28 и 29 октября. Проблемы экологии в контексте цифровой трансформации общества... Архитектура. Инженерия. Цифровизация. Экология» пройдет в...


Вирус СПИДа вылечил детей

Вирус СПИДа вылечил детей


01 НОЯБРЯ 2007 // Пётр Смирнов

// international.ucla.edu


Французские учёные смогли вылечить тяжёлое врождённое заболевание, внедрив в клетки костного мозга подростков нужные для лечения гены. В качестве средства доставки гена в ДНК был использован ВИЧ – вирус имуннодефицита человека, вызывающий СПИД.

Говорят, что самый лучший способ лечения – профилактика. Безусловно, это так, если речь идет о приобретенных заболеваниях, таких как инфекции, паразитарные и дистрофические поражения. А что если болезнь достаётся ребенку от родителей? Если виной тому не образ жизни и не дурные привычки, а плохая наследственность и природные механизмы изменчивости. Большую часть бактерий, вирусов и паразитов можно удалить из организма, но как изменить собственные гены?

До последнего времени генетически обусловленные заболевания удавалось лечить лишь симптоматически –подавлять лишь некоторые проявления болезни с помощью лекарственных препаратов. Однако хотелось бы научиться лечить саму болезнь, в данном случае – менять повреждённые гены.

В этом идея генной терапии – лечения, направленного на избавление человека от генетического заболевания путем введения в его организм нормальных генов, так чтобы они могли преодолеть влияние дефектных генов.

В очередной раз идея нового способа лечения была заимствована у природы. Ведь способностью контролируемо и целенаправленно изменять чужой геном обладают вирусы, встраивающие свою генетическую информацию в клетки хозяина.



Чем агрессивней вирус – тем эффективней лечение.

Так решили исследователи из французского Национального биомедицинского агентства и использовали для терапии вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) в качестве носителя. Именно этот вирус приводит к одному из страшнейших заболеваний – синдрому приобретённого иммунодефицита (СПИДу). Патрик Обур и Натали Картье доложили свои результаты лечения врожденных нейродегенеративных расстройств (адренолейкодистрофии) у двух семилетних детей на заседании Европейского общества генной и клеточной терапии.

Генетически обусловленные заболевания вызываются нарушениями в структуре генов – первом этапе классической схемы «ген-белок-признак», приводящих к синтезу дефектного белка, а следовательно – неправильному проявлению признака.


Схема транскрипции ДНК (www.scientificpsychic.com, Газета.Ru)



Более сложная модель выглядит как «ген (ДНК) – РНК – белок – модификация белка – признак». Вмешаться в развитие врожденной болезни можно как на уровне ДНК, так и на уровне РНК, по образу которой синтезируется белок.

Самым эффективным было бы предотвращение развития заболевания на самых ранних этапах – в эмбриональном развитии, но сверхвысокие риски пока останавливают ученых от подобных экспериментов, ведь в таком случае измененными окажутся все – в том числе и половые клетки. А как это скажется на детях вылеченного человека, точно прогнозировать пока невозможно.

Проводимые экспериментальные и клинические исследования пока основываются на привнесении – добавлении нового гена к существующему дефектному. Мишенями являются не все клетки организма, а лишь тех тканей, в которых проявление этого признака наиболее важно – например, нервной ткани при болезни Паркинсона или костного мозга при талассемии.

Нормальные гены вводятся с помощью различных носителей – векторов. Наиболее дорогостоящим, но и самым эффективным методом является введение нормально функционирующего гена в составе аденовируса.

Ту же процедуру можно с большей надежностью повторить и ex vivo (вне организма) – забрать клетки ткани при биопсии, ввести в них ген в условиях in vitro (в пробирке), проконтролировать эффективность, а затем уже трансплантировать обратно. При этом минимизируются возможные побочные действия переносчиков, которые не контактируют с другими клетками организма.

Так и поступили Обур и Картье, введя правильный ген с помощью вектора ВИЧ в клетки костного мозга в условиях культуры клеток, а затем уже трансплантировав их подросткам с поражением оболочки нервных путей.

К заболеваниям, поддающимся лечению с помощью генной терапии, относятся не только врожденные – этот метод позволяет блокировать размножение различных вирусов или образование белков, приводящих к развитию опухолей. Среди генетических заболеваний наиболее перспективна терапия болезней рецессивных, когда патологическое состояние вызывается рецессивным аллелем гена. В этом случае привнесенный ген на уровне ДНК подавляет проявление дефектного.

Несмотря на положительный результат и открывшиеся перспективы лечения миллионов людей с врожденными генетическими заболеваниями, не только моралисты, но и ученые по всему миру не скрывают своих опасений по поводу возможного негативного влияния вирусной составляющей «лекарства» на здоровье человека.


Транскрипция и трансляция в клетке
Реализация генетической информации во всех живых клетках осуществляется в два этапа: транскрипцию и трансляцию.

Транскрипция - биосинтез рибонуклеиновой кислоты (РНК) на матрице - дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Транскрипция - один из фундаментальных биологических процессов, первый этап реализации генетической информации, записанной в ДНК в виде линейной последовательности 4 типов мономерных звеньев - нуклеотидов.

Она осуществляется специальными ферментами, работа которых определяется так называемыми транскрипционными факторами.

В результате транскрипции образуется один из 4 типов РНК, выполняющих различные функции: 1) информационные, или матричные, РНК, выполняющие роль матриц при синтезе белка рибосомами (трансляция); 2) рибосомальные РНК, являющиеся структурными компонентами рибосом; 3) транспортные РНК, являющиеся основными элементами, осуществляющими при синтезе белка перекодирование информации, заключённой в информационной РНК, с языка нуклеотидов на язык аминокислот; 4) РНК, играющие роль затравки репликации ДНК. Число копий разных участков ДНК зависит от потребности клеток в соответственных белках и может меняться в зависимости от условий среды или в ходе развития организма.

Трансляция – процесс биосинтеза полипептидных цепей белков в живых клетках. Заключается в «считывании» генетической информации, «записанной» в виде последовательности нуклеотидов в молекулах информационных (матричных) рибонуклеиновых кислот (иРНК, или мРНК), причём нуклеотидная последовательность иРНК определяет последовательность аминокислот в синтезируемых белках.

Трансляция осуществляется особыми внутриклеточными частицами - рибосомами, с которыми связываются иРНК и активированные аминокислотные производные транспортных РНК (ак-тРНК). При этом ак-тРНК «узнают» в иРНК определённые тройки нуклеотидов (кодоны), соответствующие связанным с ними аминокислотам. Узнавание происходит за счёт комплементарного взаимодействия кодона иРНК с антикодоном (3 нуклеотидных остатка, комплементарных кодону) тРНК.

Все стадии Трансляции катализируются специфическими белковыми факторами и гуанозинтрифосфатом (ГТФ). Кроме клеточных и РНК, их роль в процессе трансляции могут выполнять вирусные РНК и синтетические полинуклеотиды, что широко используется при изучении механизма биосинтеза белка в бесклеточных системах.

Вектор общее название «транспортного средства» для целенаправленной доставки того или иного вещества, и не только гена, а любых, даже таких традиционных лекарств, как анальгина или аспирина. Лекарственный препарат, попадающий в организм, как правило, традиционным путем, действует почти на все клетки, а надо подействовать или на определенную группу клеток, или даже на участок генома, специфичный для определенной группы клеток. С другой стороны, транспортируемое вещество необходимо «защитить» от повреждений.

Для генной терапии векторы бывают либо синтетическими (основаны на полимерных материалах, например липосомах), либо «натуральными», т.е. природного происхождения (вирусы или плазмиды). Вирусы, применяемые в качестве векторов, лишены своих вредоносных свойств и практически безопасны для человека.

Другие векторные молекулы проникают в клетки организма с меньшей эффективностью, но одновременно и более безопасны. Например, можно использовать «голую» человеческую ДНК, вводя её в клетки с помощью липосом, или электрического повреждения клеточной мембраны.


Удачные опыты
Нынешнее сообщение - третье в этом году удачное клиническое испытание генной терапии на людях. До этого сообщалось о лечении болезни Паркинсона в Корнелльском университета под руководством Мэтью Дьюринга и удачной терапии врожденной прогрессирующей слепоты в лондонской офтальмологической больнице Мерфилдс.
http://www.gazeta.ru/science/2007/11/01_a_2281111.shtml