Первые попытки лечения моногенных заболеваний

Мутации появляются по стохастическим (случайным, вероятностным) законам, и каждое поколение платит за их появление ростом генетического груза, самым очевидным проявлением которого являются наследственные болезни. До сих пор полное излечение больных с наследственными недугами практически невозможно, однако уже получены первые обнадеживающие результаты применения методов генной инженерии.

Первые попытки лечения моногенных заболеваний с использованием методов генной инженерии были предприняты в 1989 г. Генная терапия наследственных и ненаследственных (инфекционных) заболеваний состоит в введении генов в клетки пациентов для исправления генных дефектов или придания клеткам новых функций.

Главные трудности при этом представляют эффективная доставка (трансфекция), или трансдукция, чужеродного гена в клетки-мишени и создание условий как для длительного существования его в клетках, так и для полноценной работы гена (его экспрессии).

Трансфекцию проводят с использованием чистой ДНК, встроенной (легированной) в соответствующую плазмиду, комплексированной с солями, белками, органическими полимерами, липосомами или частицами золота, или ДНК в составе вирусных частиц, предварительно лишенных способности к репликации.

В зависимости от способа введения экзогеных ДНК в геном пациентов генную терапию проводят либо в культуре клеток (in vitro), либо непосредственно в организме человека (in vivo).

При клеточной генной терапии, или терапии вне организма (ех vivo), выделяют и культивируют специфические типы клеток пациента, вводят в них чужеродные гены, отбирают трансфецированные клетки и вводят их тому же пациенту. В настоящее время в большинстве случаев генной терапии используют этот подход.

Генная терапия in vivo основана на непосредственном введении клонированных и определенным образом упакованных последовательностей ДНК в ткани больного.

Стандартная схема проведения генокоррекции наследственного дефекта состоит из следующих этапов:

1) создание полноценно работающей (экспрессирующейся) генетической конструкции, содержащей кодирующую белок (смысловую) и регуляторную части гена;
2) выбор вектора, обеспечивающего качественную доставку гена в клетки-мишени;
3) оценка эффективности коррекции дефекта в условиях клеточных культур (in vitro) и на модельных животных (in vivo).

Только после выполнения всех этапов этой схемы можно переходить к программе клинических испытаний.

В 1990 г. четырехлетней девочке с наследственным иммунодефицитом, вызванным мутацией в гене аденозиндезаминазы (ADA), ввели ее собственные предварительно изолированные и трансформированные лимфоциты. Трансформация лимфоцитов вне организма (ех vivo) осуществлялась введением в них гена ADA с геном neo и ретровирусный вектором. Для поддержания лечебного эффекта процедуру проводили несколько раз с интервалом 3–5 месяцев. За 3 года ребенку провели 23 внутривенные трансфузии ADA -трансформированных Т-лимфоцитов. Успех превзошел ожидания – девочка смогла вести нормальный образ жизни, не опасаясь случайных инфекций. Успешно прошло лечение и второй пациентки с этим заболеванием. В настоящее время проводятся клинические испытания генной терапии этого заболевания в Италии, Франции, Великобритании и Японии.

Для лечения наследственной семейной гиперхолистеринемии (моногенная болезнь, обусловленная мутацией гена-рецептора липопротеина низкой плотности (ЛПН), успешно использовали ретровирусные векторы, несущие нормальные рецепторы ЛПН. У таких больных очень высокий уровень холестерина в сыворотке крови, что приводит к раннему атеросклерозу и инфаркту миокарда. После введения пациенту модифицированных клеток его печени через портальную вену уровень холестерина у него снизился на 10–15% и сохранялся в течение более 18 месяцев на низком уровне.

Одновременно с развитием исследований в области генокоррекции наследственных дефектов начата работа по разработке методов терапевтического использования смысловых (кодирующих последовательностей ДНК), для лечения ненаследственных кодирующих последовательностей ДНК т.е. для лечения ненаследственных заболеваний (главным образом, злокачественных и вирусных инфекций). Большинство из них вполне пригодны и для борьбы с такими инфекционными заболеваниями, как СПИД (ВИЧ-инфекция).