Ученые думали, как можно осуществить встраивание нужного гена в геном. С некоторых пор стало известно, что в природе такие вставки происходят, например, при зачатии ребенка: смешиваясь, хромосомы мамы и папы могут обмениваться частями ДНК. Но как добиться такого направленного обмена во взрослом состоянии? Помогло открытие неких белков, которые назвали «цинковыми пальцами». «Кстати, одним из авторов этого открытия был наш соотечественник из биотехнологической компании Sangamo BioSciences Федор Урнов, — рассказывает Сергей Киселев. — Ученые показали, что “цинковые пальцы” могут легко прилипать к соответствующим участкам ДНК». Используя эти качества, исследователи синтезировали много конструкций с такими белками, которые могли не только швартоваться в определенных местах генома, но и вырезать, к примеру, испорченный ген, чтобы на его место мог встроиться специально запущенный в клетку здоровый ген. Правда, эту технологию быстро прикупила другая американская компания, которая продает такие белки за приличные деньги. Однако исследователи нашли выход. «Существуют похожие белки растительного происхождения, так называемые талены, — продолжает Киселев. — К тому же выяснилось, что их возможности гораздо шире, чем у “цинковых пальцев”, работать с ними легче, и они могут быть более эффективными. Поэтому конструкции с таленами позволяют проводить почти ювелирное редактирование генома в клетках». Кстати, журнал Science назвал эту технологию одним из десяти научных прорывов наряду с созданием iPS.
Параллельно велись поиски других методов, которые могли бы корректировать работу поломанных генов. К примеру, Мицуо Осимураиз Университета Тоттори в 2011 году предложил свою технологию генной терапии для лечения генетического заболевания — миодистрофии Дюшена, в результате которого нарушается работа мышечного аппарата. Осимура делает дополнительную искусственную хромосому, в которой находится нужный ген без мутации, вставляет хромосому в стволовую клетку и затем запускает в организм. Осимура публиковал результаты своих успешных опытов на мышах. «Эта технология может быть хороша, когда нужно исправить работу какого-нибудь очень большого гена, например дистрофина. К его колоссальному размеру трудно подобрать “пальцы” или талены», — говорит Сергей Киселев. Впрочем, такие методы пока направлены на замену одного гена, а это касается примерно 10% всех генетических заболеваний. «Лечение так называемых мультигенных болезней, к которым, в частности, относится рак, — гораздо более сложная задача. Возможно, для начала она может решаться не с помощью замены генов в самой ДНК, а с помощью генов, которые, не встраиваясь в геном, будут продуцировать нужные организму белки». Таким же методом могут лечиться и другие заболевания, не только генетические. К примеру, созданный группой Киселева и компанией «Институт стволовых клеток человека» (ИСКЧ) препарат «Неоваскулген» от ишемии нижних конечностей основан на конструкции с включенным геном, кодирующим синтез фактора роста сосудистого эндотелия. «Представьте себе водопроводные трубы, которые со временем сплющились, где-то прорвались, — объясняет Сергей Киселев, — и их нужно починить. Иначе дома останутся без воды. Так и ноги остаются без хорошего кровоснабжения, когда сосуды повреждаются». На снимках, полученных в процессе клинических исследований, хорошо видно, как «Неоваскулгеном» был стимулирован рост сосудов, буквально спасший некоторых пациентов от ампутации. По данным ИСКЧ, в России диагноз «хроническая ишемия нижних конечностей» ежегодно ставят примерно 140 тыс. человек, из них 30–40 тыс. приговорены болезнью к лишению конечностей.
«Неоваскулген» был зарегистрирован в конце 2012 года и стал третьим в мире одобренным генным препаратом. Первые два — противоопухолевые средства, созданные в Китае, работают по такому же принципу. В конце прошлого года «сдалась» и Европа: там был зарегистрирован геннотерапевтический препарат «Глибера» для лечения редкого и тяжелого заболевания, связанного с дефицитом липопротеинлипазы, в результате чего больные этим генетическим заболеванием не в состоянии усваивать жиры. «Глибера» стала четвертым в мире средством генной коррекции. В фазе клинических испытаний находится около сотни препаратов для генной терапии, пока в основном это лекарства, основанные на конструкциях с вирусами, либо препараты с генами, которые не будут встраиваться в геном, а будут, как «Неоваскулген», продуцировать белки.
Читать дальше
