Це більше схоже на наукову фантастику – і багато років так воно й було. Але нарешті ідея генотерапії – внесення здорових копій генів для лікування захворювань у людський організм, де їх бракує, – може стати науковим фактом.
Усе починалося не надто оптимістично: 1999-го внаслідок експерименту з вживленням генів у організм американського хлопця, що страждав від спадкової хвороби печінки, пацієнт помер. 2003-го у французьких дітей, яких таким способом лікували від важкого комбінованого імунодефіциту, виявили лейкемію. Але відтоді спостерігаємо прогрес. У Європі вже схвалено одну процедуру, за допомогою якої можна боротися із синдромом Бюрґера – Ґрютца, або дефіцитом ліпопротеїнліпази (зумовлює підвищення вмісту жирів у крові й усі проблеми, що звідси випливають), для використання в клінічній практиці.
Останнім свідченням успіху, описаним у медичному журналі Lancet, стало експериментальне лікування хороїдермії, що призводить до втрати зору. Захворювання виникає через мутацію гена, що кодує білок REP1. За відсутності REP1 фоторецептори ока деградують. Роберт Макларен з Оксфордського університету скористався вірусом, щоб доправити здоровий ген, що кодує білок REP1, до найбільш світлочутливих частин сітківки. У п’ятьох із шести учасників експерименту, як і планувалося, покращилося сприйняття світла. У двох поліпшення було таким істотним, що вони побачили більше, ніж раніше, рядків на стандартній таблиці для вимірювання гостроти зору.
Читайте також: Поля спаплюженого золота
Робота доктора Макларена доповнює експерименти Альберта Меґваєра і Джин Беннетт з Університету Пенсильванії, які за допомогою генотерапії лікували іншу хворобу очей – амавроз Лебера. Виникає вона при дефекті гена RPE65, що зумовлює дефіцит вітаміну А у світлочутливих клітинах сітківки, і знову ж таки призводить до сліпоти. Вживлення здорових RPE65 у сітківку, як і у випадку з REP1, підвищує світлочутливість ока і може покращити зір.
І доктор Макларен, і Меґваєр із Беннетт вносять такі генетичні заряди до цільових клітин через аденоасоційовані віруси (вони, як відомо, не призводять до захворювань і не надто стимулюють імунну систему). Луїджі Нальдіні з Інституту генної терапії Сан-Раффаеле в Мілані застосовує для перенесення генів страшніші вектори, взяті з вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ), що спричиняє СНІД, адже під час життєвого циклу цього вірусу його геном інтегрується в ядро клітин.
Торік доктор Нальдіні з колегами доповів, що за допомогою стерилізованих клітин ВІЛ їм вдалося вживити здорові копії генів у кровоутворюючі стовбурові клітини, які їх не містили. Це було зроблено для лікування метахроматичної лейкодистрофії (яка ушкоджує нерви) та синдрому Віскотта – Олдріча (що вражає імунну систему і знижує здатність крові до згортання). В обох випадках метод Луїджі Нальдіні запобіг розвитку хвороби або сповільнив його, хоча хвороби ці дуже рідкісні, тож таких прикладів було небагато.
Через рідкісність захворювань на кшталт метахроматичної лейкодистрофії, синдрому Віскотта – Олдріча та багатьох інших, яким здатна зарадити генотерапія, чимало її методів, не виключено, матимуть дуже обмежене застосування. Натомість ширший ужиток, наприклад під час лікування раку, може мати конструювання специфічних генів, які допомагають стимулювати імунну систему до боротьби з відповідною недугою.
Мішель Садлен із Центру клітинної інженерії та перенесення генів у Меморіальному онкологічному центрі ім. Слоуна – Кеттерінґа в Нью-Йорку – один із піонерів застосування такого методу. Він передбачає використання клітин із химерними рецепторами антигенів, які є перепрограмованими варіантами Т-лімфоцитів – частини імунної системи, що вбиває клітини організму, зокрема ракові, які стали для нього загрозливими.
Чиатйте також: Органіка – не хімія
Фішка доктора Садлена в тому, що він бере природні Т-лейкоцити пацієнта (скажімо, хворого на лейкемію чи лімфому) і вводить у них ген, який переключає увагу цих клітин на відповідну пухлину, стимулюючи їх шукати та знищувати хворі клітини. Перепрограмовані клітини повертаються до організму пацієнта, де розмножуються й атакують ракові.
Химерне море
Додаткові гени, що вживлюються в гени химерних рецепторів, частково виводяться з генів моноклональних антитіл. Їх вибрали через наближеність до структури клітин цільової пухлини. Оскільки клітини з химерними рецепторами розмножуються в крові, метод лікування, як пояснює Мішель Садлен, – це, по суті, створення живих ліків.
Торік команда доктора Садлена та інша група під керівництвом Карла Джуна з Університету Пенсильванії опублікували результати досліджень, що свідчать про перспективи застосування химерних рецепторів у лікуванні хворих на гостру лімфобластну лейкемію. Звіт Мішеля Садлена продемонстрував, що в результаті такої терапії у всіх п’яти дорослих пролікованих пацієнтів спостерігалася повна ремісія (хоча двоє врешті померли від ускладнень; в одному з випадків вони не були пов’язані з терапією). Доктор Джун у своєму звіті показав, що рак таким способом побороли у двох дітей. А на конференції Американської асоціації гематологів у грудні обоє вчених відзвітували про подальші успіхи.
Читайте також: «Чорна дірка» для трансгенів
Є ще одна технологія, яка може забезпечити генотерапії широке застосування. Нинішній підхід полягає у введенні генів в уражені клітини. Але крім цього можливо модифікувати вже наявні дефектні гени клітин методом редагування CRISPR-Cas9. Ґрунтується він на природній системі боротьби організму з вірусами, яка розподіляє генетичний матеріал.
Редагування CRISPR-Cas9 відбувається на рівні «алфавіту» генетичного коду, тож учений може форматувати його відповідно до потреб. В одному з останніх чисел наукового журналу Cell Ша Цзяхао з Медичного університету Нанкіна продемонстрував прийом, зворотний до генотерапії, – створення генетичних проблем, а не вирішення – на мавпах. Його мета полягає у створенні організмів-моделей, які допомогли б зрозуміти хвороби людини (хоча робити такі моделі з мавп – неоднозначна практика). Але саму технологію врешті можна буде використати для «поточного ремонту» ушкодженої ДНК людини.
Якщо це колись і станеться, то нескоро. Тим часом перспективність генотерапії видно вже – хоча б з огляду на інтерес до неї юристів. Університет Пенсильванії передав ліцензію на свою технологію із застосуванням Т-клітин із химерними рецепторами антигенів швейцарському виробникові ліків Novartis. Тепер вони разом захищаються в суді – на них подали позов конкуренти, серед яких Juno Therapeutics – творіння трьох дослідних центрів, зокрема й Меморіального онкологічного центру ім. Слоуна – Кеттерінґа. Для пацієнтів це сигнал того, що генотерапія – це новація, за яку справді варто боротися.
© 2011 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved
Переклад з оригіналу здійснено «Українським тижнем», оригінал статті опубліковано на www.economist.com