Генная терапия — инновационное лечение с большими перспективами. Десятилетиями ученые работали над методами устранения генных дефектов с помощью различных механизмов. Например, с помощью модификации поврежденных генов или замены функции дефектных генов за счет введения рабочей копии гена. Их труд наконец начинает приносить свои плоды. Какие возможности есть у генной терапии и какие заболевания с ее помощью можно предотвратить или вылечить?
Генная терапия — это медицинский подход, направленный на профилактику или лечение генетических заболеваний, вызванных различными дефектами (мутациями) генов. С помощью внесенного извне генетического материала, не используя химически синтезированные лекарства или хирургические методы, можно заменить функцию неисправного гена или добавить необходимый, чтобы предотвратить прогрессирование болезни или усилить способность организма с ней бороться (1).
На ранних этапах для этих целей генетики занимались переносом (добавлением) определенных генов в клетки или введением исправленной копии мутировавшего гена, вызвавшего заболевание. Позже был разработан совершенно иной подход — редактирование генома (например, технология CRISPR-Cas92). Здесь вместо введения в клетки нового генетического материала используются специальные молекулярные инструменты для изменения существующей ДНК клетки. Редактируя геном, можно исправлять генетические изменения, лежащие в основе заболевания (или расстройства), «включить» ген для борьбы с заболеванием или «выключить» ген, который неправильно функционирует, удалить фрагмент ДНК, влияющий на функцию гена и вызывающий болезнь, помочь иммунной системе распознавать «больные» клетки, представляющие угрозу.
Генная терапия дает большую надежду пациентам с различными, в том числе тяжелыми жизнеугрожающими заболеваниями. На данный момент генная терапия изучается в большом количестве клинических исследований. Ожидается, что в ближайшие пять лет 45% из них будут одобрены и введены в клиническую практику для лечения рака, 38% — для лечения редких наследственных заболеваний.
Гены, клетки, мутации
Гены и клетки тесно связаны, тысячи генов, находящихся в клетках, кодируют информацию, необходимую для производства специфических белков, из которых состоят клетки. Они в свою очередь являются основными строительными блоками всего живого, в том числе человеческого организма. Каждый человек получает две копии каждого гена от обоих родителей. Эти гены (всего их от 20 000 до 25 000) контролируют все, начиная от цвета волос, заканчивая параметрами роста.
Генная мутация представляет собой небольшое изменение ДНК гена, которое влияет на строение и функции белков. Вроде бы ничего опасного, но, если вспомнить об их важных регуляторных функциях, то можно говорить о том, что мутации могут сильно влиять на здоровье и жизнедеятельность человека: буквально на то, как он дышит, переваривает пищу, передвигается. Генные мутации могут быть унаследованы от родителей, развиться с возрастом или под влиянием факторов окружающей среды. Мутации есть у всех, но проблема в том, что некоторые из них вызывают заболевания, в некоторых случаях неизлечимые.
Как работает генная терапия?
Для доставки генетического материала в клетки ученые используют разные методы. Один из них - использование векторных систем (систем доставки генетического материала) (3). Здоровая копия гена может заменить функцию гена или инактивировать мутировавший ген, доставить необходимый, если изначально он в организме отсутствует (4). В большинстве случаев векторы представляют собой вирусы, которые обладают естественной способностью доставлять генетический материал в клетки. Прежде чем вирус используют для переноса генов в клетки, его модифицируют, лишая способности вызывать заболевание. Векторами также могут быть бактерии, стволовые клетки или кольцевые молекулы ДНК, а в будущем, возможно, ими станут наночастицы и молекулы липидов. В организм векторы обычно вводят с помощью внутривенной инъекции, в некоторых случаях сначала проводят забор клеток у пациента, в лаборатории к ним добавляют необходимые векторы, благодаря чему у клеток появляются новые свойства или происходит восстановление функции, а уже затем проводят инъекцию. Также в исследованиях изучаются методы, позволяющие редактировать генетический материал пациента.
При каких заболеваниях может помочь генная терапия?
В клинических исследованиях была показана эффективность генной терапии в лечении спинальной мышечной атрофии, тяжелого комбинированного иммунодефицита, гемофилии, потерей зрения, вызванной наследственными дегенеративными заболеваниями сетчатки глаза (врожденный амавроз Лебера, пигментный ретинит) , муковисцидоза, дефицита альфа-1-антитрипсина, бета-талассемии, серповидно-клеточной анемии, инфекций, включая ВИЧ, лейкемии, острого лимфобластного лейкоза, диффузной В-крупноклеточной лимфомы. Лечение некоторых из этих заболеваний уже одобрено во многих странах (5).
Существует два типа генной терапии в зависимости от ее цели: соматическая — участок ДНК переносится в любую клетку, которая не связана с развитием мужских или женских половых клеток (сперматозоидов или яйцеклеток), этот эффект не передается детям пациента; терапия зародышевой линии — участок ДНК переносится в клетки, участвующие в процессе производства сперматозоидов и яйцеклеток, эффект передается детям пациента и последующим поколениям.
Потенциал генной терапии
Использование генной терапии дает надежду людям, которые болеют генетически обусловленными заболеваниями, или имеют ограниченные возможности лечения.
Если генную терапию проводят на ранней стадии болезни, в идеале на досимптомной стадии, то заболевание может дальше не развиваться. Выявить заболевание на стадии до появления симптомов помогает скрининг новорожденных.
Таким образом, генная терапия уже не звучит как нечто абстрактное и недоступное. Сейчас в мире, в том числе в России, много пациентов, которые уже получили лечение этими инновационными препаратами (3).
606492/Corp/Dig/02.23/0
