Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей

Панчин Александр

Однако стоит учитывать, что повышенный риск рака обнаружен при сравнении женщин, родивших при помощи искусственного оплодотворения, и женщин, родивших самостоятельно. Эти группы могут существенно отличаться по многим неучтенным факторам, например генетическим, то есть у нас нет хорошей контрольной группы. Кроме того, техники искусственного оплодотворения постоянно совершенствуются, и хотя вопрос о возможности неблагоприятных последствий искусственного оплодотворения для здоровья матери все еще считается открытым, альтернативой является куда более существенный риск рождения больного ребенка или невозможность завести детей. Практическая рекомендация здесь следующая: если у вас есть какие-то из упомянутых оснований прибегнуть к искусственному оплодотворению — не бойтесь этого. Если веских оснований нет — размножайтесь классическим путем.

Еще один подход к планированию беременности заключается в проведении неинвазивной (и поэтому абсолютно безопасной) генетической диагностики

плода на самых ранних этапах беременности. Некоторые современные методы чтения ДНК очень чувствительны. С их помощью можно обнаружить мутации в ДНК плода [346] , присутствующей в небольшом количестве в плазме крови матери. В случае обнаружения опасных сочетаний наследственных мутаций у развивающегося организма родители могут решить, хотят ли они произвести на свет больного ребенка, а если дефектов нет — расслабиться и спать спокойно.

346

Fan H.C. et al.: Noninvasive diagnosis of fetal aneuploidy by shotgun sequencing DNA from maternal blood. Proc Natl Acad Science USA 2008, 105(42):16266–71.

Успехи, достигнутые благодаря генетической диагностике, велики. Например, удалось практически полностью побороть опасное нейродегенеративное заболевание — болезнь Тея — Сакса, от которой страдали преимущественно евреи-ашкеназы [347] . Другой пример — удалось на порядок сократить встречаемость серповидноклеточной анемии на Сардинии [348] . Но на этом успехи современной генетики не заканчиваются.

Рожденным с наследственными заболеваниями людям может помочь генная терапия. Чаще всего генетическое заболевание связано с тем, что в клетках человека не работает какой-то важный ген. Причем, как правило, это критично даже не для всех клеток человека, а только для их определенного типа. Например, фактор свертывания крови IX человека, нарушение производства которого приводит к гемофилии, вырабатывается в печени, а потом выбрасывается в кровь. Значит, при наличии упомянутого дефекта достаточно исправить геном клеток печени или хотя бы части из них. Не обязательно вмешиваться в работу каждой клетки.

347

Schneider A. et al.: Population-based Tay-Sachs screening among Ashkenazi Jewish young adults in the 21st century: Hexosaminidase A enzyme assay is essential for accurate testing. Am J Med Genet A 2009, 149A(11):2444–7.

348

Cao A. et al.: Control of beta-thalassaemia by carrier screening, genetic counselling and prenatal diagnosis: the Sardinian experience. Ciba Found Symp 1996, 197:137–51; discussion 51–5.

До появления генной терапии гемофилию пытались лечить симптоматически — с помощью фактора IX из генетически модифицированных клеток хомяка. Клинические испытания показали, что полученный «рекомбинантный» белок ничем не уступает обычному человеческому фактору IX, и он нашел широкое применение в медицине [349] . В клетках бактерий синтезировать правильный белок не получалось: фактор IX подвергается многочисленным модификациям внутри клеток человека и других млекопитающих при своем «созревании», а у бактерий этих модификаций не происходит. К сожалению, из-за сложности технологии получения лекарства, инъекции концентрата фактора IX стоят довольно дорого. К тому же они дают лишь краткосрочный эффект (на несколько дней), плюс возможны побочные эффекты, связанные с резким увеличением количества фактора IX в крови после укола, и делать такие уколы приходится регулярно. Было бы очень удобно, если бы пациент мог решить проблему раз и навсегда — вылечить болезнь одной инъекцией.

349

White G. et al.: Clinical evaluation of recombinant factor IX. Semin Hematol 1998, 35(2 Suppl 2):33–8.

При генной терапии гемофилии генетически измененные вирусы, лишенные способности вызывать инфекцию, доставляют работающую копию гена фактора свертывания крови IX в клетки печени человека. Вирус для доставки генов выбирают не случайно. Это должен быть такой вирус, который избирательно проникает в клетки определенного типа. Специфичность проникновения обусловлена тем, что вирус распознает особые белки, встречающиеся только на поверхности определенных типов клеток. Так, к примеру, ВИЧ направленно поражает клетки иммунной системы, а вирус гепатита — как раз устремляется в печень. У безобидных ГМ вирусов, используемых для генной терапии, возможности аналогичные. В итоге клетки

печени человека начинают производить недостающий белок самостоятельно.

Для генной терапии гемофилии подошел аденовирус AAV8, проникающий специфически в клетки печени [350] . В 2014 году были обнародованы результаты клинических испытаний, в ходе которых генная терапия улучшила состояние десяти пациентов с тяжелой формой гемофилии [351] . После одной-единственной инъекции пациенты продолжали производить IX фактор свертывания крови самостоятельно на протяжении более трех лет. Количество производимого IX фактора зависело от количества вируса, назначенного пациентам. В группе, получившей максимальную дозу лекарства, оно достигало 5 % от нормы. Этого недостаточно, чтобы считать пациентов здоровыми, но достаточно для существенного снижения частоты кровотечений и уменьшения расходов на лекарства.

350

Sands M.S.: AAV-mediated liver-directed gene therapy. Methods Mol Biol 2011, 807:141–57.

351

Nathwani A.C. et al.: Long-term safety and efficacy of factor IX gene therapy in hemophilia B. N Engl J Med 2014, 371(21):1994–2004.

В сентябре 1971 года родился мальчик Дэвид Веттер с тяжелым синдромом врожденного иммунодефицита, связанного с мутацией в одном из генов, расположенных на Х-хромосоме. Обычно такие дети погибают из-за инфекций в течение первого года жизни. Дэвиду удалось прожить значительно дольше благодаря тому, что он постоянно находился в стерильном помещении. Пищу, которую он ел, игрушки, в которые он играл, — все стерилизовали, перед тем как предложить ребенку. Для того чтобы мальчик мог выходить на улицу, ему сделали специальный скафандр.

Несмотря на то что на уход за Дэвидом в сумме ушло более миллиона долларов, а его родителей консультировали ведущие специалисты, никто так и не придумал, как вылечить врожденное заболевание. Единственное, что пришло в голову врачам, — сделать пересадку костного мозга от сестры мальчика. Была надежда, что здоровые клетки костного мозга произведут иммунные клетки и восстановят функционирование иммунной системы ребенка. К сожалению, вместе с костным мозгом мальчику пересадили вирус Эпштейна — Барр. От этой распространенной и относительно безобидной для обычного человека инфекции мальчик погиб, так и не успев сформировать полноценную иммунную систему.

Сегодня заболевание Веттера успешно лечится с помощью генной терапии. Исследователи под руководством профессора Алена Фишера сначала провели испытания на мышах, а потом на людях, используя следующий подход: из костного мозга пациента берутся предшественники иммунных клеток, а затем с помощью вируса в эти клетки привносится исправная копия необходимого гена. После этого генетически модифицированные клетки возвращаются больному.

В 2000 году в журнале Science [352] были опубликованы первые положительные результаты клинических испытаний на людях: генная терапия восстановила иммунную функцию нескольких пациентов. К сожалению, позже оказалось, что лечение давало серьезный побочный эффект. Использованный вирус (а это был ретровирус) может встраиваться в нежелательные участки генома и активировать работу генов, заставляющих клетки делиться, тем самым вызывая рак.

352

Cavazzana-Calvo M. et al.: Gene therapy of human severe combined immunodeficiency (SCID) — X1 disease. Science 2000, 288(5466):669–72.

После обнаружения этой проблемы вирус отправили на доработку и устранили из него участок, который при встраивании в геном мог повысить активность работы соседствующих с местом вставки генов. В 2014 году в журнале The New England Journal of Medicine вышла статья о результатах применения нового вируса [353] . За пациентами, проходившими курс генной терапии, наблюдали от 16 до 43 месяцев: случаев рака зафиксировано не было. Это можно было бы объяснить простым везением, если бы не один важный факт. Было обнаружено, что раньше вставка вируса вблизи некоторых генов, участвующих в развитии рака, приводила к ускоренному делению клеток. Это и являлось предпосылкой для возникновения опухолей. У пациентов, которых лечили новым вирусом, такого эффекта не наблюдалось.

353

Hacein-Bey-Abina S. et al.: A modified gamma-retrovirus vector for X-linked severe combined immunodeficiency. N Engl J Med 2014, 371(15):1407–17.