуляцию тех или иных реакций. В настоящее время человек еще не научился управлять наследственностью, но неблагоприятное действие многих генов, определяющих его недуги, может быть в значительной степени преодолено уже сейчас с помощью профилактической и лечебной медицины.

Несмотря на титанический труд ученых и колоссальные экономические затраты, генотерапия пока остается экзотикой: к 1994 году этим способом во всем мире лечилось или было вылечено всего около 200 человек. Однако выявление все новых и новых "генов заболевания", а также усовершенствование методов их доставки в больной организм приводят к тому, что этот радикальный метод лечения проникает буквально в каждую область медицины. Можно надеяться, что через 5-10 лет генотерапия станет стандартным методом лечения отдельных форм рака. Будут активно развиваться разделы генотерапии, направленные на предотвращение инфекционных и онкологических заболеваний.

Технология  генотерапии  представляет  из  себя  очень тонкий  вид работы,

ориентированной на получение корригирующих последовательностей  и  векторов, их перенос и встраивание в клетки-реципиенты.

Самым главным  тормозящим  фактором  в  развитии  любой  науки,  а  особенно генетической являются  эстетические  проблемы,  проблемы  невмешательства в «святую» человеческую природу. Проанализировав разные точки зрения  на  этот вопрос  я могу  заключить,  что развитие  генетической  терапии  встречает сопротивление  в  трех  случаях.  Как  правило  –  это  проблема  абортов  и дискриминации семейств на бытовой почве, религиозных воззрений и  отсутствия 100% надежности методов и технологий.

На мой взгляд решение этих проблем при их актуализации  может  найти  каждое государство, пересмотрев соответственно –  моральные  устои  общества,  т.е. соблюдение врачебных тайн,  обеспечение  нуждающихся  и  размеры  вкладов  в развитие науки.

Список литературы:

1. Бокерия Л.А. Российские медицинские вести. №3, 2004

2. «Генетика и жизнь», 1979 г., М., К.П. Юдин

3. «Великие научные деятели», 1993 г., К.С. Коллоди.

4. «Что мы знаем о наследственности?», 2000 г.,  О.Д.Раковский

5. «Биохимия: новые технологии», 1999 г., З.П. Иванов

6. «Наука и общество», 1985 г., М., Э.У. Никельман.