Не подлежит сомнению,
что радикальным методом лечения наследственных моногенных болезней должна
стать генная терапия, однако, лишь в самые последние годы появились реальные
предпосылки для ее практического применения. Значительно раньше появились
эффективные методы консервативной терапии – они не изменяют генотип, но направлены
на коррекцию метаболических или иммунологических дефектов, возникающих под
влиянием мутантных генов. При раннем распознавании болезни с помощью этих
методов удается моделирование нормального фенотипа путем целенаправленной
диетотерапии, введения витаминов, гормонов, недостающих белков, микроэлементов.
Генная терапия – это метод введения фрагмента ДНК в клетки больного человека
с целью замещения функции мутантного гена и лечения наследственных болезней.
Еще в конце 60-х годов выяснилось, что клетки животных и человека способны
поглощать экзогенную ДНК, встраивать ее в свой геном, после чего проявляются
экспрессия введенных генов, в частности, в виде синтеза отсутствовавших ранее
белков и ферментов. Были разработаны методы доставки ДНК в клетки с помощью
вирусов и других носителей.
Впервые попытка генной терапии в клинике была предпринята М.Клайном в 1983
году., когда им было осуществлено введения нормального бета-глобинового гена
больным бета-талассемией. Позднее была разработана методика генной терапии
наследственной недостаточности аденозин-деаминазы (тяжелый иммунодефицит):
нормальный ген был введен в клетки костного мозга больного и после их ретрансплантации
восстановилась активность фермента, состояние больного улучшилось. Проведены
клинические эксперименты по генотерапии рака. В лейкоциты больных злокачественной
меланомой и поздними стадиями рака были введены гены, маркирующие злокачественные
клетки (чтобы их могла узнавать имунная система). У половины больных размеры
опухолей уменьшились в два раза и более.
В настоящее время насчитывается более 40 заболеваний, при которых испытывается
генная терапия – от редких форм (недостаточность аденозин-деманиазы) до распространенных,
таких как рак, болезни сердечно-сосудистой системы и иммунодефициты. Весьма
важно, что фрагменты ДНК и соответствующие гены были введены в клетки-мишени,
которые были бы способны к последующему делению (клетки печени, стволовые
клетки костного мозга и т.п.).
Самая сложная проблема – перенос фрагмента ДНК (гена) в клетку. В большинстве
случаев для этих целей используются генетически модифицированные вирусы или
вирусные векторы, и чаще всего мышиные ретровирусы. Они способны инфицировать
любую клетку и вместе с желаемым фрагментом ДНК легко включаются в геном клетки-хозяина
ДНК. Для того, чтобы получить ретровирусы-векторы, из измененных вирусов с
помощью генно-инженерных методов удаляются нуклеотиды,
ответственные за их размножение, но введенный с вирусом-вектором ген передается
дочерним клеткам при клеточном делении. Однако эти векторы не годятся для
введения ДНК-фрагментов в неделящиеся клетки человека, например, в нейроны.
Они мало пригодны для переноса генов в клетки, отличающиеся низкой митотической
активностью, в клетки эпителия дыхательных путей. Эти обстоятельства обусловили
поиск других вирусных векторов, среди которых внимание привлекли аденовирусы.
Из них также удаляются нуклеотиды,
ответственные за репликацию. Аденовирусы могут переносить ДНК в неделящиеся
клетки, чем отличаются от ретровирусов. Но в этом случае переносимая аденовирусом
ДНК не встраивается в геном клетки хозяина, она остается вне хромосом, хотя
и проявляет генную активность. В силу эписомальной локализации она не передается
дочерним клеткам. Но с другой стороны, аденовирусные векторы позволяют вводить
гены в клетки нервной системы и эпителий дыхательных путей.
Наряду с биологическими применяют физико-химические методы введения экзогенной
ДНК в клетки хозяина. Для таких целей используется конъюганты ДНК с трансферрином
или асиалогликопротеином, для которых на многих клетках имеются рецепторы
(лиганд-рецепторный принцип). После связывания с рецептором конъюганты ДНК
поглощаются клеткой, хотя вероятность встраивания введенной ДНК в геном хозяина
очень невелика. Все же такой ген может временно выполнять свои функции.
Разработана технология микроинъекций ДНК в клетки (миоциты), а также введение
генов с помощью липосом.
Методы генной терапии постепенно входят в арсенал современных эффективных
методов лечения наследственных заболеваний человека, что особенно важно в
тех случаях, когда других возможностей просто не существует.
Семейная гиперхолестеринемия – еще одно заболевание – кандидат для генной
терапии. Как известно, это заболевание представляет высокий риск для жизни
молодых людей, т.к. отличается ранним инфарктом миокарда и ранним атеросклерозом.
Оно связано с отсутствием на мембранах клеток рецепторов для липопротеинов
низкой плотности, что обуславливает очень высокий уровень холестерина в крови.
Так как рецепторы отсутствуют на клетках печени, то пока для введения генов
прибегают к частичной гепатоэктомии. С помощью ретровирусного вектора в клетки
печени вводится ген рецептора липопротеинов низкой плотности, после чего гепатоциты
инъецируются в полую вену. В результате содержание холестерина в крови снижается
на 35-50%. Конечно, пока данная технология слишком сложна, чтобы получить
широкое практическое применение.
Наследственный дефицит гормона роста, проявляющийся выраженной низкорослостью
также может быть устранен с помощью генной терапии. Ген гормона роста удалось
ввести в миоциты, которые начинали продуцировать этот гормон. В ближайшее
время будут проведены клинические испытания данного метода.
Ведутся интенсивные разработки методов генной терапии рака. Одна из возможностей
состоит в том, чтобы ввести в опухолевые клетки гены, продуцирующие такие
белки, которые позволяют иммунной системе организма распознавать и уничтожать
эти клетки (например, ген интерферона). Другой путь заключается во введении
в опухолевые клетки вирусных генов, которые позволяют использовать с лечебными
целями противовирусные препараты (например, ганцикловир при введении гена
тимидиин-киназы вируса герпеса). Еще один путь – введение в клетки антионкогенов
(генов-супрессоров опухолевого роста). Однако, все эти методы пока находятся
на стадии доклинических испытаний.
Уже в ближайшем будущем генная терапия займет ведущее место в лечении многих
болезней, считавшихся ранее неизлечимыми.
Методы трансплантации тканей также могут быть отнесены к категории генной
терапии, в частности, трансплантация костного мозга. Гены вводимых стволовых
клеток могут активизировать дифференцировку многих клеточных линий – лимфоцитов,
моноцитов, полинуклеаров, этитробластов. Это позволяет применять данный метод
при лечении некоторых первичных иммунодефицитов гемоглобинопатий, болезни
Гоше.
Пересадка гепатоцитов открывает другую возможность лечения фенилкетонурии,
гиперхолестеринемии, нодостаточности альфа-I-антитрипсина. Пересадка клеток
островкового аппарата поджелудочной железы предложена для лечения ювенильной
формы сахарного диабета.
Сочетание возможностей генетики и клинической педиатрии позволит уже в недалеком
будущем решать сложнейшие вопросы лечения и профилактики наследственных моногенных
болезней. Современная медицинская и клиническая генетика представляет собой
ярчайших пример единения науки и практики. Исследования, еще недавно представляющиеся
сугубо теоретическими, в считанные годы получают реальный практический выход
на благо здоровья настоящего и будущих поколений.
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
|
Легкие
мышей через 3 дня после заражения их раковыми клетками: |