Конструктор для генів
Перш медицина знала два основних шляхи лікування - хірургічний метод і медикаментозний. Ряд додаткових способів - фізіотерапія, масаж, дієти, - майже завжди виконують супутні функції і рідко є провідними в терапії важких захворювань. Генна терапія забезпечує лікування хвороб, раніше не піддавалися терапії.
Суть цієї методики полягає в застосуванні методів генної інженерії. Розглянемо для прикладу генну терапію гемофілії - захворювання, яке перш не можна було вилікувати, а здоров'я хворих підтримувалося постійним введенням речовин, недолік синтезу яких призводить до порушення згортання крові. Гемофілія має ряд варіацій і при найбільш поширеною формою відзначається недолік білка, званого восьмим фактором згортання.
Для лікування гемофілії методом генної терапії у хворого забирають незначну кількість крові. З цієї порції виділяють кілька особливих ендотеліальних клітин. Виділені клітини культивують на поживних середовищах, де вони розмножуються. Формується чиста культура людських клітин. В генетичний матеріал, який відповідальний за синтез усіх білків людського організму, вдається вбудувати інформацію. Це відбувається за допомогою генно-інженерні модифікованих вірусів, «вприскувальних» кілька генів в людські клітини, Коли вірус працює «на шкоду», таким чином, наприклад, людина заражається герпесом. В умовах же лабораторії генної інженерії, в спадковий матеріал людини вбудовуються гени, що кодують синтез відсутнього хворому на гемофілію восьмого фактора.
В результаті лікар має в своєму розпорядженні клітини, за всіма параметрами є клітинами даного конкретного пацієнта, але що володіють важливим додатковим властивістю - синтезують відсутній хворому білок.
Отриману культуру клітин вводять в кров пацієнта. Вони поселяються в кістковому мозку і селезінці, де розмножуються і продовжують синтезувати восьмий фактор. Таким чином, людина раз і назавжди виліковується від гемофілії.
Описана методика - вже не теорія. Вдалося домогтися успіху в експериментах на мишах, проведених під керівництвом доктора Роберта Хебелла (Robert Hebbel). Через деякий час після введення клітин зі зміненим генетичним набором, вчені відзначили підвищення рівня VIII фактора згортання крові, причому він підвищувався більш ніж на сто відсотків від норми. На даний момент вчені планують перейти до випробувань на собаках, а потім на добровольцях. Це дослідження було підтримано Національними інститутами охорони здоров'я та компанією Octagen Corp.
Геном і етика
Генетична терапія здатна забезпечити здоров'я пацієнтам, хвороби яких вважаються невиліковними. Крім гемофілії, проводяться експерименти по боротьбі і з рядом інших важких захворювань. Так, минулого тижня ми повідомляли про успішне проведення генної терапії артриту на людях.
На другому етапі, який зараз реалізовується, дослідники визначать всі функції генів і розроблять можливості використання отриманих даних. Ці дані будуть використані в генно-терапевтичних роботах для лікування та попередження спадкових хвороб.
Теоретично генну терапію можна проводити як щодо соматичних, так і статевих клітин. При соматичної генної терапії зміни, внесені в геном пацієнта, не передаються потомству. Метою генної терапії, що впливає на статеві клітини, є передача генетичних змін наступним поколінням. Цей вид генної терапії сьогодні не застосовують, хоча широко обговорюють можливість генетичної модифікації статевих клітин, її наслідки та пов'язані з цим етичні проблеми.
Що далі?
При генної терапії найчастіше використовують метод внесення терапевтичного гена. Розробляють також методи корекції дефектних генів (при мутаціях, що змінюють невелику ділянку ДНК), заміни дефектного гена нормальним, методи посилення експресії нормального гена, відновлення експресії блокованого гена або методи блокади експресії хвороботворного гена.
Для введення терапевтичного гена в клітини пацієнта використовують спеціальні генні носії (вектори). При цьому однією з найскладніших проблем є розробка підходів, що забезпечують специфічну, ефективну і безпечну доставку генетичного матеріалу у відповідні клітини-мішені пацієнта. Проблема доставки гена значно ускладнюється в тих випадках, коли необхідно перенести великий ген (вектора мають обмежену ємність), особливо в клітинне ядро. Правильне внесення гена забезпечує його функціонування протягом усього життя людини і повне лікування пацієнта від відповідного захворювання.
З точки зору генної терапії, найпростішими хворобами є моногенні хвороби, ті, які вимагають роботи з одним геном, наприклад, гемофілія, м'язова дистрофія Дюшенна, серповидно-клітинна анемія
Таким чином, біотехнологія, на яку завжди покладалися великі надії, починає приносити плоди не тільки в наукових лабораторіях, але і в лікарнях.