Секреты наследственности человека

Именно такие дефекты, кстати, являются причиной и ненаследственных раковых заболеваний. В результате мутаций, которые могут быть вызваны повышенными дозами радиации, избытком ультрафиолета или действием особых канцерогенных веществ, в ДНК клетки возникают те или иные повреждения. Если эти участки (гены) кодируют важные для жизнедеятельности клетки белки, последствия такого повреждения могут быть драматическими. В лучшем случае клетка окажется неспособной выполнять необходимую работу, а в худшем — начнет при этом еще и бесконтрольно размножаться, что послужит началом образования опухоли. Составляющие ее клетки будут нести какой-либо поврежденный мутантный ген. В остальных же к метках тела этот ген будет работать нормально. В случае врожденных, теистических заболеваний все клетки тела, включая и половые несут дефект в определенном гене, поскольку его копия была поручена от одного или даже обоих родителей еще при оплодотворении.

Классический пример врожденного генетического заболевания — фенилкетонурия. Повреждение одного единственного гена приводит к неспособности организма перерабатывать продукты разложения одной из 20 аминокислот — фенилаланина. В результате продукты ее распада накапливаются в избыточном количестве, что может принести в раннем возрасте к задержке умственного развития ребенка. До сих пор врачи предписывали больным с таким пороком определенную диезу, снижающую количество вредных метаболитов. В идеале же следует «вырезать» дефектный ген и «вставить» на его место нормальный, неповрежденный. На первый взгляд такая задача представляется абсолютно нереальной. Фенилкетонурия, как уже говорились, — заболевание врожденное, а это означает, что все клетки такого пациента, включая клетки кончика его носа, аппендицита и сердца, несут поврежденный ген. Общее же количество клеток взрослого человека оценивается в несколько десятков миллиардов, и каждая из них содержит десятки тысяч генов.

Умелые помощники

Ясно, что задача подобной глобальной генной коррекции — дело неблизкого будущего. Пока же биологи задаются целью поскромнее. Не вырезая дефектный ген, ввести нормальный хотя бы в некоторые клетки тела. Такая процедура уже в наши дни является объективной реальностью. Своеобразными почтовыми агентами, способными доставить миниатюрный генный груз по назначению, являются вирусы. Как известно, в процессе своего размножения они нападают на и вводят в них свою собственную ДНК, заставляя их таким образом производить новые вирусные частицы. Более того, группа ретровирусов этим не ограничивается. Ее ДНК проникает в ядро, где и встраивается в ДНК клетки-хозяина. Таким образом сама природа создала уникальный механизм, который можно использовать в генно-терапевтических целях. Для этого необходимо вставить нужный, «терапевтический» ген в геном вируса (эта процедура уже не представляет проблемы для молекулярных биологов) Затем надо ввести тем или иным способом нафаршированные нужными генами вирусы в тело человека и положиться далее на естественное течение процессов. Правда, хорошо бы при этом заранее вырезать некоторые гены вируса, чтобы препятствовать его собственному размножению в организме человека. Иначе, вместо терапевтического эффекта, пациент заработает какую-либо вирусную инфекцию. Достаточно сказать, что к группе ретровирусов относится печально известный ВИЧ, вызывающий у человека синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Разумеется, вирусы ВИЧ в качестве таких генно-терапевтических векторов пока никто использовать не собирается, а вот другие ретровирусы в лабораторных условиях уже с 80-х годов вполне успешно доносят нужные гены до соответствующих клеток-мишеней. Правда, и у столь умелых помощников, как ретровирусы, есть свои недостатки. Например, они не способны встраивать свело ДНК в неделящиеся клетки, а следовательно, нервные или мышечные клетки остаются пока недоступными для генной терапии, использующей ретровирусы в качестве векторов. Впрочем, бывают и подающие надежды исключения. Тот же спидоносный ВИЧ, например, вполне успешно атакует клетки мозга, а нейроны взрослого человека, как известно, не делятся. Следовательно, изучив в будущем причину такой способности, можно научить подобному трюку иные вирусы, которые уже используются в качестве генных носителей.

Молекулярно-генетическая «дрессировка» вирусов, способных работать в качестве генетических векторов, только начинается. В США такой вид терапии исследуется и практикуется менее 10 лет. Для разработки столь сложных новых методов лечения это ничтожный срок. И тем не менее определенные успехи уже налицо. Например, удается нащупать экспериментальные подходы, позволяющие принудить вирусы атаковать только определенные, нужные клетки.