Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки

Первыми пациентами, получившими лечение, стали девочки: первой пациентке было 2,5 года, а второй – семь месяцев. Второй девочке вектор ввели в субарахноидальное пространство (полость между оболочками в головном и спинном мозге) и в таламус (отдел головного мозга), а первой только в субарахноидальное пространство, так как таламус был сильно поражен. Лечение хорошо переносилось и проходило без побочных эффектов. Содержание фермента гексозоаминидазы увеличилось в два раза. В целом общее состояние пациенток улучшилось, хоть и полностью неврологические нарушения не ушли. У первой девочки припадки исчезли. У второй возникли припадки после введения вектора, но на противосудорожных препаратах их удалось полностью купировать. А учитывая, что при болезни Тея-Сакса припадки сложно купируемы и дети не доживают до четырех лет, уже можно говорить об успехе терапии. На момент публикации статьи первой пациентке было 4,5 года [15]. В дальнейшем ученые из Массачусетса планируют увеличить дозу вирусного вектора, несмотря на то что это может вызвать некоторые побочные эффекты. Однако риски оправданы: болезнь смертельна, и приходится выбирать то, что будет максимально выгодным для пациента.

Миодистрофия – это комплекс генетических заболеваний, суть которых в том, что мышечное волокно не может выполнять свою основную сократительную функцию. Причины могут быть различными, как и скорость и симптоматика каждой болезни. Иногда это происходит медленно, но не всегда.

Например, самой известной и распространенной болезнью является миодистрофия Дюшенна. Развивается стремительно и приводит к быстро прогрессирующему параличу. Больные могут не доживать даже до 18 лет. При данной генетической аномалии происходит мутация в гене дистрофина. Этот белок выступает связующим звеном между внеклеточным пространством и сигнальными молекулами. Его функция – координация поступающих сигналов и передача импульса для сокращения волокна. Без него невозможно движение: клетки работают беспорядочно, получая искаженные сигналы, и в результате умирают.

Проблема лечения от миодистрофии заключается в ее поздней диагностике, когда уже большинство мышечных волокон погибло. Группа ученых разработала генную терапию и даже уже тестировала ее на животных. С помощью этой терапии действительно удалось запустить синтез нужного белка, но в эксперименте на лабораторных крысах стадия заболевания была начальной или средней степени выраженности.

Для того чтобы выяснить, возможно ли восстановление на более поздней стадии миодистрофии, группа исследователей из Университета Айовы работала с мышами специально выведенной линии [16]. У такого дизайна эксперимента есть ряд преимуществ. Во-первых, при данной мутации у мышей довольно серьезно проявляется заболевание: нарушена подвижность, снижен вес, а половина не доживает до года. Во-вторых, подобный белок есть и у человека.

Лечение было решено начать на 35-й неделе жизни, так как уже на этом этапе развивались серьезные повреждения. Группе ввели аденовирусный вектор с правильным вариантом гена. Результаты сравнили с контрольной группой, которая не получала никакого лечения.

После генной терапии у тех, кто получил лечение, улучшились показатели выносливости, усилилась сила хвата, и они смогли вставать на задние лапки, чего были лишены в активной фазе болезни. Лечение сказалось и на прибавке в весе, но не достигло показателей здоровых мышей, хоть и выживаемость стала больше. На 60-й неделе жизни животных из контрольной группы усыпили, так как повреждения, которые спровоцировала болезнь, были не совместимы с жизнью. Из экспериментальной группы умерло только одно животное из 14.

Хоть результаты представляются более чем обнадеживающими, ученые отмечают, что не все мышечные дистрофии можно излечить с помощью генной терапии. Ген из эксперимента довольно короткий, его удалось доставить напрямую. При более длинной цепочке, как у дистрофина, это затруднительно. Приходится воздействовать опосредовано через белок-редактор, который «чинит» ген на месте. Но по результатам этого эксперимента можно сделать вывод, что организм, в силу некоторой пластичности, способен восстанавливаться даже не при 100 %-ной починке генома.

Глава 4 Отредактируй меня полностью

В предыдущей главе мы узнали, что многие неизлечимые болезни пытаются лечить на генном уровне. Давайте теперь немного подробнее изучим эту тему. Вы знали, что бактерии научили людей редактировать геном? И многое, о чем мы писали до этого и будем обсуждать в этой главе, заслуга бактерий. Звучит невероятно, но так и есть.