7. Генная терапия

Существует тяжёлое заболевание – гиперхолестеринемия. Причиной его является недостаток или дефект генов ЛПНП-рецептора – мелких структур на поверхности клеток печени, "вытягивающих" липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), вредные для здоровья человека, из крови и ответственных за их разрушение и ответственных за их разрушение в печени.

Джеймс Вильсон, бывший исследователь из Медицинской школы Мичиганского университета в Энн-Арбор, сделал попытку внедрить копии нормального гена ЛПНП-рецептора пациенту.

Сначала он отделил у женщины 15% печени (6 млрд. клеток), которые были выращены в 800 чашках с питательными средствами. В них был введён искусственно выведенный безвредный вирус, содержащий нужный ген. Восприняли ген около 20% растущих клеток печени. Модифицированные клетки были введены в тело пациентки с помощью катетера в вену, ведущую непосредственно к печени, где, как рассчитывал исследователь, они присоединятся к остальным клеткам и начнут делиться. Через несколько месяцев малая печёночная биопсия показала, что новый ген функционирует в некоторых из введённых клетках печени. Более того, содержание ЛПНП в крови пациентки упало на 15-30%. Вильсон сказал, что улучшение стало достаточным для того, чтобы далее обходиться только лекарствами для дальнейшего снижения уровня ЛПНП.

Решающие достижения молекулярной биологии и генетики в изучении тонкой структуры генов эукариот, их картирования на хромосомах млекопитающих, и, прежде всего человека, бурный рост в области биотехнологии и генной инженерии привели к тому, что уже в 1989 году были предприняты первые попытки лечения моногенных болезней.

Что же такое генная терапия? Подразумевает ли она лечение с помощью гена как лекарственного препарата или только лечение путём коррекции мутантного гена?

Генную терапию на современном этапе можно определить как лечение наследственных, мультифакториальных и ненаследственных (инфекционных) заболеваний путём введения генов в клетки пациентов с целью направленного изменения генных дефектов или придания клеткам новых функций.

Первоначально полагали, что генная терапия позволит исправить дефекты в гене, которые вызывают моногенные заболевания. Теоретически считали, что коррекция генного дефекта возможна как на уровне соматических, так и зародышевых (половых) клеток. Но многочисленные опыты и эксперименты внесли поправки в эти представления.

Значительно проще исправить не сам дефект в гене, то есть заменить весь мутантный ген или его повреждённый фрагмент на нормальный, а вводить в организм пациента полноценно работающий ген.

Работы по генной терапии у человека ограничены в основном соматическими тканями, поскольку манипуляции на половых или зародышевых клетках могут привести к серьёзным и непредсказуемым последствиям.

Уже разработанная и применяемая на практике методика генной терапии эффективна не только при лечении моногенных заболеваний, но и таких широко распространённых патологий мультифакториальной природы (то есть вызванными генетическими и экзогенными факторами), как злокачественные опухоли, многие виды тяжёлых вирусных, сердечно-сосудистых и других заболеваний.

Историческая справка

Первые клинические испытания в генной терапии прошли в мае 1989 года. Т-лимфоциты, взятые из опухоли у больного меланомой, были помечены прокариотическим геном neo, устойчивым к неомицину. Это позволило легко отделить эти клетки в культуре, а затем детально проследить их судьбу в кровотоке и избирательное накопление в опухолях.

Первым моногенным наследственным заболеванием, к которому применили методы генной терапии, стал наследственный иммунодефицит, обусловленный мутацией в гене фермента аденозиндезаминазы. 14-го сентября 1990 года в Бетесде (США) четырёхлетней девочке, страдающей этой достаточно редкой патологией (1:100000) пересадили её собственные лимфоциты, которые предварительно трансформировали in vitro геном АДА (ген АДА + ген neo + ретровирусный вектор). Лечебный эффект наблюдался в течение нескольких месяцев, после чего процедуру повторяли с интервалом в 3-5 месяцев. В результате лечения состояние пациентки настолько улучшилось, что она смогла вести нормальный образ жизни и не бояться случайных инфекций.

Большинство проектов в генной терапии (около 80%) касаются лечения онкологических заболеваний, а также ВИЧ-инфекции. Начаты клинические испытания моногенных наследственных болезней и таких как:

• Семейная гиперхолестеринемия (1992)

• Гемофилия В (1992)

• Муковисцидоз (1993)

• Болезнь Гоше (1993)

Программы генной терапии для клинических испытаний должны включать:

• Обоснование выбора заболевания для проведения такой терапии

• Определение типа клеток, подлежащих генетической модификации

• Схему конструирования экзогенной ДНК

• Обоснование биологической безопасности вводимой генной конструкции, включая опыты на культурах клеток и на модельных (трансгенных) животных.

• Разработку её переноса в клетки пациента

• Методы анализа работы введённых генов

• Оценки клинического (терапевтического) эффекта

• Возможные побочные последствия и методы их предупреждения.

В зависимости от способа введения экзогенной ДНК в геном пациента генная терапия может проводиться либо в культуре клеток (ex vivo), либо непосредственно в организме (in vivo). Клеточная генная терапия или терапия ex vivo предполагает:

1. Выделение и культивирование специфических типов клеток пациента.

2. Введение в них чужеродных генов.

3. Отбор трансфецированных клеток.

4. Реинфузию их тому же пациенту.

Генная терапия in vivo основана на прямом введении клонированных и определённым образом упакованных последовательностей ДНК в специфические ткани больного. Особенно перспективным для лечения генных болезней in vivo представляется введение генов с помощью аэрозольных или инъецируемых вакцин. Аэрозольная генотерапия разрабатывается, как правило, для лечения пульмонологических заболеваний (муковисцидоз, рак лёгких).