Генотерапия. Борьба с раком.

Просмотров: 1 756 2-12-2015, 16:09 Медицина и здоровье / Разное 0 комментариев

В нашей сегодняшней статье:Генотерапия. Борьба с раком.

ГЕНОТЕРАПИЯ — МЕДИЦИНА БУДУЩЕГО

После того как генетики научились искусственно переносить гены от одного организма к другому, появилась реальная возможность не только создавать новые организмы с полезными свойствами, но и исправлять «генетические дефекты», в том числе и у человека. Медицине в наше время известно огромное количество заболеваний, которые передаются по наследству, вылечить которые не представляется возможным, если использовать современные методики. Генетики уже внесли огромный вклад, чтобы решить эту проблему и разработали специальные диагностические установки, которые позволяют на ранней стадии беременности обнаружить генетические отклонения и аномалии. Всё это дает возможность выявить малейшие отклонения и предотвратить роды. Однако, несмотря на это, некоторая часть (пусть и самая минимальная) всех новорожденных детей, всё же имеют генетическую аномалию, которая может привести к физическому и умственному нарушению и даже к смерти ребёнка. Почему бы ученым не попробовать лечить «больные» гены с помощью введения пациентам «здоровых» генов?

Еще в 1989 году в Америке впервые предприняли попытку применить генотерапию для лечения ТКИД. Это очень редкое наследственное заболевание (из 100000 новорожденных в среднем только один ребенок страдает ТКИДом) вызвано мутацией одного гена (ученые называют его геном аденозиндезаминазы, или ADA), в результате резко снижается естественный иммунитет человека, и ребенок может умереть от любой простуды или малейшего инфекционного заболевания.

Четырехлетней девочке, страдающей ТКИДом, были пересажены её собственные лимфоциты, предварительно «исправленные» в пробирке «нормальным» геном ADA. За три года лечения этой девочке переливали генетически модифицированные лимфоциты 23 раза, в результате чего ее состояние настолько улучшилось, что она смогла вести обычную жизнь и не бояться каких-либо инфекций. Таким же же успешным оказалось и лечение другой пациентки с этим заболеванием. В наше время клинические испытания генной терапии подобного заболевания проводятся в Европе и Японии и Китае. Всего же к 2000 году во всем мире генная терапия была применена по отношению более чем к 3000 пациентам, страдающим 175 различными заболеваниями; в большинстве случаев это были больные различными формами рака, а также СПИДом.

Существует множество способов доставки «здорового» гена в геном больного. Один из самых распространенных подразумевает использование генетически измененных ретро-вирусов. Ретровирус — это вирус, содержащий в качестве носителя наследственной информации молекулу РНК. Когда вирусная частица попадает в ядро клетки-хозяина, на основе её РНК синтезируется молекула ДНК (этот процесс называется обратная транскрипция), несущая информацию о вирусных белках. В организме хозяина вирусная ДНК многократно копируется и начинает синтез вирусных белков — так происходит размножение вирусной частицы. Но самое замечательное свойство ретровирусов заключается в том, что они способны «захватывать» участки ДНК одного хозяина и переносить их в геном другого. Теперь понятно, почему на основе ретровирусов удобно создавать искусственные частицы для переноса генов: если вирус лишается собственного генетического материала, а на его место вводят необходимый ген, то такой модифицированный вирус способен «заразить» больного «здоровым» геном.

Приведем еще несколько примеров возможного применения генотерапии в медицине. Так, схожий прием использовали для лечения «семейной гиперхолестеринемии». Как следует из названия этой болезни, она связана с накоплением в крови вредного вещества — холестерина — и ведет к развитию инфарктов уже в детском возрасте. А вызвано это страшное заболевание генной мутацией, в результате которой в клетках печени не вырабатывается особый белок, связывающий холестерин. Для лечения болезни у больного отсекли часть печени, в клетки печени в лабораторных условиях встраивали «здоровый» ген, а затем вводили их назад в печень, через кровеносные сосуды. С помощью генотерапии можно вылечить и другое наследственное заболевание — гемофилию. Мы уже знаем, что эта болезнь, передающаяся только по материнской линии, вызвана отсутствием в крови одного белка-фермента, участвующего в процессах свертывания крови. Медики вводили ген этого фермента в клетки кожи пациентов, а потом пересаживали больным гемофилией. Но ученые и доктора пока не могут добиться длительной жизни пересаженных клеток — они рано или поздно отторгались иммунной системой больного. Лишь совсем недавно начали появляться сведения, что американским учёным все-таки удалось успешно сделать пересадку генетически измененные клеток детям, страдающим гемофилией В. Но самый распространенный тип гемофилии — гемофилия А до сих пор считается неизлечимым.

Некоторые методы генной терапии пока опробованы только на лабораторных животных. Так, при лечении мышей, больных серповидно-клеточной анемией, использование генетической терапии в одном случае привело к многократному уменьшению количества серповидных клеток, тогда как в аналогичном случае эти клетки полностью исчезли. Удалось вылечить мышей и от гемофилии. В этом случае у подопытных животных нормальный ген фактора VIII (белок, отсутствие которого и вызывает гемофилию) встраивали в ДНК клеток костного мозга — органа, отвечающего за образование клеток крови.

Несмотря на то, что генотерапия применяется в медицине уже более 10 лет, она до сих пор остается «экзотическим» методом лечения, который недоступен, к сожалению, для всех больных. Исследователям еще придется проделать огромную работу, прежде чем можно будет праздновать победу медицины над опасными недугами. Однако обнаружение все новых и новых «генов заболевания», и работа над усовершенствованием методик доставки здоровых генов в организм больного приводят к тому, что данный метод лечения всё глубже проникает во все области медицины.

Можно сказать, что перспективы генотерапии, просто фантастичны. Так, к 2014 году будут установлены механизмы возникновения почти всех видов рака. К 2014-2015 году завершится разработка препаратов, предотвращающих рак.

Как победить рак.

По данным мировой статистики после сердечно-сосудистых заболеваний рак занимает второе место среди причин смерти людей. Хотя в последние десятилетия разработано множество новых способов борьбы с этим тяжелейшим недугом, которые позволили резко снизить смертность от большинства форм рака, некоторые проявления этой болезни до сих пор практически не поддаются лечению. Поэтому неудивительно, что поиском лекарства от рака заняты тысячи ученых во всем мире; есть среди них и специалисты-генетики.

Дело в том, что некоторые формы рака относятся к уже известным нам мультифакторным наследственным заболеваниям и определяются изменениями (или, говоря научным языком, мутациями) различных генов. Это не означает, что рак обязательно будет передаваться по наследству, но вероятность заболеть раком для людей, у которых в роду отмечались раковые заболевания, значительно выше. Так, совсем недавно обнаружили особый ген (его назвали K-ras), мутация которого вызывает рост клеток, который не контролируется и, как следствие, образуется раковая опухоль. Исследования показали, что данная мутация обнаруживается в 90% всех типов рака и является причиной злокачественных новообразований. Но ведь если точно известен ген, отвечающий за возникновение опухоли, значит, можно его «выключить»!

Американские ученые научились лечить рак поджелудочной железы (правда, пока только у животных) с помощью генетической модификации гена K-ras. Рак поджелудочной железы — это можно сказать самое страшное из всех типов раковых заболеваний, от которого нет лекарств. Только в США каждый год заболевают примерно сорок тысяч человек, большинство из них вскоре умирают. В геном лабораторных мышей, больных раком поджелудочной железы, вводили небольшой участок ДНК, подавляющий активность этого гена. Одновременно животным вводили еще один ген (его назвали mda-7), кодирующий белок, который необходим для уничтожения различных типов раковых клеток. В результате не только прекращалось образование новых раковых клеток (за это отвечает ген K-ras), но и уничтожались клетки, возникшие до начала лечения (это «работа» гена mda-7). Такое двухступенчатое лечение позволило полностью победить рак поджелудочной железы у животных в лабораториях. Сейчас учёные разрабатывают способ одновременной доставки этих генов в клетки человеческого организма для проведения успешной генной терапии.

Конечно, рак поджелудочной железы — это лишь одна из многочисленных разновидностей страшной болезни, «терроризирующей» человечество. Но ученые не оставляют надежды, что будут обнаружены похожие гены, «отвечающие» за возникновение других форм рака. Так, совсем недавно исследователи выяснили, что больше половины случаев рака груди и около половины случаев рака легких также вызывается мутацией особого гена (его назвали DBC2). Значит, в ближайшем будущем можно будет надеяться на победу и над этими формами рака.

Американские и английские ученые разрабатывают и другой способ борьбы с раковыми опухолями. Суть его заключается не в изменении самого гена, а в блокировании его работы. Для этого исследователи вводят в пораженные ткани животных короткие молекулы РНК, которые могут уничтожать продукты работы вредоносных генов и вызывать гибель раковой клетки. К настоящему времени показана высокая эффективность этого подхода при лечении. рака шейки матки мышей. Более того, ученые считают, что этот метод (его назвали «РНК-интерференция») поможет победить не только рак, но и «чуму XXI века» — СПИД.