Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Каждая клетка – тупик для терапевтического вируса, он может в нее войти, но не может выйти. Вирусы следует вводить в соматические клетки – особенно раковые и в клетки, пораженные заболеванием, – чтобы уничтожить или излечить их, но нельзя допустить, чтобы эти вирусы оказались в кровотоке, откуда они случайно могут попасть в половые клетки и передаться следующим поколениям. Шанс попадания вируса в половые клетки повышается, если вирус активно реплицируется. Такое развитие событий строго запрещено, и изначально это пошло от ученых-исследователей, придерживающихся принципа самоограничения. В настоящее время соответствующими регуляторными органами введены строгие правила . При отсутствии репликации для каждой опухолевой клетки требуется по одному терапевтическому вирусу. Это сложно. Размер опухоли определяется в кубических сантиметрах (это 1 мл или примерно 1 г), в каждом содержится около 10 клеток. Следовательно, если каждый вирус обнаруживает одну клетку, для лечения такой опухоли потребовалось бы как минимум 10 вирусов. Однако возможна выработка не более чем 1/100 или 1/1000 от этого числа (20 млн вирусов в 1 мл). Поэтому потребуется слишком большой объем введения, и, кроме того, вирусы достигают не всех опухолевых клеток. Это объясняет ограничения генной терапии с использованием вирусных векторов, так как для обеспечения эффективности необходима репликация вирусов. Именно для этого их и создала природа. Более того, невозможно добраться до каждой из клеток, поэтому всегда имеет место «минимальное остаточное заболевание». Если сохраняется даже немного раковых клеток, этого зачастую бывает достаточно для увеличения их числа и возвращения опухоли.

Чтобы не допустить производства способных к репликации вирусов, их часто разрезают на части, их гены фрагментируют на 3–4 субвирусные генетические части вместо одной, а затем «упаковывают» в вирусную частицу. Эти части состоят из плазмидной ДНК, и каждая из них может кодировать ограниченный комплект генов. Лентивирусы были созданы для замены более простых ретровирусов. Они являются родственниками ВИЧ. На первый взгляд это кажется устрашающим, но только для читателя и для регуляторных органов. У лентивирусов есть определенные преимущества, поскольку они проявляют активность в неделящихся клетках (в частности, в нейронных клетках). Их можно сделать безопасными. Существуют способы обеспечить такую безопасность путем удаления некоторых генов вирусов или фрагментации и поиска разумных способов предотвратить их превращение в полноценный инфицирующий вирус. На какое-то время эти фрагменты можно соединять и использовать для инфицирования опухолей, и при этом каждая частица поражает одну клетку. Эту систему разработал лауреат Нобелевской премии Дэвид Балтимор из Калифорнийского технологического института (Пасадена).

Студент из Берлина, проходивший летнюю практику в Цюрихе, очень удивил меня вирусом Балтимора. Он просто написал Дэвиду в США и попросил у него терапевтический вирус, а затем без каких-либо проблем привез его в рюкзаке. Я была потрясена! Мы, как полагается, поместили вирус в помещение с надлежащей системой безопасности. Вероятнее всего, наличие на коробке печатного фирменного бланка с моим именем и послужило бесплатным билетом!

Еще одна сложность генной терапии заключается в способе обнаружения вирусом опухолевой клетки в организме. Можно попытаться использовать гиподермическую иглу и ввести суспензию прямо в опухоль или в пространство вокруг нее. Такой способ оказывается эффективным лишь в отношении некоторых опухолей. Мы вводили терапевтические плазмидные ДНК в злокачественные меланомы, которые формируют локальные кожные опухоли. Побочные действия такой терапии для пациентов оказываются менее выраженными, а локальная доза выше системной дозы, которая, попав в кровь, перемещалась бы по всему организму. Однако данная терапия бесполезна против генерализированных метастазов, которые мигрируют в удаленное местоположение. Можно попытаться направить вирус на какую-нибудь дистантную опухоль или метастатическую клетку, используя поверхностные маркеры, своего рода молекулярный адрес. Это принцип идентичен принципу, созданному природой для направления вируса на соответствующую клетку-мишень. ВИЧ распознает свою клетку-мишень по рецептору, находящемуся на поверхности лимфоцитов, для чего задействуется поверхностный гликопротеин вируса gp120, лиганд рецептора – очень ограниченный входной билет для вируса.

Разрабатываются альтернативные подходы. Один из них заключается в изоляции опухолевых клеток, лечении их вне организма, получении в лабораторных условиях большего количества излеченных и подвергнутых соответствующей обработке клеток и последующем их возвращении в организм пациента. Такой метод является более безопасным и эффективным, чем терапия.