Не знаю, имеет ли смысл публиковать на этом ресурсе научно-популярные статьи, потому как непонятно, найдутся ли у них читатели. Но - попытка, как известно, не пытка. Да и ситуация с биологией и медициной, точнее, с элементарными знаниями по этим дисциплинам, которые, по моему глубокому убеждению, необходимы любому человеку - удручает. Так сегодня, даже не в научной и научно-популярной прессе, можно частенько встретить медицинские новости, связанные с таким новым и перспективным направлением современных медицинских технологий, как генная терапия. Это похвально, но... При этом большинство людей, не работающих в медицине и биологии, слабо представляют себе, что это такое в принципе, что служит почвой для беспокойства и выдумывания разного рода "страшилок" на почве этого беспокойства. "Страшилки" берутся на вооружение всякими деятелями антинауки, вроде коллектива канала "(х)Рен(ь)-ТВ", и получается...не очень хорошо получается, скажем так. Поэтому - сделаю робкую попытку заполнить этот пробел отечественного школьного образования.
Итак, генная терапия(далее - ГТ) – это введение тех или иных генов в клетки пациентов с целью получения терапевтического эффекта, как для коррекции имеющегося генетического дефекта, так и для придания клеткам новых свойств за счёт экспрессии терапевтически полезных белков.
Выделяют ГТ зародышевых клеток – перспективное, но, увы, почти «замороженное» направление из-за обскурантизма в биоэтике, и соматическую генную терапию, когда «терапевтические» гены внедряются в клетки уже рожденного организма. Обсуждение результатов её сегодня можно без особого труда найти в научной и научно-популярной периодике - конечно, это не мифическая панацея, и имеет ряд специфических рисков и побочных эффектов, но обычно о ГТ говорят, когда есть смысл рисковать, т.к. иного эффективного лечения просто не существует.
Область применения ГТ на сей день довольно широка – если первоначально её рассчитывали использовать для лечения пациентов с моногенными наследственными заболеваниями, то сегодня есть разработки относительно применения ГТ для терапии инфекционных болезней(например, ВИЧ-инфекции), «болезней цивилизации»(рак, атеросклероз, ИБС и т.д.), а также других полигенных болезней и болезней с наследственной предрасположенностью. Но в случае полигенных болезней, равно как и «болезней цивилизации», есть одна сложность – не достаточно точно известен их патогенез, соответственно, затруднён выбор адекватной «мишени» для ГТ. Однако, если наука и дальше продолжит развиваться, то эти трудности – временные.
Так или иначе, вопрос о применении ГТ сегодня наиболее актуален в случае заболеваний, где традиционные методы терапии не так эффективны, как этого бы хотелось(например, при ВИЧ-инфекции, ряде онкологических заболеваний), а также при моногенных наследственных болезнях, особенно – редко встречающихся.
В данный момент можно выделить 3 основных «стратегических направления» ГТ:
*ГТ, направленная на восстановление утраченных функций клеток;
*ГТ, направленная на подавление избыточной или «извращенной» функции клеток;
*ГТ, служащая для усиления иммунного ответа на те или иные нежелательные для организма антигены.
Разумеется, «терапевтический ген» сам по себе не попадёт в «клетку – мишень», его туда нужно как-то доставить. Есть три основных «стратегических подхода» для доставки генов в интересующие исследователей и медиков клетки:
*ГТ ex vivo - при попытке дословного перевода получим нечто «терапия вне организма» - т.е. способы ГТ, когда само введение клетки в геном пациента происходит ВНЕ его организма. При таком способе ГТ сперва выделяют нужные клетки из организма пациента, затем выращивают и генетически трансформируют эти клетки в культуре, а далее – возвращают их в организм пациента. Такой подход интересен тем, что собственные клетки организм, как правило, не отторгает. Но годится лишь для длительно существующих в организме клеток – в противном случае значимого терапевтического эффекта достичь не удастся.
*ГТ in vivo – при этом способе гены вводятся непосредственно в организм. Сперва выбирают ген, участие «мутантной версии» которого в патогенезе данного заболевания доказано, и выделяют, естественно, его нормальный вариант. Затем происходит выбор молекулярной системы для его доставки – т.е. т.н. вектора. После встраивания «терапевтического гена» в вектор выбирают наиболее подходящий в данной ситуации путь для введения этой всей конструкции в организм(а путей введения – довольно много, начиная от банальной внутримышечной инъекции, заканчивая энолюмбальным введением).
ГТ in situ(переводится примерно как «в месте нахождения») – введение генетической конструкции непосредственно в патологический очаг, например, в карциному.
Буквально пара слов про векторы. Вообще, сегодня в качестве векторов используется довольно много «молекулярных конструкций», но обычно в литературе упоминают следующие:
*Вирусы – ретровирусы, аденовирусы, аденоассоциированные вирусы, вирус простого герпеса 1-го типа и т.д. Естественно, гены, ответственные за репликацию вируса, удаляют, т.к. в противном случае вместо терапевтического эффекта мы «подарим» пациенту острую вирусную инфекцию с неясным исходом – в виду того, что вирус генетически модифицирован. Т.к. генов репликации у вирусного вектора нет, то для получения достаточного его количества приходится прибегать к т.н. упаковочным, или хелперным, клеточным культурам – это особые генетически модифицированные клетки, которые экспрессируют белки, необходимые для репликации и сборки вирусного вектора. Вне такой клеточной линии вирусный вектор реплицироваться не может.
*Гибридные вирусно-синтетические системы – грубо говоря, «доведенные до ума» при помощи химического синтеза вирионы. «Природные» вирусы не всегда подходят для тех или иных задач ГТ, поэтому приходится их «дорабатывать». Подробное обсуждение таких конструкций уже выходит далеко за рамки этой заметки.
*Невирусные синтетические векторы – например, катионные липидсвязанные комплексы с ДНК в составе липосом. Подобные конструкции привлекательны тем, что более безопасны, нежели вирусные векторы, но пока ещё далеки от совершенства – при их применении лишь небольшая часть терапевтического генного материала достигает ядра клетки, остальное же связывается с цитоплазматическими органеллами и подвергается деструкции.
Конечно, это все очень упрощенно, поверхностно и кратко, но – кмк, для создания общего представления о том, что же такое ГТ, этого должно хватить.Возможно, кому-то это будет хоть чуточку интересно.