ДНК. История генетической революции

Идея генетической терапии в обществе широкой поддержкой не пользуется. Если общество настороженно относится к генетической модификации кукурузы, можете себе представить, какой отпор встречает идея создания трансгенных людей – генно-модифицированных гуманоидов, если хотите, – при всей ее потенциальной пользе. Также ожидаемо, что еще более громкие претензии выдвигаются по поводу генетического изменения зародышевой линии из-за этических опасений по поводу перманентного изменения нашей генетики и рисков, связанных с повреждением генов при манипуляциях с ДНК. При соматической генетической терапии такой ущерб можно ограничить, но при работе с зародышевой линией, в принципе, возможно случайно повредить жизненно важный ген и породить неполноценного человека. Даже поборники генных методов терапии, именно к таким я себя отношу, никогда не станут выступать за распространение таких процедур, пока не будет доказана их полная безопасность. Многие ученые считают, что за генетическую терапию зародышевой линии вообще не следует браться. До недавних пор такие споры оставались чисто академическими: генетическая терапия зародышевой линии была техническиневозможна. Все изменилось с появлением новой технологии CRISPR, о которой я расскажу чуть ниже. Пока давайте поговорим о злоключениях, связанных с соматической генетической терапией.

Первый бесспорный практический успех генетической терапии относится к 1990 году и является заслугой Френча Андерсона, Майкла Блеза и Кена Кулвера из Национальных институтов здравоохранения. Они решили поработать с очень редким расстройством, именуемым аденозиндезами-назная недостаточность, при котором не образуется фермент аденозиндезаминаза (adenosine aminohydrolase, ADA), что обусловливает тяжелую форму иммунодефицита, тип наследования – аутосомно-рецессивный. Молекула аденозиндезаминазы является бифункциональной и, с одной стороны, участвует в регуляции синтеза предшественников нуклеиновых кислот, а с другой – определяет структуру рецептора интерлейкина-2, важнейшего цитокина, обеспечивающего кооперацию Т- и В-клеток в иммунном ответе. В эксперименте участвовали две маленькие девочки с подобным заболеванием: четырехлетняя Ашанти де Силва и девятилетняя Синди Катшелл.

Как внедрить новый ген в клетки пациента? На тот момент казалось логичным сделать это при помощи ретровирусов. Как правило, эти вирусы сравнительно мягко и нетравматично обращаются с клеткой-хозяином: вирус размножается, не разрушая клетку. При помощи генной инженерии ученые создали ретровирусы, которые максимально безопасны для использования при генетической терапии. У них удалены все гены, кроме тех, что абсолютно необходимы для встраивания в геном клетки-хозяина.

Однако как нацелиться лишь на клетки, затронутые мутацией, те, в которых нужно заменить ген? Для первого, пилотного испытания генетической терапии аденозиндезаминазная недостаточность была выбрана удачно: те иммунные клетки, которые нуждаются в коррекции при этой болезни, легко доступны, так как присутствуют в кровотоке в значительном количестве. Команде Андерсона удалось извлечь из крови девочек миллионы лимфоцитов, культивировать их, затем инфицировать ретровирусом, несущим функциональную копию гена. После инкорпорации в естественную клеточную ДНК гена-заменителя клетки пациента можно было повторно ввести в организм.

В сентябре 1990 года Ашанти де Силва первой прошла эту процедуру, а Синди Катшелл четыре месяца спустя. Обе получали инфузию генетически измененных иммунных клеток раз в несколько месяцев. Параллельно обе продолжали проходить негенетическую терапию по замене ферментов, но в меньших дозах: считалось слишком опасным испытывать на девочках новые методы лечения без такой подстраховки. По-видимому, эксперимент стал работать: иммунитет у обеих улучшился, они стали лучше справляться с инфекциями. Могу лично подтвердить, что Синди выглядела весьма здоровой одиннадцатилетней девочкой, когда в 1992 году вместе с семьей побывала у меня в лаборатории Колд-Спринг-Харбор. Сегодня обе эти женщины здоровы; для своих семей они героини, сыгравшие историческую роль в развитии генетической медицины, пусть даже оба случая слишком неоднозначны, чтобы считать их бесспорным успехом генетической терапии.

Синди Катшелл – одна из первых пациенток, прошедших генетическую терапию. Побывав в лаборатории Колд-Спринг-Харбор, она прислала рисунок, где я был изображен за работой