Геном: автобиография вида в 23 главах - Мэтт Ридли

В 1990 году Андерсон и Близ вновь обратились в Комитет, имея еще более амбициозный проект. В этот раз гены действительно должны были играть роль лекарства, а не только маркеров. Для эксперимента выбрали редкое генетическое заболевание — острый комбинированный иммунодефицит (SCID — severe combined immune deficiency). Генетический дефект ведет к быстрой гибели всех лимфоцитов и к смерти больного ребенка от инфекций. Если не содержать такого ребенка в изолированной стерильной капсуле и не провести трансплантацию костного мозга от чудом нашедшегося подходящего донора, жизнь больного ребенка будет недолгой. Болезнь возникает из-за мутации в гене ADA на хромосоме 20.

Андерсон и Близ предложили использовать лейкоциты из крови больного ребенка — заразить их ретровирусом с нормальным геном ADA и ввести в кровь ребенка. Предложение вновь оказалось под градом критики, но уже с другой стороны. К 1990 году уже был предложен иной метод лечения болезни, называемый PEG-ADA. Этот метод состоял в том, что в кровь больного вводится не ген ADA, а сам белок, полученный из организма коровы. Так же, как диабет (инъекции инсулина) или гемофилию (инъекции коагулирующего фактора), болезнь SCID можно было лечить инъекциями белка PEG-ADA. Зачем в таком случае прибегать к генной терапии?

Любая появившаяся новая технология кажется совершенно неконкурентоспособной. Первые железные дороги были гораздо дороже речных путей сообщения и весьма ненадежны. Только после длительного совершенствования и оттачивания новых технологий удается привести их по цене и эффективности хотя бы к соответствию старым технологиям. То же происходило и с генной терапией. Белковая терапия казалась более надежной и проверенной на практике, хотя ее очевидным недостатком были ежемесячные инъекции дорогостоящего препарата, которые нужно было продолжать в течение всей жизни. Если бы генетический подход удался, то, выполнив одну процедуру, можно было бы снабдить организм геном, который необходим для его нормального функционирования.

В сентябре 1990 года Андерсон и Близ ввели в кровь трехлетней Ашанти Де Сильва (Ashanthi DeSilva) клетки крови, снабженные генетически модифицированным геном ADA. Операция оказалась успешной. Число лейкоцитов в крови утроилось, существенно повысилось содержание иммуноглобулинов, и концентрация белка ADA в крови достигла четверти от нормы у обычных людей. Нельзя сказать, что благодаря генной терапии девочка полностью излечилась. Она продолжала принимать регулярный курс инъекций PEG-ADA. Но стало ясно, что генная терапия работает. На сегодняшний день каждый четвертый ребенок с синдромом SCID получил курс генной терапии. Ни в одном случае не удалось полностью отказаться от инъекций PEG-ADA, но существенно снизились побочные эффекты от лекарственной терапии.

Очень скоро список генетических заболеваний, поддающихся лечению методами генетической терапии, пополнился другими болезнями, включая семейную гиперхолестеринемию, гемофилию и муковисцидоз. Но, несомненно, основной целью был рак. В 1992 году Кеннет Калвер (Kenneth Culver) предпринял дерзкий эксперимент, в котором снабженные генами ретровирусы были введены непосредственно в тело человека. (До этого времени ретровирусами обрабатывали только культуры клеток, которые затем вводили в организм.) Ретровирусы были введены 20 пациентам прямо в мозговую опухоль. Не правда ли, звучит устрашающе, особенно если говорить о ретровирусах. Но подождите, вы еще не узнали, какими генами были снабжены ретровирусы. Каждый содержал ген, позаимствованный от вируса герпеса человека. После этого доктор Калвер предписал пациентам курс лекарств против герпеса. Лекарства, нацеленные на белки вируса герпеса, атаковали раковые клетки. Положительный эффект был отмечен только у одного из пяти пациентов. Не панацея, но результат обнадеживает.

Пока что генная терапия переживает свое детство. Когда-нибудь она станет такой же привычной операцией, какой сейчас является пересадка сердца. Пока еще трудно предугадать, какое из направлений борьбы с раком — использование препаратов, препятствующих ангиогенезу, противотеламеразных препаратов, белка p53 или методы генной инженерии — окажется наиболее успешным. Но никогда еще у ученых не было такого оптимизма относительно возможности победить рак. И этот оптимизм опирается почти исключительно на последние открытия в генетике[177].

Перспективность соматической генной терапии уже не вызывает сомнений. Опасения, конечно, остались, но по крайней мере никого уже не смущает этическая сторона вопроса. Это всего лишь еще один вид терапии. Никто, кому довелось иметь родственников или друзей, прошедших курс противораковой химиотерапии, не станет философствовать на отвлеченные темы этичности генетических манипуляций, если это даст возможность заменить химиотерапию на менее болезненные методы лечения. Основная угроза сейчас видится в том, что новые гены могут попасть в половые клетки и передаться следующим поколениям. Тем более, что манипулировать генами половых клеток человека, на что наложено строжайшее табу, намного проще, чем изменять геном соматических клеток. Именно создание с помощью генной инженерии новых сортов растений и пород животных, у которых новые признаки закреплены наследственно, вызвало волну протестов в 1990-х годах против, согласно терминологии протестующих, «технологий Франкенштейна».

Причин того, что генная инженерия растений особенно быстро набирала обороты, было несколько. Во-первых, коммерческая заинтересованность— на новые эффективные сорта сельскохозяйственных растений всегда был высокий спрос. В древние времена с помощью примитивной селекции наши далекие предки превратили дикие малопродуктивные растения в культурные сорта пшеницы, риса и кукурузы. Добились они этого исключительно путем манипулирования генами растений, хотя в те времена этого никто не знал. Уже в наши дни теми же методами селекции удалось повысить суммарную урожайность сельскохозяйственных угодий на 20% в перерасчете на душу населения земного шара, несмотря на стремительный рост народонаселения. В основе «зеленой революции» также лежит генетическая модификация растений, но делалось это все вслепую. Насколько лучших результатов можно достичь благодаря целенаправленной, точечной манипуляции генов?

Вторая причина успехов генной инженерии растений заключалась в простоте, с которой можно клонировать и размножать растения. Нельзя отрезать кусочек хвоста мыши и вырастить из него новую мышь. С растениями же это удается проделывать очень просто. И, наконец, третьей причиной было случайное обнаружение необычной способности бактерии Agrobacterium заражать растения своим маленьким кольцевым фрагментом ДНК, называемым Ti-плазмидой. Попав в клетку, эта плазмида встраивает себя в хромосому растения. Данная бактерия оказалась готовым природным вектором для переноса генов в растения. Исследователи растирали листья растений до клеточной массы, заражали клетки бактерией, а затем выращивали из клеток в культуре тканей новые генетически модифицированные растения. Таким способом в 1983 году впервые был получен генетически модифицированный табак, потом петуния, а затем хлопок.

Для злаковых, устойчивых к Agrobacterium, пришлось разработать более сложный метод. Образно говоря, производилась инъекция генов непосредственно в клетки растения, прикрепленные к микроскопическим крупинкам золота, для чего использовались различные приспособления, как например, акселератор частиц. Этот метод сейчас стал стандартным для всех генетических манипуляций с растениями. С его помощью были получены устойчивые к гниению помидоры, устойчивый к долгоносику (Anthonomus grandis) хлопок, устойчивый к колорадскому жуку картофель, устойчивую к мотыльку (Ostrinia nubilalis) кукурузу и много других генетически модифицированных растений.

Переход от экспериментов с генетически модифицированными растениями к реальному использованию не всегда проходил гладко. Иногда гены в полевых условиях отказывались работать. Так, в 1996 году хлопковый долгоносик уничтожил посевы генетически модифицированного хлопка, который должен был быть устойчивым к этому вредителю. Иногда посевы уничтожали сторонники воинствующих экологических организаций. Но ни разу выращивание подобных растений не принесло ущерба людям или окружающей среде. Особо острая полемика относительно безопасности генетической модификации растений велась в Европе. В частности, в Англии, где репутация организаций, отвечающих за безопасность продуктов питания, уже была подмочена эпидемией «коровьего бешенства», генетически модифицированные растения попали под запрет, хотя в США их использование в конце 1990-х годов стало уже повсеместной практикой. Масло в огонь подлили события вокруг компании Monsanto, которая занялась разработкой растений, устойчивых к их собственному гербициду сплошного действия «Раундап». Это позволяло фермерам использовать «Раундап» для борьбы с сорняками на полях, засеянных генетически модифицированными сельскохозяйственными растениями. Такая комбинация «противоестественных манипуляций над природой» с расширением применения гербицидов в сочетании с ростом доходов транснациональной корпорации довела «зеленых» до точки кипения. Экотеррористы по всей Европе стали уничтожать посадки генетически модифицированного рапса и устраивать шествия в костюмах Франкенштейна. Борьба с распространением подобных растений и продуктов из них стала одним из трех основных направлений активности Greenpeace.