Человек редактированный, или Биомедицина будущего - Киселев Сергей Владимирович

Но вернемся к алимфоцитозу. Ход рассуждений исследователей был примерно таким. Мы знаем, что у данного человека имеется мутация гена, вызывающая неправильную работу Т-лимфоцитов, отвечающих за иммунитет. Значит, если в лабораторных условиях ввести в стволовые клетки крови, из которых образуются лимфоциты, вирусный вектор, содержащий нормальную копию нужного гена, а потом трансплантировать обратно тому же самому пациенту, то, может быть, из них образуются «правильные» лимфоциты, способные обеспечить иммунную защиту?

Клинические исследования начались в 1999 году и проводились параллельно во Франции и Великобритании с участием двадцати мальчиков. Введение ретровирусного вектора, содержащего нормальную копию гена рецептора Т-лимфоцитов, в гемопоэтические стволовые клетки (дающие начало всем клеткам крови) восстановило развитие функциональных Т-клеток и, таким образом, запустило нормальную работу иммунной системы. Однако в 2003 году была опубликована информация, что у четырех мальчиков во Франции развилась лейкемия — онкологическое заболевание крови.

СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ КРОВИ

Такие разные, непохожие друг на друга клетки крови имеют в организме, как ни странно, общее происхождение. Гипотезу первоначальной стволовой клетки крови выдвинул в начале XX века русский биолог Александр Максимов. Много позже, в 1960-х годах, эту теорию подтвердили экспериментально канадские ученые Эрнест Маккаллох и Джеймс Тилл. С этого времени стала активно развиваться трансплантация стволовых клеток крови или красного костного мозга (ткань, где они находятся) для восстановления кроветворения при различных заболеваниях.

Клинические исследования были приостановлены. Ученые многих лабораторий начали изучать причины возникновения болезни. Скоро стало ясно, что в двух случаях виноваты не испытатели, а судьба, так как у детей обнаружились мутации в других генах, приводящие к лейкемии. А вот у двух других мальчиков «виновной» оказалась большая доза лекарства, которое исследовалось. Когда повышалось количество вводимого ретровируса, он начинал встраиваться в определенное место генома, где активизировал работу протоонкогена, то есть гена, который может вызвать онкологию. Примерно так выглядит разница между тем, куда попадет брошенная наугад горсть песка и где окажется солидная кучка песка, брошенная лопатой. Во втором случае песок так и ляжет в какое-то одно место кучкой. То же самое так и происходит и в геноме. Ситуация была критической. С одной стороны, малыши, которые из-за основного заболевания долго не проживут в любом случае, с другой — понятные механизмы возникновения опухолевого процесса, которые можно контролировать. Чашу весов в сторону продолжения исследований склонили настойчивые родители мальчиков. Аргументируя свою позицию, они заявляли, что детская лейкемия сегодня лечится с эффективностью более восьмидесяти процентов, а от алимфоцитоза, тяжелого комбинированного иммунодефицита, излечения нет вообще. В результате исследования с использованием пониженной дозы векторного вируса были продолжены. Эти события привели к разработке высокочувствительных методов для обнаружения мест встраивания вирусов в геном и улучшения дизайна векторов.

Надо подчеркнуть, что негативная информация запоминается лучше, чем позитивная, поэтому большинство помнит случаи лейкемии, о которых трубили средства массовой информации, а вот огромный успех, достигнутый этими испытаниями, остался почти незамеченным. Десяток лет назад были опубликованы результаты долгосрочного наблюдения за девятью мальчиками из французского исследования, которым на тот момент было восемь—одиннадцать лет. Один из четырех детей, У которых в ходе этого испытания развился лейкоз, умер. Трое других успешно прошли курс химиотерапии и были среди семи детей, у которых наблюдалось долговременное восстановление иммунитета: более десяти лет они живут нормальной жизнью. Результаты лондонского исследования показывают аналогичное влияние на восстановление иммунитета, и только у одного ребенка развилась излечимая лейкемия.

Это опять свидетельствует о том, что избыточная доза вектора — не единственный фактор, воздействующий на результат генной терапии. Возможно, здесь еще играют роль некоторые индивидуальные особенности генома — все-таки мы все разные.

В 2016 году для использования на европейском рынке коммерческих медицинских препаратов было одобрено лекарство Стримвелис (Strimvelis), предназначенное для лечения комбинированного иммунодефицита. Около четверти века занял путь от первого эксперимента до клинического применения. Сегодня в мире коммерчески доступен целый ряд генно-терапевтических препаратов. Помимо упомянутых, это противоопухолевые препараты, зарегистрированные в Китае, — Гендицин (Gendicine, 2003 год) и Онкорин (Опсоппе, 2005 год), — пионеры одобренной официально генной терапии, и препарат, стимулирующий рост кровеносных сосудов, Неоваскулген (Neovasculgene, 2011 год), зарегистрированный в Российской Федерации, одним из разработчиков которого является автор этих строк.

Через несколько лет в США и Европе были зарегистрированы противоопухолевые препараты: Имлиджик (Imlygic) для лечения меланомы, Кимриа (Kymriah), Эскарта (Yescarta), Текартус (Tecartus) для лечения лимфом, а также Золгенсма (Zolgensma) для лечения спинальной мышечной атрофии.

Далеко не все генные препараты имели успех и оказались востребованными. Генный препарат Глибера (Glybera) для лечения нарушения липидного обмена был одобрен в Европе по цене около одного миллиона евро за курс лечения в 2014 году. Всего один человек сумел предоставить страховым компаниям необходимые бумаги для получения нужной суммы и препарата. Надо отметить, что в Европе потребителями этого вида лечения могут быть чуть более ста пятидесяти человек ежегодно. В 2017 году лицензию на данный препарат продлевать не стали, и он ушел с рынка. Но не только коммерция может быть причиной неуспеха. Летом 2020 года была опубликована информация о трех летальных исходах в ходе клинических исследований высокодозной генной терапии нейромиопатии — редкого заболевания, связанного с плохим развитием скелетных мышц. Негативный эффект введения вируса, послужившего вектором, сказался в данном случае на печени и желудочно-кишечном тракте. В группе низких доз негативных эффектов не было.

Давайте повторим вкратце суть метода генной терапии. Мы берем вирус — это некий генетический текст, вставляем в него ген — опять-таки целый фрагмент генетического текста, добавляем туда же регуляторную последовательность, и у нас получается терапевтический вектор, который мы направляем в клетки человека, чтобы они заработали по-другому — так, как нужно нам или как они работают в норме.

Генная терапия доказала свою эффективность, она будет развиваться и идти своим путем. В ней мы используем ДНК и гены как небольшие фрагменты текста. Сейчас исследователи могут работать с параграфами генетического текста — еще не на уровне каждой отдельной буквы-нуклеотида, но уже и не на уровне Целой книги или ее главы.

Рис. 5. Вирус-векторная терапия

Найти и обезвредить

Генная терапия — это выдающееся достижение человека, которое позволило, пусть не очень эффективно, но все же восстанавливать или изменять функцию гена за счет того, что его нормальная копия может быть внесена в организм в составе вектора. Пользуясь тем же сравнением с текстами на бумаге, мы должны «напечатать» целую страницу или параграф правильного генетического текста и «вклеить» дополнительно в книгу текст так, чтобы на этой странице (в этом параграфе) сохранилась функция гена и проявилась в виде синтезируемого белка. Благодаря созданию генной терапии, ученые научились работать с генетическим текстом, но не путем коррекции одиночных букв, а используя достаточно большие фрагменты. Поэтому приходится вставлять целиком новый, правильный фрагмент, а неправильный при этом никуда не исчезает.