Ученые и врачи из Центра прикладной геномики в детской больнице Филадельфии (CHOP), США, спасли ребенка, рожденного с редким и сложным генетическим заболеванием, прибегнув к помощи аквариумных рыбок данио-рерио. Эти почти прозрачные существа пару сантиметров длиной позволили очень быстро подобрать лекарство.
Фото: Reuters
Фото: Reuters
Успех этой методики показывает, что область применения генетической медицины может быть расширена далеко за пределы онкологии, где ее использование стало привычным и подает большие надежды. Как и некоторые виды рака легких, обнаруженное у Дэниела генетическое заболевание — центральная проводящая лимфатическая аномалия — может быть вызвано одной из множества мутаций. Таким образом, подбор верного препарата — дело довольно непростое, особенно когда болезнь продолжает прогрессировать и времени критически мало.
Дэниелу было 12, когда родители отвели его в CHOP. Он рос обычным активным ребенком, участвовал в спортивных соревнованиях и прекрасно справлялся с нормативами по бегу. Но когда ему исполнилось десять, его ноги внезапно начали распухать, одновременно начались и проблемы с дыханием, так что ему стали не под силу самые простые упражнения. В ближайшей больнице, в родном для Дэниела штате Вирджиния, диагностировали перикардиальный выпот — скопление лимфатической жидкости вокруг сердца; ее откачали. Но проблема этим не решилась: жидкость продолжала накапливаться в полостях и тканях его организма. Борьба с отеками и выпотом была похожа на вычерпывание из дырявой тонущей лодки. Ноги и живот Дэниела продолжали распухать, жидкость появилась уже и в легких — и мальчику приходилось дышать кислородом. Экстренные меры, которыми врачи пытались ему помочь, действовали, но было понятно, что это ненадолго.
Поначалу и в CHOP Дэниел получал паллиативное лечение. Лимфатические сосуды врачи пытались коагулировать, чтобы прекратить поступление из них жидкости; был назначен препарат сиролимус — иммунодепрессант, который обычно принимают пациенты после трансплантации и который помогает некоторым пациентам при лимфатических заболеваниях определенного типа. Но ничто не помогало в нужной мере, а сиролимус не помогал вовсе.
Хэкон Хэконарсон, ведущий специалист Центра прикладной геномики, и его коллеги поняли, что единственный шанс помочь Дэниелу — в том, чтобы добраться до генетического корня проблемы. Они секвенировали его экзом, то есть ту часть генома, которая отвечает за выработку белков: дюжина генов, нарушения в которых обычно вызывают лимфатические аномалии, выглядели нормально, но ген на X-хромосоме под названием ARAF — нет.
ARAF отвечает за выработку фермента под названием киназа, который связывает «болтающиеся» молекулы с белками клеток. В большом количестве киназа может вызвать быстрое разрастание клеток, в частности, как в случае Дэниела, разрастание лимфатических сосудов. Надо сказать, что ни у его отца, ни у матери не было этой мутации, она возникла во внутриутробном периоде его развития.
Поскольку мутации гена ARAF никогда ранее не связывали с лимфатическими нарушениями, врачам было неясно, совпадение ли это или же мутация все-таки имеет отношение к заболеванию Дэниела. Чтобы выяснить это, ученые произвели генетическую модификацию эмбрионов рыбки данио-рерио, чтобы вызвать у них схожую мутацию.
В течение всего пяти дней у рыб сформировалась лимфатическая система. «Это одно из преимуществ данио-рерио для исследователей,— объясняет один из исследователей из больницы CHOP Кристоф Сейлер.— Они развиваются буквально с молниеносной быстротой». С мутацией в гене ARAF лимфатические сосуды у рыбок росли и росли, точно как у Дэниела, что позволило подтвердить, что именно эта мутация вызвала его заболевание.
С научной точки зрения это была крайне любопытная история, но врачам было некогда ее анализировать — нужно было срочно спасать пациента. Каждой из рыбок данио-рерио с мутацией дали один из десяти препаратов, предположительно способных помочь. «Мы просто поместили его в воду, и рыбки сами “принимали” лекарства,— объяснил господин Сейлер.— Не нужно было колоть его, как пришлось бы, если бы в эксперименте участвовали мыши».
После того как рыбки «приняли» лекарства, ученые наблюдали за тем, прекращается ли у них рост лимфатических сосудов, и если да, то не воздействует ли препарат на какие-либо еще органы и ткани рыбок пагубно. Идеально подошел препарат траметиниб — лекарство, которое принимают при меланоме.
Установив это, ученые, заручившись согласием Управления по контролю за качеством лекарственных препаратов и еды, предложили родителям Дэниела попробовать остановить болезнь траметинибом. Родители и мальчик решили рискнуть — и все закончилось наилучшим образом. Во всяком случае, сейчас Дэниел не только не находится в инвалидном кресле, но и играет в баскетбол и вообще ведет жизнь обычного подростка.