Через 15 лет могут появиться лекарства от неизлечимых болезней
ЖИЗНЬ БЕЗ ТАБЛЕТОК
Такие сложные болезни, как диабет и инфаркт, возможно, исчезнут уже к 2020 — 2025 году. Раковые больные будут жить десятки лет, а вирусные инфекции отступят. Генная терапия — так называется новый метод, над созданием которого работают биологи
Есть множество болезней, которые современная медицина либо совсем не умеет лечить, либо лечит плохо. Не лечится инфаркт миокарда, точнее, его последствия — на месте пораженной сердечной мышцы вырастает не новая мышечная ткань, а соединительная хрящевая. В результате человек, переживший один инфаркт, рискует умереть от следующего. Не лечится множество онкологических заболеваний, несмотря на изощренную химиотерапию и облучение опухолей. Не лечатся смертельные наследственные болезни, такие как миодистрофии, вызывающие параличи, — медицина часто предлагает лишь поддерживающую терапию, а иногда и таковой не существует. Непонятно, что делать с болезнями Альцгеймера и Паркинсона, при которых отмирают нервные клетки и человек медленно угасает. Нет надежных способов борьбы с вирусными инфекциями: полная терапия СПИДа, например, стоит около двух миллионов долларов и не всегда успешна. Не такая безнадежная, но очень похожая ситуация с гепатитом С.
Даже против сахарного диабета, такого массового и вроде бы не очень страшного, хороших средств нет — больной вынужден всю жизнь сидеть на инсулиновой «игле».
Все дело в том, что современная медицина выбирает одно из двух: или вмешиваться радикально — резать, облучать, или давать таблетки, которые, как правило, уничтожают симптомы, не трогая причины. Когда хирургия не помогает, а организм сам бороться не может, мы и оказываемся в той ситуации, как с перечисленными болезнями. Через 15 — 20 лет появится третий вариант — это и есть генная терапия.
«Лабораторные способы»
— Все эти заболевания — потенциальная мишень для генной терапии, — говорит Алексей Шевелев, ведущий научный сотрудник Института биохимии им. А.Н. Баха РАН, разрабатывающий генные конструкции. — Суть этого метода в том, чтобы вводить необходимые для лечения гены внутрь отдельных клеток человека или в целый организм.
Гены не только хранят наследственную информацию, но и управляют всеми текущими делами в клетке: производством белка и обменом веществ. Если организм не может справиться с какой-то болезнью, значит, у него какие-то гены работают недостаточно хорошо для такой ситуации. В результате он, например, не справляется с инфекциями или «неправильно» рубцует травму при инфаркте. Отдельная история — с наследственными заболеваниями, там гены просто «сломаны» мутациями. И вот идея генной терапии — доставить в клетки здоровые гены или те, которых просто не хватает для эффективного лечения.
— Сам термин «генотерапия» появился около 15 лет назад, когда американцам удалось вылечить таким образом детей, страдающих наследственной формой иммунодефицита, — говорит член-корреспондент РАН, академик РАМН Всеволод Ткачук, руководитель отдела биохимии Института экспериментальной кардиологии Российского кардиологического центра. — Потом были еще отдельные случаи лечения пациентов. Так что пока говорить о массовом использовании метода нельзя, но развивать его нужно.
Сейчас «лабораторные способы» генотерапии выглядят следующим образом. Сначала в пробирке конструируется специальная кольцевая ДНК, внутрь которой встроен нужный ген. Потом эту ДНК вносят в организм различными способами — в «голом» виде, в составе обезвреженных вирусов и так далее. После чего гены некоторое время работают в клетке, синтезируются нужные белки, организм лечится. Потом генная конструкция погибает, и если лечение не закончено, процедуру нужно повторять.
— Задачи по целевой доставке генных конструкций в ядро, обеспечению их длительной и регулируемой экспрессии (работы. — А.Т.) оказались очень сложными, — рассказывает член-корреспондент РАМН Владислав Баранов, создатель Лаборатории пренатальной диагностики наследственных и врожденных болезней в НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта РАМН. — Поэтому очень похоже, что прогресс в генной терапии будет долгим, мучительным, а разрабатываемые подходы — строго специфичными для каждого конкретного заболевания, с учетом индивидуальных генетических особенностей пациента.
Хотя после первого успеха генной терапии была череда неудач, лечение генами — модная тема в науке. На ГТ-исследования возлагаются надежды и тратятся сотни миллионов долларов. Только международных проектов насчитывается более 600, и некоторые из них уже доведены до стадии широкомасштабных клинических испытаний в США и Европе. В первую очередь атакуются онкологические заболевания, такие, например, как смертельная опухоль мозга — глиобластома. На очереди — инфекционные, наследственные болезни, инфаркт и диабет. Как утверждает тот же Владислав Баранов, «потенциальные возможности генной терапии представляются воистину безграничными».
|
Онкология
— Эмиль Фрейрих, исследователь из Хьюстона, сделал такой прогноз на XXI век: рак из числа неизлечимых болезней с короткой выживаемостью перейдет в число болезней неизлечимых с долгой выживаемостью, — говорит замдиректора НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова Минздрава России Владимир Моисеенко. — Другими словами, лечить до конца мы его не научимся, но, возможно, научимся сохранять пациентам жизнь. В нашем институте мы клинически испытали вакцину, стимулирующую противоопухолевый иммунитет, и получили положительные результаты — состояние нескольких пациентов с раком почки и меланомой кожи стабилизировалось. Насколько я знаю, мы пока единственные в России, кто довел генную терапию в онкологии до клиники.
Ученые шли к осуществлению этого проекта десять лет, а сама терапия выглядит так. В опухолевые клетки, взятые у больного хирургическим путем, внедряют гены, которые вызывают иммунный ответ организма. Клетки облучают, лишая их способности размножаться (опухоль ведь!), и вводят под кожу каждые три недели.
— Я рассматриваю генную терапию как один из методов лечения в дополнение к традиционным, — говорит Моисеенко. — Потому что никогда нельзя сказать, какое лечение поможет конкретному пациенту. Опухоль ведь — как мозаика, там все клетки разные, откуда мы знаем, что взяли те, которые нужны?
Наследственные болезни
Белок кальпаин — это лекарство от заболевания, напоминающего церебральный паралич, — миопатии Эрба — Рота. Когда организм этот белок не вырабатывает, возникает гипертонус — болезненная скрюченность. И средств от страшного заболевания нет.
Известно, что у больных в гене кальпаина произошла мутация. Чтобы излечивать такое наследственное заболевание, нужно ввести в клетки здоровый ген. Но проблема в том, что этот ген очень большой, поэтому его нельзя просто вколоть в организм в составе ДНК — он будет нежизнеспособен. Но можно поступить наоборот — изъять из организма больных костный мозг, перенести клетки в пробирки и уже там обработать их нужным геном. Потом вырастить из этих клеток мышечные и имплантировать обратно больному.
— Здесь будет множество технических проблем, и пока не ясно, как их решить, — говорит Алексей Шевелев, работающий с геном кальпаина по Федеральной целевой программе «Повышение работоспособности мышц в экстремальных условиях». — В наших исследованиях мы не решали конкретные терапевтические задачи, но в будущем эта работа может пригодиться в медицине. Я думаю, самым правильным будет заменить родной сломанный ген на здоровый. Принципиально это возможно, есть такой метод генетической рекомбинации. Но наверняка появятся законодательные ограничения. Одно дело, когда ты делаешь больному инъекцию с генами, которые через три недели разрушаются, и совсем другое — навсегда ввести чужой ген в организм. То есть фактически генетически модифицировать человека. Не знаю, разрешат ли такое когда-нибудь.
Инфаркт
— После инфаркта сердечная мышца зарастает хрящом, — говорит Всеволод Ткачук, — в этом месте нарушается кровоток. Теоретически для восстановления мышцы есть разные пути. Во-первых, поменять программу развития хрящевых клеток, чтобы они превратились в клетки сердечной мышцы, но боюсь, никто и никогда не скажет вам, как это сделать. Во-вторых, хирургически подсадить в место поражения новые мышечные клетки, которые постепенно заменят хрящевые. Самым же перспективным я считаю совмещение такой клеточной терапии с генной — в эти подсаживаемые клетки нужно ввести гены факторов роста.
Генная терапия клетками с факторами роста уже испробована на нескольких пациентах в США. Правда, для лечения не инфаркта, а тромбофлебита — закупорки сосудов ног, при которой человеку грозит ампутация. Больным обкалывали ноги клетками с искусственно введенными генами названных факторов, и люди выздоравливали. Кроме того, в 2001 году американский исследователь Дональд Орлик из Национального института здравоохранения проделал подобные эксперименты на мышах, переживших обширный инфаркт. Мышки счастливо реанимировали свои крохотные сердца, но когда Орлик перешел на опыты с обезьянами, то потерпел неудачу.
— Это совсем не отработанная методика, — считает Ткачук. — Невозможно сказать, когда появятся первые результаты. Ведь даже апробированная клеточная терапия — лечение так называемыми стволовыми клетками — появится только года через два-три, когда американский Федеральный комитет по контролю за лекарственными препаратами (FDA) даст разрешение на ее использование. Но вот неприятный парадокс: у нас во многих клиниках уже делают подобные операции за большие деньги, хотя не проведены испытания на животных! Ни одна цивилизованная страна себе такого не позволяет. Я думаю, рано или поздно и у нас начнется страшный скандал. Впрочем, мы о генотерапии.
Диабет
— Я считаю, что очень перспективен такой метод лечения диабета, как получение клеток с рекомбинантными хромосомными генами (т.е. больной ген в «родной» хромосоме заменяется на здоровый. — А.Т.), — говорит Владислав Баранов. — Эксперименты на биологических моделях — мышах и собаках — дают хорошие результаты.
— Диабет нужно лечить, именно вынимая клетки из организма и вводя в них нужный ген, — подтверждает Алексей Шевелев. — Но это еще не все. Мы должны научиться защищать эти клетки уже внутри организма. Потому что диабет возникает из-за того, что иммунная система вдруг начинает атаковать собственные островковые клетки, производящие инсулин. Вот от иммунной системы и нужно защищать. Можно, например, помещать клетки в специальные полимерные капсулы с дырочками и уже потом имплантировать куда-нибудь под кожу. Такие капсулы, кстати, уже разработаны в Институте биоорганической химии им. М.М. Шемякина РАН. Есть и другие, более сложные идеи, но пока они не реализованы.
Когда все это появится
По мнению ученых, пройдет лет 15 — 20, прежде чем генная терапия будет применяться широко. Ведь для того чтобы воспользоваться всеми перечисленными разработками, нужна в первую очередь хорошая генетическая диагностика, которая позволит быстро определять несколько тысяч мутаций, служащих причиной заболеваний. Такую диагностику на основе ДНК-чипов разрабатывают сразу несколько фармацевтических компаний, ее появление ожидается примерно через пять лет.
Во-вторых, нужно научиться быстро брать клетки из организма, обрабатывать их и потом возвращать обратно. Сейчас это не поставлено на поток, и в каждой лаборатории действуют по собственным методикам.
В-третьих, когда дойдет до широкого применения, придется пробивать административные и психологические барьеры — люди боятся того, что чужие гены (а тем более модифицированные) окажутся внутри их организма. Хотя бояться не стоит. Ведь мы уже давно впустили «чужих» к себе — ровно тогда, когда Эдуард Дженнер в 1769 году привил восьмилетнему Джеймсу Фипсу коровью оспу и таким образом внес в его организм вирусную ДНК.
Алексей ТОРГАШЕВ