Генная терапия: как работает один из самых фантастических методов лечения

12.11.202312.11.2023 Редактор Чудо техники

Один из самых фантастических методов лечения, которые есть в современной медицине — это генная терапия. Когда порой всего одна инъекция препарата вносит изменения в ДНК больного и меняет запрограммированный природой негативный ход событий! Как это возможно и что уже так лечат?

Пятилетняя Индира — очень активная девочка. Никогда не сидит без дела, даже занимается балетом. Но многие движения даются ей с трудом: держать предметы и ловко управлять ими сложно. Руки сковывают плотно намотанные бинты. Она — «ребёнок-бабочка». Так называют больных буллёзным эпидермолизом. Это редкое генетическое нарушение, при котором кожа на определённых участках становится сверхранимой, травмируется от малейшего прикосновения — как бабочкино крыло. Даже одежду Индире приходится носить наизнанку, швами наружу. На теле образуются ещё и волдыри, которые нужно постоянно вскрывать.

Заболевание врождённое и связано с мутацией определённых генов. Всё, что могут родители и врачи — ежедневно обрабатывать кожу — это помогает избежать инфекций. На одну перевязку уходит около трех часов и бесчисленное количество бинтов, заживляющих мазей и повязок. И, конечно, стоит всё немалых денег.

Ещё недавно лечения не существовало, но последние новости и правда дают надежду! В США одобрили к использованию первый в мире гель для лечения детей-бабочек. В его составе ген, который отвечает за выработку коллагена — белка, укрепляющего внешний и средний слои кожи. Такой подход радикально решает проблему!

Вообще, замена дефектного гена или добавление нового в организм сулит исцеление во многих пока ещё безнадёжных ситуациях. Проблема, правда, в том, что наше тело не очень-то хочет менять состав своей ДНК (пытается сохранить постоянство), и приходится его обманывать. Учёные придумали, например, для доставки использовать «курьеров» — чаще всего в виде вирусов. Именно они несут нужный ген, например, в геле для »детей-бабочек».

Вирус ещё и »обезоруживают…, убирая из его генома способность вызывать болезнь. И, наоборот, туда встраивают «посылку» для организма — как бисер нанизывают нужную последовательность нуклеотидов и помещают этот ген внутрь оболочки (капсида) подобревшего вируса. Попадая к пациенту, посыльный пользуется своим врождённым умением проникать в клетки (он же в прошлом был заразным) и оставляет там спасительный участок ДНК.

Звучит всё это несложно, но каждый из описанных этапов стал результатом многолетних разработок. Поэтому и стоимость у такого лечения заоблачная — доходит до нескольких миллиардов рублей! До клинической практики уже дошли несколько препаратов. В некоторых случаях их закупает государство, но всё равно родители регулярно заявляют о ситуациях, когда собирать деньги приходится с миру по нитке.

В семье Гармаевых из Бурятии дочка Адиса родилась со спинальной мышечной атрофией, сокращённо СМА. При этой болезни не хватает гена, который нужен для выживания моторных нейронов, участвующих в сокращении мышц. Такие дети быстро теряют способность даже сами глотать и пережёвывать еду, а иногда и дышать.

В 2021 году Адисе могли только каждые ветыре месяца делать укол с препаратом, на время увеличивающим содержание в организме недостающего белка. Стоимость одной ампулы составляла больше 5.5 миллионов рублей. Заветную коробку можно получить бесплатно, но есть очередь (которая для многих смерти подобна), а собирать регулярно такие деньги самим очень сложно.

Поэтому, чтобы спасти ребёнка, Гармаевы решились на лечение новейшим на то время геннотерапевтическим препаратом. Его разрабатывали больше 20 лет, и он обещал спасти всего одной инъекцией — правда, стоившей 150 миллионов рублей! За 2.5 месяца нужную сумму удалось собрать и сделать ту самую инъекцию. Сейчас с её момента прошло два года. И маленькая Адиса уже не проводит всё время в кроватке, а может вставать, держать голову и играть!

Адисе сделали укол на седьмом месяце жизни, но болезнь уже успела «наследить» — искривилась грудная клетка, появился сколиоз, и мышцы пока ещё очень слабые. Зато в организме теперь есть недостающий ген, а с ним и надежда. Увы, не всегда такое лечение проходит гладко. У препаратов генной терапии огромный список побочных действий. Известны даже случаи образования злокачественных опухолей.

Были и смертельные случаи. В 2022-м в России и Казахстане два ребёнка, получившие такой же швейцарский препарат от спинальной мышечной атрофии, скончались. Причиной стала острая печёночная недостаточность, которая указана в списке возможных побочных действий — потому что вирус-доставщик гена заражает именно печень. И если с ней и без того есть проблемы, то лечение может и убить.

Учёные, впрочем, уже ищут решение. Компания из Петербурга пытается создать свою версию препарата от СМА, сделав его безопаснее и эффективнее. Синтетический ген в лаборатории создают по фрагментам — нуклеотидам. Это долго. Ген собирают по кусочкам, и потом детали соединяют, как конструктор. О стоимости отечественной разработки пока говорить рано — она ещё на стадии клинических исследований.

В той же лаборатории создают свои версии самых дорогих лекарств в мире — голландского и американского, в пересчёте их стоимость достигает трёх миллиардов рублей! Они спасают от разных форм «царской болезни» — гемофилии. Её, например, получил от своего предка — британской королевы Виктории — сын последнего российского императора царевич Алексей.

Мутация нарушает выработку элементов свёртывающей системы, и любая травма приводит к долгому кровотечению. Единственным лечением до недавнего времени был пожизненный приём недостающих компонентов. Теперь есть генетическое лекарство, но стоят препараты невероятных денег, потому что в этом случае у учёных нет возможности взять из природы и ген, и то, во что его завернуть для отправки.

Создавая такой отечественный препарат, учёные тоже должны собрать ген с нуля, сделать его компактным и придумать, как доставить в клетку всё равно большую конструкцию. Приходится бесчисленное количество раз синтезировать участок ДНК и вирус. Кстати, в разных странах тестируют и другие способы доставки генов в организм. Так, разработчики из Саратова предлагают не посылать «курьера», а вводить препарат в клетки в пробирке.

Главное здесь — наночастицы золота в форме звёздочек. При воздействии лазера их острые шипы нагреваются и прокалывают клетки, но не насмерть, а только так, чтобы проникли собранные ДНК-конструкции. Технологию предстоит ещё отработать и придумать, как потом перемещать клетки в организм.

Уже применяется на практике другая альтернатива вирусам — подсмотренная у бактерий плазмида — кольцевая нить ДНК. В таком закрученном виде в организм путём инъекций доставляют, например, ген, который стимулирует рост сосудов. Это важно пациентам с ишемией нижних конечностей, когда из-за атеросклеротических бляшек нарушается кровоток. Одна ампула препарата, созданного в России, стоит 108 тысяч рублей. И такое лечение спасает некоторых пациентов от ампутации.

А от слепоты, возникшей из-за пигментного ретинита, скоро поможет совместная разработка учёных из Британии и США. Генная терапия, восстанавливающая зрение, уже прошла клинические испытания и одобрена к применению. А в Калифорнийском университете в Сан-Диего нашли способ доставить в организм ген, отвечающий за сохранение и рост новых нейронов. Там уже начали исследования на пациентах с болезнью Альцгеймера. И буквально на днях впервые с помощью генной терапии удалось победить одну из форм врождённой глухоты у детей. Неизлечимого благодаря этой технологии становится всё меньше! И если удастся наладить массовое производство, удешевив такие лекарства, на себе это почувствуют многие, а не единицы счастливчиков, как сейчас.

Благодарим за помощь в подготовке сюжета:

Международную инновационную биотехнологическую компанию полного цикла Biocad за содействие в организации съёмок на территории научных лабораторий и производства.
Институт общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН за помощь в организации съёмок.
Пылаева Тимофея Евгеньевича, кандидата биологических наук, за познавательную беседу о золотых наночастицах
Киселёва Сергея Львовича, доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией эпигенетики, за помощь в создании сюжета.
Саратовский государственный медицинский университет им. В. И. Разумовского за взаимодействие и помощь в организации съёмок.
Гармаевых Дариму и Арсалана, родителей Адисы Гармаевой (проходящей лечение СМА), которым удалось собрать 150 миллионов рублей на препарат «Золгенсма» для лечения дочки.
Мутигулиновых Эльмиру и Индиру за участие в съёмках и рассказ о том, как специальные средства помогают при буллёзном эпидермолизе.