Биологическая лента жизни нас всех привязывает к нашему генетическому коду, оцепляя нас от более яркого и здорового будущего. Случайное сочетание генов от наших родителей может оставить нас предрасположенными к серым глазам или, что более серьезно, к наследственным заболеваниям. Возможно, кажется, что наша судьба уже определена этим микроскопическим фрагментом цепочки ДНК, но так ли это?
Представьте себе, что мы можем просто заменить этот “неисправный” ген на правильный, заменить генетическую ошибку на здоровую альтернативу. Эта идея, которая всего 30 лет назад казалась чем-то из области научной фантастики, теперь стала нашей реальностью. Внедряясь в медицину, генная терапия сегодня меняет жизнь людей.
Что такое генная терапия?
Медицинские исследователи выделяют три основные группы заболеваний:
1. Наследственные заболевания, вызванные отклонениями в последовательности ДНК. Как ни удивительно, эти болезни появляются практически независимо от внешней среды, однако степень проявления симптомов может значительно варьироваться у разных людей. Примеры таких заболеваний включают спинально-мышечную атрофию, муковисцидоз, гемофилию и другие.
2. Мультифакториальные заболевания, которые возникают в результате взаимодействия генетических и средовых факторов. Генетические факторы могут стать причиной болезни при определенных внешних воздействиях, таких как нарушение режима сна или неправильное питание. К этой группе относятся сахарный диабет, артериальная гипертензия, бронхиальная астма и даже некоторые формы ожирения.
3. Болезни, возникающие только из-за внешних факторов, включая инфекции и травмы. Генетические факторы могут влиять на ход болезни, скорость восстановления и другие аспекты.
Генная терапия является методом лечения, используемым для замены или восстановления недостающих или поврежденных генов у пациентов. Этот метод в настоящее время применяется или планируется применять для лечения первых двух групп заболеваний. Столетие генетических исследований привело нас к этому моменту, и генная терапия стоит на переднем крае медицинской науки.
На текущий момент применение генной терапии не является общепринятой практикой, что приводит к тому, что терапия генетических болезней часто ограничивается уменьшением симптомов. Ключевым принципом в данной области служит отсрочка наступления критических последствий, достигаемая путем управления некоторыми процессами в организме.
Примером может служить боковой амиотрофический склероз (БАС), поражающий моторные нейроны в головном и спинном мозге. БАС обычно проявляется в зрелом возрасте и прогрессирует со значительной скоростью — в течение 2-3 лет болезнь может привести к летальному исходу. С течением времени наблюдается ухудшение функционирования всех мышц, включая дыхательные и глотательные. Медикамент “Рилузол” способен существенно замедлить развитие болезни, продлевая период до наступления необратимых последствий. Действие препарата направлено на нейроны, но оно не влияет на “дефектный” ген.
Существуют аналогичные лекарства для некоторых других наследственных болезней, но их действие ограничивается замедлением негативных последствий генной мутации. Несмотря на то, что общество, под влиянием СМИ, называет их лекарствами от этих болезней, полное излечение все еще остается недостижимым.
Генная терапия — это новаторская область, и на сегодняшний день еще невозможно утверждать, существуют ли абсолютно безопасные способы замены “бракованного” гена. Однако успешные примеры уже имеются.
С 2019 года, например, в США и Европе используется медикамент “Золгенсма” для генной терапии спинально-мышечной атрофии (СМА). Это заболевание постепенно приводит к полной атрофии мышц, и без лечения человек становится неспособным самостоятельно глотать и дышать.
Одна инъекция может излечить ребенка от СМА
В декабре 2021 года препарат был зарегистрирован в России. Одна инъекция способна избавить человека от этой болезни. Препарат продемонстрировал эффективность при применении у детей до 2 лет, а если препарат был введен до 6 месяцев, вероятность минимальных последствий значительно повышается.
Как функционирует генная терапия
ДНК часто ассоциируется с программным кодом. Одно неправильное знакопоставление может привести к тому, что программа просто перестанет работать. Замените это неправильное знакопоставление на корректное — и все начнет функционировать должным образом.
Как произвести замену участка ДНК у живого человека?
Существуют микроорганизмы, способные встраивать свой геном в ДНК клеток других существ — это вирусы. В течение последних 30 лет научное сообщество активно занимается “домашними” вирусами. Генная терапия, на самом деле, это один из способов использования вирусов.
Некоторые вирусы могут проникнуть в клетки человеческого организма и встроить свои фрагменты в участки ДНК хозяйских клеток. Таким образом, они дополняют программный код, после чего клетка превращается в “фабрику” для производства новых вирусов, которые инфицируют все больше и больше соседних клеток.
Ученые попытались использовать такие вирусы и части их белковой оболочки для доставки нужной последовательности ДНК в организм. Для этого в образцы ДНК человека вводят нужную последовательность гена и внутривенно вводят с использованием ретровирусного вектора — безопасного вируса, адаптированного специально для этой цели.
1990 год — дата проведения первой генной терапии
Первым пациентом, подвергшимся генной терапии, стала Ашанти ДеСильва — в два года ей поставили диагноз ТКИД (тяжелый комбинированный иммунодефицит). Вирус-опосредованная генная терапия была выполнена в возрасте 4 лет. После этого были необходимы дополнительные операции и процедуры, но девочка получила возможность вести нормальную жизнь. Лечение проводилось под руководством Уильяма Андерсона — американского врача-генетика, которого позже признали отцом генной терапии.
Вирус по-прежнему остается нашим врагом
Успешные операции Андерсона дали надежду другим ученым и медикам. За 30 лет были проведены испытания генной терапии для других наследственных заболеваний.
На пути многих из них оказывалась основная защитная система человека — иммунная система. Именно она защищает организм от вирусов, а для доставки необходимой ДНК используется белковая оболочка вируса. Ученые до сих пор не нашли способа замаскировать полезный вирус, чтобы он смог обойти иммунную систему.
Возникают и другие проблемы. Например, французский эксперимент стал причиной развития лейкемии в результате генной терапии. На лабораторном этапе такой эффект был непредсказуем. Подобные проблемы возникают и в других исследовательских областях.
Какие болезни уже можно лечить с помощью генной терапии?
Генная терапия является лекарством XXI века, поэтому на данный момент у нас нет данных многолетних исследований. Практически все пациенты – дети, некоторые из которых перешли в подростковый возраст, и лишь немногие из них стали взрослыми. Почти каждый случай является научным исследованием, и медицинские специалисты продолжают их наблюдения. С такой ограниченной выборкой трудно сделать общие выводы.
Стоимость одной инъекции Золгенсма составляет 2 000 000 долларов.
• Препарат Золгенсма может освободить ребенка от спинально-мышечной атрофии. Его следует использовать для лечения СМА у детей до 2 лет (или весом до 21 кг). После такого лечения у детей появляется возможность не только ухаживать за собой и сидеть, но и стоять прямо, и даже ходить.
• Стримвелис используется для лечения ТКИД, когда невозможно найти подходящего донора костного мозга. Согласно исследованиям, он может вызвать аутоиммунные реакции.
• Лукстурна применяется для генной терапии наследственной дистрофии сетчатки глаза, которая может привести к полной слепоте. Первоначальная потеря зрения в детстве или юном возрасте не обратима. Но благодаря Лукстурне, у таких пациентов появляется надежда.
Список наследственных заболеваний огромен, поэтому исследования в этом направлении продолжаются. Согласно информации от FDA, в настоящее время в процессе разработки находятся сотни новых лекарств генной терапии. В определенном смысле мы становимся свидетелями революции в медицине.
Геном на заказ
В 2015 году новость о том, что американка Элизабет Перриш провела эксперимент над собой, вводя препарат, который теоретически может предотвратить старение, потрясла мир. В 2018 году китайский врач Хэ Цзянкуй объявил о том, что он модифицировал геномы человеческих эмбрионов, чтобы сделать их невосприимчивыми к ВИЧ-инфекции, которую выявили у их отца.
Оба этих случая вызывают сомнения, поскольку они не были подкреплены научными публикациями и были представлены в основном через СМИ.
Соблазн “отредактировать” свой геном или “собрать” ДНК своих детей, подобно конструктору, становится все более реальным при появлении таких новостей. Безусловно, все это происходит с наилучшими намерениями.
Однако на этом пути возникает множество этических вопросов, на которые у общества пока нет конкретных ответов. Возьмем, например, долгосуществующий запрет на эксперименты над человеческими эмбрионами, где разрешалось развивать зародыши только до 14 дней. Однако в 2021 году Международное общество исследования стволовых клеток (ISSCR) допустило индивидуальное решение о продолжении экспериментов после указанного периода в каждом конкретном случае.
В настоящее время даже не ясно, какой ген будут наследовать дети тех, кто применял сегодняшние препараты для генной терапии. Не упоминая уже о таком понятии как косметическая генная терапия.
Сегодня люди имеют возможность узнать, являются ли они носителями генетического заболевания, которое может проявиться во взрослом возрасте, или такой болезни, которая может угрожать их будущим детям. Можно предотвратить риски развития и передачи таких наследственных заболеваний с помощью Генетического теста Атлас.
Важно учесть:
• Модификация человеческого генома возможна, но мы только на начальной стадии испытаний.
• Хотя некоторые наследственные заболевания облегчаются с помощью специальных препаратов, источник болезни – мутационный ген – остается на месте все это время. Поэтому эти препараты нельзя считать лекарствами, способными полностью излечить пациента. Однако в некоторых случаях они могут значительно улучшить качество жизни пациентов.
• На момент написания статьи в некоторых странах разрешены 3 препарата генной терапии: Золгенсма для лечения СМА, Стримвелис для лечения ТКИД, и Лукстурна для лечения наследственной дистрофии сетчатки глаза. Вместе с тем ведутся исследования сотен потенциальных препаратов.
• Генная модификация людей поднимает множество этических вопросов. Но желание освободить себя и свое потомство от тяжелого бремени наследственных заболеваний, а также стремление изменить свой внешний вид, продолжает усиливаться.
Часто задаваемые вопросы:
1. Вопрос: Что такое генная терапия и какие заболевания она уже может лечить?
Ответ: Генная терапия – это современный подход к лечению, при котором гены используются для лечения или предотвращения болезней. На сегодняшний день генная терапия применяется для лечения таких заболеваний, как спинальная мышечная атрофия (СМА), тяжелая комбинированная иммунодефицитная болезнь (ТКИД) и наследственная дистрофия сетчатки глаза.
2. Вопрос: Какие препараты используются для генной терапии вышеупомянутых заболеваний?
Ответ: Для лечения спинальной мышечной атрофии используется препарат Золгенсма, для лечения ТКИД используется Стримвелис, и для генной терапии наследственной дистрофии сетчатки глаза используется Лукстурна.
3. Вопрос: Может ли генная терапия полностью излечить наследственные заболевания?
Ответ: На текущий момент генная терапия может значительно облегчить состояние больных и улучшить их качество жизни, но не может полностью излечить заболевание, так как источник болезни – мутационный ген – остается на месте.
4. Вопрос: Что такое Генетический тест Атлас и для чего он используется?
Ответ: Генетический тест Атлас позволяет узнать, является ли человек носителем генетического заболевания, которое может проявиться во взрослом возрасте, или такой болезни, которая может угрожать его будущим детям. Это позволяет предотвратить риски развития и передачи таких наследственных заболеваний.
5. Вопрос: Что подразумевается под “косметической генной терапией” и какие этические вопросы она поднимает?
Ответ: Косметическая генная терапия – это использование генной терапии с целью внешних изменений, например, изменение цвета глаз или волос. Этот подход вызывает множество этических вопросов, таких как: где граница между лечением заболеваний и “улучшением” человека? Какие последствия могут быть для отдельных людей и общества в целом? Эти вопросы требуют обширного общественного и профессионального обсуждения.
