Читать книгу "Дикие гены - Хельга Хофман-Зибер"

Есть еще ряд причин, по которым аденовирусы подходят на роль векторов. Они довольно легко поддаются размножению, а их геномы – изменениям. Аденовирусы эффективно и надежно доставляют генетические послания куда положено и имеют достаточно свободного места даже для крупных «посылок». Однако при выполнении своей работы они слишком бросаются в глаза (и это их самый большой недостаток). Другими словами, для нашей иммунной системы они представляются чем-то вроде тюнингованного автобуса с хромированными спойлерами, широченными шинами и яркой раскраской в виде золотых мишек по бортам. Тут уж незаметно не проскочишь. Поэтому иммунная система объявляет полную боевую готовность, когда такие автобусы в массовом порядке заезжают в организм, ревя моторами и гудя клаксонами.

В свою очередь, аденоассоциированные вирусы (ААВ) во всех отношениях ведут себя куда скромнее. Они намного меньше по размеру, чем аденовирусы, поэтому могут транспортировать лишь короткие отрезки ДНК. По сравнению с автобусами аденовирусов, ААВ – это маленькие двухместные спортивные автомобили неброской окраски, которые не поднимают по тревоге всю иммунную систему. У ААВ есть еще одно непревзойденное свойство: инфицировав клетку, они затаиваются и больше ничего не делают. Если бы Диоген был знаком с ААВ, то с удовольствием пригласил бы их погостить в своей бочке. Их можно сравнить с гостем на вечеринке, который весь вечер молча торчит в углу и только портит настроение всем остальным. Но именно поэтому специалисты по генной терапии считают аденоассоциированные вирусы идеальными посыльными: позвонили, вошли, отдали посылку – и все.

Поэтому нет ничего удивительного в том, что аденоассоциированные векторы пользуются в сфере генной терапии все большей популярностью. Замечательно и то, что их можно «натаскивать» на определенные типы клеток. Это, конечно, достаточно длительный и трудоемкий процесс, но при помощи терпения и некоторой доли везения удается получить векторы, доставляющие послания только в конкретные клетки. И это просто поразительно, особенно если учесть, что большинство служб по доставке, которые существуют уже значительно дольше и славятся своими традициями, обычно оставляют посылки, предназначенные для пятого этажа, внизу, возле входной двери подъезда.

Однако и аденоассоциированным, и аденовирусным векторам свойственна одна проблема: их послания, доставленные в клетку, после ее деления пропадают. Это объясняется тем, что дополнительный фрагмент ДНК всего лишь приклеивается к хромосоме, словно записка на клейком листке, и не удваивается при делении.

Но на помощь приходит другая группа вирусов – ретро-вирусы. Их использование в качестве векторов для генной терапии представляет большой интерес, поскольку после проникновения в клетку они встраивают свою наследственную информацию непосредственно в ее геном, и клетка несет ее по жизни как свою неотъемлемую часть (это что-то вроде того, как тетя Хедвиг стала постоянным членом нашей семьи, хотя сама считает, что приехала лишь с кратким визитом).

Одним из самых полезных вирусов этой группы оказался вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Поскольку ВИЧ не является воплощением бескорыстного стремления к улучшению мира и повышению благополучия человечества, то на первый взгляд это можно счесть неудачной шуткой. Но использование ВИЧ в качестве вектора вовсе не такая уж сумасшедшая затея. Перед тем как стать вектором, ВИЧ полностью очищается, из него извлекаются специфичные для него гены. Происходит даже переименование, и после всех процедур ему дают неприметное имя – лентивирусный вектор (как видите, векторам тоже приходится заботиться о своем имидже). И действительно, лентивирусные векторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими ретровирусными коллегами. В частности, они могут инфицировать клетки, находящиеся в состоянии покоя, то есть не делящиеся. Это существенно расширяет меню лентивирусных векторов, потому что далеко не все клетки организма подвержены частому делению.

Встраивая свой геном в хромосомы клетки-хозяина, лентивирусные векторы ведут себя более аккуратно. Ведь при всей эффективности генной терапии здесь не обходится без проблем. Многим вирусам в конечном счете абсолютно наплевать, в какое место генома клетки добавить свою информацию. Главное, что она доставлена внутрь клетки. Но легко представить, к какой беде может привести посылка, небрежно брошенная курьером службы доставки на горячую плиту.

В переводе на уровень клетки-хозяина это означает, что многие ретровирусы встраивают свой наследственный материал в область промотора, то есть в самый центр регулирования и управления. А ведь нарушение деятельности этого центра может привести к неконтролируемому росту клетки и, в экстремальном случае, к раку. В свою очередь, лентивирусные векторы, встраивая свой геном, избегают области промотора и не нарушают его функций.

Поэтому в настоящее время лентивирусные векторы играют в генной терапии все более значимую роль. Кроме того, они служат впечатляющим примером того, что даже отъявленные злодеи типа ВИЧ могут быть обращены в истинную веру, если с ними как следует поработать.

Однако право дебюта в сфере генной терапии лентивирусные векторы должны были уступить своему ретровирусному коллеге из царства животных, образованному от вируса лейкемии мышей. Шел 1990 год, и научный мир пребывал в эйфории от возможностей, которые сулила новая область генной терапии. Появление вирусных векторов стало инструментом, с помощью которого можно было втихомолку пронести недостающую наследственную информацию в клетки. Все горели желанием опробовать новый метод.

Гонку в конечном счете выиграл американский врач У. Френч Андерсон, осуществивший первое официально разрешенное лечение человека методом генной терапии. В классической манере первопроходца он шел к этому долгие годы каменистыми тропами бюрократических согласований. Его целью было лечение тяжелого комбинированного иммунодефицита (ТКИД) – редкого наследственного заболевания. Иммунная система пациентов в значительной степени выведена из строя, и даже малейшая инфекция может иметь тяжелые последствия – вплоть до смертельного исхода. Причиной заболевания является дефицит лимфоцитов – важных иммунных клеток, функция которых состоит в целенаправленном распознавании возбудителей болезней. Лимфоциты – это белые кровяные тельца, производством которых занимаются кроветворные стволовые клетки костного мозга.

Детям, появившимся на свет с ТКИД, необходимо как можно скорее пересадить костный мозг от здорового донора, чтобы наладить производство здоровых лимфоцитов. К сожалению, найти подходящего донора удается не всегда, и тогда остается только изолировать маленьких пациентов, чтобы как можно лучше оградить их от инфекций. Если же они все-таки заболеют, используется заместительная иммунотерапия. Такое лечение можно сравнить с пластырем, который приносит какое-то облегчение, но не способен повлиять на причину ТКИД.

Печальную известность приобрел «мальчик в пузыре» – Дэвид Веттер из Техаса. Дэвид страдал ТКИД и с самого рождения в 1971 году жил в стерильной пластиковой оболочке вплоть до того момента, когда в возрасте двенадцати лет ему была сделана пересадка костного мозга. К сожалению, вместе с клетками, которые должны были вернуть ему здоровье, в организм попал вирус и Дэвид умер спустя четыре месяца после трансплантации.