Приоритетные направления
Из всего выше сказанного ясно, что у исследователей в руках существует уже достаточно разнообразных методов введения ДНК в клетки человека. На каких же приоритетных направлениях генной терапии они используются в первую очередь? На первом месте стоят пока не врожденные заболевания, а раковые опухоли. Только в 1997 г. в США было зарегистрировано 1 миллион 380 тысяч новых случаев рака. Не удивительно поэтому, что половина всех клинических исследований, проводящихся с применением генной терапии, направлена на борьбу с онкологическими заболеваниями.
Нередко иммунная система человека не в состоянии идентифицировать возникающие раковые клетки как чужеродные и, следовательно, подлежащие немедленному уничтожению. Эффективным приемом противоопухолевой терапии может быть «привлечение внимания» лимфоцитов и макрофагов к таким трансформированным онкогенным клеткам. Для этого их выделяют у пациента и вводят в них ген интерлейкина — вещества, стимулирующего активность клеток иммунной системы. Вместе с ним можно также «вставить» в раковую клетку ген так называемого фактора GMCSF — вещества, которое вызывает повышенное внимание макрофагов и гранулоцитов. Макрофаги же чаще всего являются клетками, которые первыми «докладывают» иммунной системе о появлении в организме непрошенных интервентов. Далее онкогенные клетки с введенными в них генами доставляют на место. В результате иммунная система начинает распознавать их и уничтожать, заодно расправляясь и с их опухолеродными соседями. Более того, по данным группы Майкла Блезе (клиника генной терапии национального института исследований генома человека), занимавшегося подобными экспериментами, активированные таким образом лимфоциты начинают циркулировать с током крови по всему телу, нападая и на иные ненормальные клетки.
Помочь иммунной системе человека более тщательно отслеживать и убивать клетки опухолей можно иным способом. Для этого раковые клетки человека вводят мышам. Лабораторные грызуны прекрасно их распознают и образуют соответствующие антитела. К сожалению, непосредственно мышиные противораковые антитела вводить человеку бесполезно — они будут расценены иммунной системой как чужеродные белки и быстро уничтожены. Зато с помощью методов генной терапии можно проделать вот какой трюк: выделить мышиный ген, кодирующий антиопухолевое антитело и наиболее важную его часть «пришить» к гену рецепторов человеческих лимфоцитов, ответственных за поиск и уничтожение раковых клеток. После такой генно-терапевтической помощи лимфоциты человека начинают поиск потенциально опасных клеток не в пример тщательнее контрольных.
Как уже говорилось, раковые клетки возникают в результате необратимого повреждения ДНК. Существует специальный механизм, стопорящий деление поврежденных клеток. Такая блокировка (биологи говорят «супрессия») находится под контролем гена р53. Он не позволяет клетке приступить к очередному делению до тех пор, пока все повреждения в ДНК не будут восстановлены. Если же восстановить ее целостность по каким-либо причинам не удается, в клетке включается механизм запрограммированной гибели (апоптоз), и она совершает самоубийство. Ясно, что мутации самого гена р53 очень часто приводят к раку, поскольку поврежденные клетки уже ничто не останавливает. Так вот, введение этого гена непосредственно в уже возникшую опухоль или даже просто в кровяное русло часто приводит к заметным терапевтическим эффектам!
Другие возможные подходы на пути противораковой генной терапии состоят в следующем. При образовании некоторых опухолей составляющие их клетки начинают демонстрировать на своей поверхности специфические белки. Так ведут себя, к примеру, клетки меланом — рака кожи. Следовательно, можно заняться так называемой превентивной иммунизацией — заранее ввести пациенту голую ДНК с генами, кодирующими эти белки. Наконец, разрабатывается так называемая «суицидная» генная терапия, когда в раковые клетки вводят гены, делающие их суперчувствительными к определенным веществам. В нашем рассказе уже упоминался выделенный из вируса герпеса ген тимидинкиназы. Его недавно удалось ввести в раковые клетки мозга человека. Тимидинкиназа превращает нетоксичное для человека вещество ганцикловир в способное поражать делящиеся раковые клетки соединение. Следовательно, все клетки опухоли, получившие такой ген, будут неизбежно уничтожены. Более того, даже из одной «прооперированной» генно-терапевтическим способом раковой клетки тимидинкиназа может мигрировать по межклеточным каналам в соседние, обделенные этим геном раковые клетки.
Подобные результаты впечатляют. Правда, надо отдавать себе отчет, что многие из описанных экспериментов находятся на стадии лишь лабораторных разработок. Многие пациенты, подвергающиеся таким все же еще не слишком отработанным методикам лечения, находятся на терминальных стадиях рака (им терять уже нечего), поэтому возникает проблема адекватного контроля. Подбор же добровольцев для его осуществления — задача сама по себе непростая.
Параллельно с антираковыми разработками, основанными на генно-терапевтических методиках, исследователи занимаются попытками корректировать и различные другие заболевания, включая амиотрофический латеральный склероз и поражающие нервную систему болезни Паркинсона и Альцгеймера. На этом фоне идея пилюли от старческого склероза или досадного дрожания рук уже не кажется полной фантастикой.
Евгеника будущего
Однако как все же быть с врожденными генетическими заболеваниями, когда неисправный ген работает в каждой клетке тела? Безусловно, коррекция всех таких генов в геле пациента представляется делом далекого будущего. Однако уже в наши дни может быть разработана и применена методика, предотвращающая появление наследственных аномалий в случаях, когда с точки зрения классической генетики такое событие кажется неизбежном. Действительно, представим себе ситуацию, когда оба родителя имеют по единственной копии какого-либо дефектного гена. Совершенно очевидно, что любой их ребенок также будет обладать данным дефектным геном, поскольку нормальной копии от родителей он получить не может.
Уже в первой половине XX века некоторые генетики задумывались над подобными проблемами. Для обозначения области науки, изучающей возможности улучшения генетической природы человека был придуман даже специальный термин — евгеника (от древнегреческого «эу» — хороший, подлинный, настоящий). До появления генно-терапевтических методик, по сути, единственной действенной рекомендацией, которую могли предложить евгенисты, был подбор супружеских пар, основанный на научных рекомендациях. К сожалению, практика показывает, что в столь деликатной сфере человеческих отношений доводы разума часто оказываются далеко не на первом месте. Теперь же, ни в коем случае не оказывая давление на свободное волеизъявление партнеров, биологи могут подкорректировать результаты их взаимного выбора.
Процедура пренатальной генной коррекции в теории выглядит следующим образом. Оплодотворение выделенной и тела будущей матери яйцеклетки происходит in vitro — вне организма В результате нескольких делений образуется группа клеток будущего зародыша. В них тем или иным способом вводят нормальный ген. Определив, в какие именно клетки он успешно внедрился, отбирают одну подобную «прооперированную» клетку и вводят ее в матку женщины, предварительно соответствующим образом гормонально подготовленную для успешного проведения подобной процедуры. В результате на свет появится ребенок, все клетки которого будут нести копию нормального гена, отсутствовавшего у его родителей.
На пути практической реализации описанной схемы без сомнения возникнет множество трудностей. Главная из них состоит в том, что уже после нескольких делений клетки зародыша теряют свой универсальный потенциал и не могут стать прародительницами нового зародыша. Такая возможность принципе существует, что доказывают успешные опыты по клонированию животных, но длится она очень недолго. Именно в этот промежуток времени биологам-евгенистам надо будет успеть проделать все свои генно-терапевтические процедуры. Однако если их удастся успешно осуществлять, человечество получит мощный метод ликвидации хотя бы части отрицательного генетического груза, который оно уже успело накопить в процессе борьбы с врожденными дефектами, которые в животном мире отсекаются жестокой рукой естественного отбора.
Инвентаризация генов человека
Инвентаризация — периодическая проверка наличия и состояния материальных ценностей и основных и оборотных фондов в натуре, а также денежных средств.
