Генная терапия: принципы действия и побочные эффекты

Замена дефектного гена или добавление нового в организм сулит исцеление во многих пока еще безнадежных ситуациях. Проблема, правда, в том, что тело человека не хочет менять состав своей ДНК, пытаясь сохранить постоянство, поэтому приходится его обманывать. Ученые придумали, например, для доставки использовать «курьеров» — чаще всего в виде вирусов. Именно они несут нужный ген, например, в геле для «детей-бабочек». В его составе — ген, который отвечает за выработку коллагена — белка, укрепляющего внешний и средний слои кожи. Такой подход радикально решает проблему.

Вирус еще и «обезоруживают», убирая из его генома способность вызывать болезнь. Наоборот, туда встраивают «посылку» для организма — как бисер, нанизывают нужную последовательность нуклеотидов и помещают этот ген внутрь оболочки (капсида) подобревшего вируса. Попадая к пациенту, посыльный пользуется своим врожденным умением проникать в клетки и оставляет там спасительный участок ДНК. Звучит все это несложно, но каждый из описанных этапов стал результатом многолетних разработок. Поэтому и стоимость у такого лечения заоблачная — доходит до нескольких миллиардов рублей. До клинической практики уже дошли несколько препаратов. В некоторых случаях их закупает государство, но все равно родители регулярно заявляют о ситуациях, когда собирать деньги приходится с миру по нитке.

Спинальная мышечная атрофия (СМА) еще недавно гарантированно убивала в возрасте до двух лет детей с определенной мутацией. Но потом появился препарат, вносящий нужный ген в организм. Правда, цена за один спасительный укол — 150 миллионов рублей, и не всегда такое лечение проходит гладко. У препаратов генной терапии огромный список побочных действий. Известны даже случаи образования злокачественных опухолей.

Сергей Киселёв, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией института генетики имени Н. И. Вавилова РАН: «Но эти онкологические заболевания, во-первых, были вызваны, как разобрались потом ученые, встроенным вирусом в определенные места генома. Что доза вируса была превышена, это, во-первых, и во-вторых, два из трех пациентов были успешно вылечены от онкологического заболевания, и вместе с тем они излечились от тяжелого комбинированного иммунодефицита».

Но были и смертельные случаи. В 2022 году в России и Казахстане два ребенка, получившие швейцарский препарат от спинальной мышечной атрофии, скончались. Причиной стала острая печеночная недостаточность, которая указана в списке возможных побочных действий, потому что вирус-доставщик гена заражает именно печень. И если с ней и без того есть проблемы, то лечение может и убить.

Ученые, впрочем, уже ищут решение. Компания из Петербурга пытается создать свою версию препарата от СМА, сделав его безопаснее и эффективнее. Синтетический ген в лаборатории создают по фрагментам — нуклеотидам. Это долго. Ген собирают по кусочкам, а потом детали соединяют, как конструктор. О стоимости отечественной разработки пока говорить рано — она еще на стадии клинических исследований.

В той же лаборатории создают свои версии самых дорогих лекарств в мире — голландского и американского. В пересчете их стоимость достигает 3 миллиардов рублей. Они спасают от разных форм «царской болезни» — гемофилии. Мутация нарушает выработку элементов свертывающей системы, и любая травма приводит к долгому кровотечению. Единственным лечением до недавнего времени был пожизненный прием недостающих компонентов. Теперь есть генетическое лекарство. Но стоят препараты невероятных денег, потому что в этом случае у ученых нет возможности взять из природы и ген, и то, во что его завернуть для отправки. Приходится бесчисленное количество раз синтезировать участок ДНК и вирус.

В разных странах тестируют и другие способы доставки генов в организм. Так, разработчики из Саратова предлагают не посылать «курьера», а вводить препарат в клетки в пробирке. Главное здесь — наночастицы золота в форме звездочек. При воздействии лазера их острые шипы нагреваются и прокалывают клетки, но не насмерть, а только так, чтобы проникли собранные ДНК-конструкции. Технологию предстоит еще отработать и придумать, как потом перемещать клетки в организм.

Уже применяется на практике другая альтернатива вирусам — подсмотренная у бактерий плазмида — кольцевая нить ДНК. В закрученном виде в организм путем инъекций доставляют, например, ген, который стимулирует рост сосудов. Это важно пациентам с ишемией нижних конечностей, когда из-за атеросклеротических бляшек нарушается кровоток. Одна ампула этого препарата, созданного в России, стоит 108 тысяч рублей. И такое лечение спасает некоторых пациентов от ампутации.

А от слепоты, возникшей из-за пигментного ретинита, скоро поможет совместная разработка ученых из Британии и США. Генная терапия, восстанавливающая зрение, уже прошла клинические испытания и одобрена к применению.

В Калифорнийском университете в Сан-Диего нашли способ доставить в организм ген, отвечающий за сохранение и рост новых нейронов. Там уже начали исследования на пациентах с болезнью Альцгеймера. И буквально на днях впервые с помощью генной терапии удалось победить одну из форм врожденной глухоты у детей.

Неизлечимого благодаря генной терапии становится все меньше. И если удастся наладить массовое производство, удешевив такие лекарства, на себе это почувствуют многие, а не единицы счастливчиков, как сейчас.

Все выпуски программы «Чудо техники»