Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки - Ангелина Владимировна Потапова

терапии препаратом Yescarta для рецидивирующей лимфомы [2]. При этой болезни клетки иммунной защиты В-лимфоциты «сходят с ума» и не выполняют своей функции. Они атакуют здоровые ткани, разрушая организм.

Это уже второй случай одобрения генной терапии: ранее допустили похожую методику препаратом Kimriah для лечения лимфобластного лейкоза у молодых пациентов с неоднократными случаями рецидива. В ходе испытания выздоравливали 83 % пациентов [3].

Цена новой генной терапии для лечения лимфомы препаратом Yescarta составляет 373 тыс. долларов. При этом производители не скрывают, что стоимость может увеличиться.

Суть работы обоих препаратов состоит в следующем: у пациента берут собственные Т-лимфоциты (белые кровяные тельца, которые реагируют на чужеродные вещества в организме) и в лабораторных условиях с помощью специального вируса встраивают в генотип Т-лимфоцитов информацию о том, что В-клетки (клетки иммунитета, которые синтезируют антитела для борьбы с патогенами) пациента – чужеродные агенты и их нужно уничтожать. Далее модифицированные клетки вводят обратно пациенту, и начинается «война». При этом здоровые В-клетки тоже погибают, но побочный эффект при этом уступает ожидаемой пользе для жизни.

Препарат Yescarta разработали для взрослых пациентов. С его помощью 51 % испытуемых добились полной ремиссии болезни. Это большой шаг в лечении рецидивирующих форм лимфом.

Генная терапия может помочь не только в случае онкологии: ее успешно опробовали при лечении гемофилии – наследственного заболевания, при котором даже маленький порез может стать смертельным [4]. Для того чтобы кровь остановилась, должен произойти целый каскад биохимических реакций, в котором принимают участие факторы свертываемости. При гемофилии В фактор IX содержит генную мутацию, и весь процесс свертывания крови нарушается.

Ранее ученые обнаружили, что не все мутации этого фактора вызывают снижение функции свертывания крови. Определенные варианты гена фактора IX могут повышать его активность в 8-12 раз [5]! Десяти добровольцам ввели ген усиленного фактора IX в виде вирус-частицы, которая встраивается в клетки печени. До эксперимента все участники страдали от спонтанных кровотечений. После введения препарата уровень фактора свертываемости вырос, а за год у 9 из 10 пациентов прекратились спонтанные кровотечения. При этом никаких серьезных побочных эффектов выявлено не было.

Ванга бы прозрела, Бетховен бы услышал

Через зрительный анализатор мы воспринимаем большую часть информации из окружающего мира. Потеря зрения становится для человека важнейшей проблемой: жизнь уже не будет прежней.

Но что, если обратиться к генной терапии и помочь организму восстановить зрение? Один пациент с генетической формой врожденной слепоты, при которой люди обычно в раннем возрасте теряют зрение, согласился получить генную терапию [6]. У него в организме была мутация гена, который отвечает за синтез в клетках белка СЕР290. Этот белок «следит» за нормальной работой фоторецепторных клеток. С помощью внутриглазной инъекции пациенту ввели короткую молекулу РНК под названием се-пофарсен: с нее будет считываться информация о строении белка СЕР290 (клеткам как раз не хватало именно этого). Спустя два месяца неожиданно для самих исследователей у пациента восстановилось зрение, и он отчетливо видел последующие 15 месяцев. Требуются дополнительные исследования, но даже этих результатов достаточно, чтобы продолжать работу в этом направлении.

Еще одно врожденное генетическое заболевании глаз – оптическая нейропатия Лебера, повреждение зрительного нерва, при котором нарушается передача сигнала от глаза в зрительную кору, – ученые исследовали, чтобы понять возможность лечения с помощью генной терапии [7]. Болезнь вызывают точечные мутации в митохондриальной ДНК, из-за которых постепенно погибают нервные клетки глаза, и человек теряет зрение всего за год. Препаратов для лечения болезни нет, лишь на начальных этапах стараются проводить поддерживающую терапию, которая замедляет процесс потери зрения.

Решить проблему можно заменой поломанного гена на правильный. Сложность в том, что мутация при этой болезни происходит не в ядерной ДНК, а в митохондриальной. Ученым пришлось создать новый вирус, который доставит ген туда, куда нужно: в вирусную частицу добавили сигнальную молекулу митохондриальной ДНК – метку, позволяющую попасть в митохондрию.

Недавно исследователи отчитались о третьей фазе клинических испытаний, для которой отобрали 37 пациентов [7]. Каждому из них ввели в один глаз плацебо-препарат, а в другой – настоящий (при этом сам испытуемый не был в курсе, где какой). Разница в состоянии двух глаз должна была служить показателем эффективности генной терапии. Когда ученые подводили итоги, оказалось, что тот глаз, который получил плацебо, тоже стал видеть лучше – на 43 %, а глаз с генной терапией – на 62 %. И за два года у 68 % пациентов стал видеть лучше хотя бы один глаз, у двоих это был глаз, в который ввели плацебо-препарат.

Почему же могло так произойти? Давайте рассуждать. Благодаря особому анатомо-физиологическому строения глаза в него можно вводить вирусные частицы с генами, не опасаясь иммунного ответа: зрительный аппарат имеет обособленный кровоток. Однако, если при введении плацебо-препарата зрение улучшилось, значит, существуют какие-то пути сообщения между двумя глазами. В исследованиях на приматах было показано, что вирусная частица перемещается через головной мозг по зрительным нервам. Либо же это спонтанное улучшение зрения, которое не связано с терапией.

Еще одно генетическое заболевание, забирающее у человека зрение, – оптическая нейропатия Кьера. Она поражает зрительный нерв во взрослом возрасте, а ее исход варьируется от ухудшения зрения до дальтонизма и полной потери зрения. За развитие болезни отвечает ген ОРА1, без которого митохондрии, энергетические станции клетки, не могут выполнять своей функции. Биологи из Тринити-колледжа в Дублине разработали новый генный препарат, который защищает зрительные нервы от повреждения в них митохондрий [8]. Пока методика испытана только на лабораторных животных, но исследователи говорят о возможности применять этот препарат на человеке. Генная терапия позволила ученым изменить работу митохондрий в поврежденных клетках и повысить их способность производить энергию. Такую стратегию можно использовать для лечения болезней Паркинсона и Альцгеймера – и об этом поговорим позже.

Большинство заболеваний, которые приводят к слепоте, связаны с нарушением в работе фоточувствительных клеток. Немного погрузимся в анатомию глаза. Фоточувствительные клетки можно разделить на три типа: палочки, колбочки и фоточувствительные клетки сетчатки. Они расположены по всей сетчатке, воспринимают цвета и передают информацию выше в зрительную кору через другие клетки зрительного пути. При некоторых заболеваниях, в том числе возрастных, палочки и колбочки повреждаются и развивается слепота.

Методика, которая призвана восстановить потерянное зрение, заключается в обходе палочек и колбочек и активации непосредственно второй клетки в цепочке зрительного пути – биполярной [9].

Биполярная клетка сетчатки – клетка зрительной системы, соединяющая через синапсы одну колбочку или несколько палочек зрительной системы с одним нейроном сетчатки.

Для этого биологи выделили ген MCOI, который активирует сигнальные