Генотерапия наследственных и онкологических заболеваний

Наиболее перспективным современным направлением развития молекулярной медицины является генотерапия - лечение путем направленного введения в клетки нуклеиновых кислот. Генотерапия, которая разрабатывалась специально применительно к лечению наследственных болезней, в большей степени используется для лечения ненаследственных, в первую очередь, онкологических заболеваний, вирусных инфекций и многих других патологических состояний. Более 80% утвержденных для клинических испытаний генотерапевтических проектов связано с лечением онкологических заболеваний. Несмотря на строгие этические ограничения, уже около 400 генотерапевтических проектов либо достигли стадии клинических испытаний, либо находятся на стадии утверждения.

Первое успешное лечение методами генотерапии было осуществлено немногим более 10 лет тому назад в США в отношении одной из моногенных форм наследственного иммунодефицита, обусловленного недостаточностью фермента аденозиндезаминазы (ADA). При отсутствии этого фермента в крови пациентов накапливается промежуточный метаболит, который препятствует нормальному созреванию T- и B-лимфоцитов, что и приводит к развитию сложного, комбинированного иммунодефицита. Дети с недостаточностью по аденозиндезаминазе не выдерживают соприкосновения ни с какими инфекциями и могут существовать только в условиях стерильного бокса. Четырехлетней девочке, страдающей этим редким (1:100000) аутосомно-рецессивным заболеванием, были пересажены ее собственные лимфоциты, в которые предварительно вводили в составе ретровирусного вектора нормальный ген ADA и маркерный бактериальный ген neo, обеспечивающий устойчивость модифицированных клеток к антибиотику неомицину и, следовательно, возможность их отбора на селективной среде, содержащей этот антибиотик. Лечебный эффект наблюдали в течение нескольких месяцев, после чего процедуру повторяли с интервалом в 3-5 месяцев. На протяжении трех лет терапии в общей сложности было проведено 23 внутривенных трансфузии ADA-трансформированных Т-лифоцитов без видимых неблагоприятных эффектов. В результате лечения состояние пациентки настолько улучшилось, что она смогла вести нормальный образ жизни и не бояться случайных инфекций.

Столь же успешным оказалось лечение и других подобных пациентов, проводимое в США, Италии, Франции, Великобритании и Японии. Программа генотерапевтического лечения недостаточности по ADA модифицирована в настоящее время таким образом, что не в зрелые T-лимфоциты, а в их предшественники, в стволовые клетки костного мозга вводится генетическая конструкция, содержащая нормальный ген ADA. При этих условиях получают более пролонгированный эффект от каждой процедуры реинфузии. В развитых странах все дети с диагнозом недостаточности по ADA находятся на генотерапевтическом лечении. Недавно появилось сообщение о том, что первые пациенты с данной формой иммунодефицита, участвующие в клинических испытаниях программы генотерапии, имеют настолько хороший иммунологический статус, что уже в течение нескольких лет не нуждаются в повторных реинфузиях модифицированных клеток. Начаты клинические испытания генотерапии семейной гиперхолестеринемии, муковисцидоза, гемофилии В, болезни Гоше. В отношении нескольких десятков других моногенных заболеваний медицинские протоколы клинических испытаний находятся на стадии утверждения.

Целый комплекс программ генной терапии предложен для лечения злокачественных опухолей. Например, используется целенаправленное введение в опухолевые ткани "генов-самоубийц", продукция которых обладает цитотоксическим эффектом. Таким является ген тимидинкиназы вируса герпеса, так как тимидинкиназа обладает цитотоксическим эффектом только при взаимодействии с противовирусным препаратом ганцикловиром. Таким образом, можно прицельно ввести ген тимидинкиназы вируса герпеса в опухолевые клетки пациента, убедиться, что этот ген там присутствует и работает и после этого назначить больному ганцикловир. В результате будут разрушены генетически модифицированные опухолевые клетки больного, то есть произойдет своеобразное «вырезание» опухоли без ножа. Некоторые схемы генотерапии опухолей основаны на стимуляции с помощью генов противоопухолевого иммунитета. Во многих случаях генотерапия не исключает использования традиционных методов лечения злокачественных новообразований, но является очень мощным дополнительным средством.

Так, перспективными для генотерапии опухолей считаются:

- гены множественной лекарственной устойчивости, повышающие резистентность клеток к широкому спектру химических препаратов. Предварительное введение подобных генов в стволовые клетки костного мозга пациентов позволяет увеличивать дозы химиотерапевтических препаратов, применяемых при лечении опухолей;

- гены, обладающие радиопротективным эффектом - удается проводить более массированную лучевую терапию;

Основная сложность на пути развития и широкого практического внедрения программ соматической генотерапии - необходимость проведения многократных повторных процедур генетической модификации. При этом во многих случаях могут возникнуть реакции иммунологического отторжения на вводимые конструкции.

Сами вектора тоже не являются полностью безопасными и в редких случаях могут приводить к вспышкам инфекций, значительно усложняющим состояние больного.

Существуют и другие достаточно перспективные научные направления современной генотерапии. Однако в целом генотерапию можно рассматривать как одно из наиболее перспективных направлений молекулярной медицины будущего.

 

ПЦР в клинической практике

1. Диагностика инфекционных заболеваний

2. Обнаружение антибиотикорезистентности флоры

3. Диагностика наследственных и врожденных заболеваний пренатально

4. Доказательство отцовства и родства

5. Диагностика и мониторинг злокачественных новообразований

6. Обнаружение предрасположенности ко многим мультифакторным заболеваниям

7. и др.

Сиквенс, но секвенирование

Расшифровка первичной нуклеотидной последовательности

Секвенирование (sequencing) – это общее название методов, которые позволяют установить последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК. В настоящее время нет ни одного метода секвенирования, который бы работал для молекулы ДНК целиком; все они устроены так: сначала готовится большое число небольших участков ДНК (клонируется молекула ДНК многократно и «разрезается» в случайных местах), а потом читается каждый участок по отдельности.