Генная терапия
Генотерапия – это целенаправленное внесение изменений в генетический аппарат клеток с целью обретения организмом новых свойств или лечения заболеваний.
К нынешнему моменту у генотерапии уже есть основательная история развития. На протяжении двух десятков лет в лабораториях создаются генетически модифицированные животные, в том числе способные прожить гораздо дольше своих предков. Генетическая модификация осуществляется либо при помощи направленных мутаций имеющихся генов, либо путем встройки в геном половых клеток родителей дополнительных копий определенных генов, активностью которых можно управлять в потомстве. Например, с помощью мутаций в каком-либо конкретном гене удается многократно продлить жизнь лабораторным линиям червей, мух, мышей. Специалистам из Эдинбургского университета в 2014 году при помощи генной терапии удалось омолодить мышей, активировав у старых животных всего один ген, который позволил полностью восстановить тимус – вилочковую железу, которая играет ключевую роль в иммунной системе. В ней проходят созревание, отбор и обучение Т-лимфоциты. С возрастом тимус практически исчезает, и его важная функция вместе с ним. Активация определенного гена у генетически измененных животных в очень старом возрасте тем не менее позволила восстановить как структуру, так и функцию вилочковой железы.
В существующем виде упомянутая выше технология генетической модификации неприменима к человеку. Генная терапия человека подразделяется на две большие технологии: внесение напрямую в организм молекул ДНК и РНК, изменяющих свойства клеток нашего тела, и генетическая модификация клеток вне организма с последующим их внесением в тело человека. Последнюю технологию мы рассмотрим в разделе про клеточную терапию.
В настоящее время активно используется внесение новых генов в геном клеток человека с помощью специально сконструированных вирусных частиц, лентивирусных или аденовирусных. Таким образом, ученые используют способность вирусов проникать внутрь клетки и ее ядра, где хранится ДНК. Замещая гены вируса на требуемые, удается с их помощью доставить нужную генетическую информацию прямо в ДНК ядра клетки.
В 2012 году исследователи из испанского Национального онкологического научного центра под руководством Марии Бласко увеличили продолжительность жизни уже взрослых мышей однократным введением генотерапевтического препарата. Они встроили в вирус ген теломеразы, того самого фермента, удлиняющего концы хромосом, и заразили им клетки тела подопытных животных. Если воздействию подвергали мышей в возрасте одного года, мыши жили дольше на 24 %. Продолжительность жизни двухлетних мышей удавалось увеличить на 13 %. С большой вероятностью мы можем догадаться, чем обусловлена прибавка срока жизни: благодаря активной теломеразе, клетки мышей могли делиться большее число раз, поэтому ткани их организма регенерировали лучше и дольше.
Еще один пример генной терапии для достижения долголетия реализовали в 2013 году ученые из Колледжа Альберта Эйнштейна. Генная терапия гипоталамуса мышей, подавляющая противовоспалительный ген, отвечающий за врожденный иммунитет, позволила увеличить их продолжительность жизни на 12 %. Это достижение уникально не только как результат успешного применения генной терапии, но и как возможность повлиять на здоровье и долголетие организма, прицельно «омолодив» всего лишь одну структуру тела, отвечающую за нейроэндокринную регуляцию – гипоталамус.
Генная терапия, основанная на вирусах, до сих пор редка при лечении возраст-зависимых патологий у человека. Однако на поздних стадиях клинических испытаний уже имеются генотерапевтические препараты для лечения других, так называемых моногенных, болезней, в частности муковисцидоза, наследственной слепоты и глухоты. Следует ожидать появления новых средств и против старческих болезней.
Первый разрешенный препарат для генной терапии
В конце 2012 года на территории Европейского союза впервые было разрешено использовать препарат, предназначенный для генной терапии. Препарат Alipogene tiparvovec генетически регулирует уровень жиров в крови, излечивая панкреатиты и предотвращая ранние инфаркты и инсульты.
Препарат изменяет ген, кодирующий производство фермента липопротеинлипазы, при недостаточности которого в крови резко повышается уровень частиц, участвующих в транспортировке жиров в крови.
По сути, препарат представляет собой нормальный ген липопротеинлипазы, «упакованный» в ДНК вирусного вектора (частица, которая используется для доставки генетического материала в клетки-мишени). В данном случае вирусный вектор представляет собой аденоассоциированный вирус, практически безвредный для организма.
К сожалению, использование некоторых вирусных носителей увеличивает вероятность опухолевого процесса и лейкемии. Революционные результаты обещает новый подход к генной терапии, называемый «Криспар». В отличие от прежних методов, конструкция «Криспар» редактирует нужный участок хромосомы очень точно, не повреждая ее. Данная методика позволяет не только редактировать отдельные буквы в ДНК, но и добавлять в хромосому новые гены, удалять вредные старые варианты, ставить метильные метки. В апреле 2014 года ученые из Массачусетского технологического института «исцелили» взрослую мышь от наследственной болезни печени при помощи метода «Криспар». В ближайшее время стоит ожидать использования этого метода для борьбы с возраст-зависимыми заболеваниями и раком. Возможно, нам удастся продлить молодость каждого конкретного человека, если мы прочитаем его геном и отредактируем все известные нам на сегодняшний день ошибки в ДНК, предрасполагающие к хроническим заболеваниям.
