Генная терапия в медицине

Генная и клеточная терапия – один из главных трендов современной медицины. Новейшие разработки уже позволяют делать то, о чём раньше врачи могли только мечтать: вводить в клетки живого человека ДНК, которая начнёт там работать и оказывать тот или иной лечебный эффект. Это открывает возможности для эффективной борьбы с тяжёлыми заболеваниями, ранее считавшимся неизлечимыми.

Конечно, появление генной терапии было бы невозможным без бурного развития генетики и молекулярной биологии. Эти сферы представляют интерес не только для учёных, но и для врачей всех специальностей, включая представителей интегративной медицины.

Если за развитие болезни ответственен всего один ген (так называемые моногенные заболевания), то в целом понятно, как его изменить, чтобы восстановить нарушенные функции клеток.

Однако, многие болезни являются мультифакториальными. Их глубинные причины – это сложное переплетение генетических вариантов (так называемых полиморфизмов), эпигенетики, условий жизни, привычек человека и других внешних факторов. Предотвратить или вылечить такую болезнь невозможно при помощи простой замены одного гена. В таких случаях важен комплексный подход, требующий от врача многогранных познаний, в том числе в области генетики. Это помогает учитывать индивидуальные особенности пациента, составить для него оптимальную программу лечения, профилактики.

Разновидности

Итак, суть генной терапии в том, что в клетки живого человека вводят определённые гены, где они далее функционируют и отвечают за синтез белков, помогающих в борьбе с заболеванием. Так можно лечить не только наследственные болезни, но и другие патологии, включая, например, рак, инфекции.

Цели манипуляций с генами бывают разными:

• Генная аугментационная («заместительная») терапия проводится, когда тот или иной ген «молчит» или кодирует аномальный, мутантный белок, не способный выполнять свои функции. Например, при метахроматической лейкодистрофии (МЛД) происходят повреждения головного мозга и других органов из-за мутации в гене ARSA. С помощью генной терапии можно ввести в клетки нормальный ген и восстановить функцию кодируемого им белка. Впервые такое лечение получил в 2023 году ребёнок с МЛД в Великобритании. Сейчас эффективность подобного подхода изучают при муковисцидозе: у таких пациентов из-за мутации не работает белок CFTR. Тут есть важно ограничение: замена гена поможет вылечиться, только если в организме больного пока ещё не произошли тяжёлые необратимые изменения.
• Генная ингибирующая терапия. В некотором смысле этот метод – противоположность предыдущего. Его применяют, когда аномальный белок становится причиной заболевания. Новый ген может помешать его продукции или кодировать блокирующий его белок. Например, при онкологических заболеваниях так можно подавить активность генов, которые заставляют клетку бесконтрольно размножаться.
• Уничтожение специфических клеток. Эта методика также перспективна при злокачественных опухолях. Можно вводить гены, которые будут кодировать токсичные вещества и запускать запрограммированную гибель раковых клеток – апоптоз. Другой вариант – использование генов, кодирующих белки-антигены. Иммунная система организма будет реагировать на них и уничтожать опухоль.
• Улучшение совместимости трансплантатов. Распространённая проблема после пересадки органов от одного человека другому, даже если удалось подобрать очень совместимого донора – реакция отторжения трансплантата. Чтобы иммунная система не воспринимала донорский орган как чужеродный, таким пациентам приходится принимать препараты-иммуносупрессоры. Генная терапия предлагает альтернативное решение: вносить в гены трансплантата изменения, благодаря которым он станет «своим» для организма реципиента.

Методики

Главный вопрос в том, как доставить геныорганизма человека, чтобы они попали в нужные клетки и начали там правильно работать? Для этого используют разные методы генной терапии. Самое распространённое решение – вирусные векторы. Фрагмент ДНК упаковывают в вирусные частицы, а те, попав в организм, заражают определённые клетки и вводят в них гены.

Преимущества такого способа – относительная простота и эффективность. Однако, его применение ограничивается поиском вируса, который эффективно заразит клетки, но не вызовет тяжёлую инфекцию. Кроме того, на пути к клетке-мишени его может уничтожить иммунная система, и терапевтическая ДНК попросту «потеряется».

Иногда в качестве «транспортного средства» используют липосомы – сферические мешочки со стенками из гидрофобных молекул. Клетки поглощают такие частицы, и ДНК попадает в ядро. С липосомами тоже бывают проблемы: клетки могут «отказаться» их поглощать, иногда ДНК теряется или не работает должным образом.

Впрочем, не всегда обязательно использовать новые гены. Лечить некоторые заболевания можно с помощью эпигенетических модификаций, когда структура гена остаётся прежней, но разными способами меняют его активность. Самый распространённый пример – метилирование, прикрепление к участкам ДНК метильных групп.

Отключить проблемный ген можно с помощью так называемых антисмысловых нуклеиновых кислот. Например, такой экспериментальный подход сейчас пытаются использовать для лечения мышечной дистрофии Дюшенна и спинальных мышечных атрофий. Суть в том, что специально сконструированная РНК попадает в клеточное ядро, соединяется с соответствующим участком ДНК и инактивирует находящийся в нём ген.

Перспективы

Генная терапия пока не применяется широко, потому что сохраняются некоторые проблемы. Вставить строго в определённые клетки новый ген и заставить его работать – очень сложная задача. Но наука развивается бурными темпами, и высока вероятность, что проблемы будут решены. Эксперты считают, что в обозримом будущем генная терапия поможет успешно бороться с раком, муковисцидозом, болезнями сердца, сахарным диабетом, гемофилией и иммунодефицитными состояниями.

Изучение генетики показывает, что каждый человек в самом деле уникален. У каждого свой набор генов, одни из которых способствуют крепкому здоровью и долголетию, а другие делают организм предрасположенным к тем или иным заболеваниям. Кроме того, даже наличие и активность одного и того же гена по-разному может проявляться в зависимости от целого ряда факторов. Основная задача специалиста — подойти интегративно к проблеме терапии пациента, корректируя не только сами гены или их работу, но и внешние и внутренние факторы, которые на них влияют. В противном случае, какими бы не были достижения современной биоинженерии, они не смогут принести реальной пользы в клинической практике.

Во время приёма врача, конечно же, невозможно провести за 5 минут полный анализ генома и сразу получить распечатку с индивидуальными рекомендациями. Пока это из области научной фантастики. А значит, специалисты в сфере интегративной медицины будут всё более востребованными. Ведь такие врачи умеют оценивать состояние организма как единого целого, добраться до глубинных причин проблем со здоровьем и видеть индивидуальные особенности каждого пациента.