Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Итак, изучив геномы модельных организмов, изолированных популяций и чрезвычайно старых людей в поисках намеков на способы прожить дольше, как мы могли бы использовать эти знания? Традиционный способ заключается в разработке лекарств, имитирующих эффект благотворного генетического изменения. В случае с PAI-1, например, из рассказа об амишах старого обряда кажется, что нам не нужно такое большое количество этого гена в нашем теле, как обычно. Таким образом, ученые ищут препараты, которые ингибируют PAI-1, молекулы, которые будут склеивать белок и мешать ему выполнять свои функции. Один препарат, разрабатываемый в настоящее время, улучшает течение диабета и жировой болезни печени у мышей с избыточным весом, а также снижает уровень холестерина в крови, и прошел предварительные испытания на безопасность при применении на людях.

Создание лекарств, которые препятствуют действию определенных белков, является классическим способом использования открытий в генетике и стало основой многих медицинских прорывов за последние несколько десятилетий. Однако есть и более радикальный подход – генная терапия. Генная терапия – это идея, что мы можем пойти и изменить ДНК: напрямую добавить новые гены, удалить те, которые нам не нужны, или заменить дефектные лучшими альтернативами.

Генная терапия может иметь более постоянный эффект, чем лекарства: если ДНК «интегрирована» в геном, она будет оставаться там бесконечно долго, и нет необходимости принимать лекарство каждый день. Она также имеет потенциал для уменьшения количества побочных эффектов. Лекарства часто будут иметь «нецелевые» эффекты в дополнение к целевым, вмешиваясь в работу белков или процессы, для которых они не предназначены. Генная терапия для одного гена по определению будет влиять только на сам ген. И, хотя изменения одного гена, конечно, способны вызвать более серьезные побочные эффекты, этот метод вполне может нанести меньший ущерб, чем лекарство, поражающее несколько белков и сигнальных путей одновременно.

К сожалению, генная терапия в применении к взрослым организма – затруднительное дело. Первая проблема заключается в том, чтобы поместить новые гены и механизмы редактирования в потенциально триллионы клеток. У нас еще нет инструментов для надежного редактирования каждой клетки человеческого тела, так что, если предложенный метод опирается на универсальность, это плохая новость. Наиболее распространенными «векторами» для вставки ДНК являются вирусы, чей способ действия заключается во внедрении собственной генетической информации в наши клетки для получения копий самих себя. Если вы удалите вирусные гены и замените их тем, который хотели бы вставить, вирус любезно доставит его вместо своего. Однако наша иммунная система всегда находится в поиске вторгающихся вирусов и иногда может слишком остро реагировать. К смерти Джесси Гелсинджера в 1999 году привел именно неадекватный иммунный ответ на вирусный вектор, а не сама генная терапия. Джесси был 18-летним подростком, который участвовал в одном из первых испытаний генной терапии на людях, но умер через четыре дня. Эта трагедия нанесла огромный ущерб репутации всей отрасли. Существует также вероятность изменения неправильного фрагмента ДНК и, как всегда, риск развития рака, если в каком-то аспекте редактирования генома что-то не задастся.

Однако в редактировании генов делаются огромные успехи как потому, что это очень полезно для ученых, проводящих эксперименты в лаборатории, так и потому, что оно обладает огромным терапевтическим потенциалом. Технология под названием CRISPR попала в заголовки газет. И Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Даудна получили за ее разработку Нобелевскую премию в 2020 году в области химии, потому что она делает редактирование генов более точным и гораздо более дешевым и уже нашла свой путь в испытаниях на людях для лечения болезней. До сих пор она ограничивалась внесением изменений вне тела, что означает, что модифицированные клетки можно проверить на безопасность, прежде чем поместить обратно в пациентов. Также научное сообщество оптимистично смотрит на применение аденоассоциированного вируса, который использовался для доставки теломеразы взрослым мышам (мы говорили об этом в предыдущей главе), благодаря его способности уклоняться от иммунной системы и обеспечивать полезную нагрузку на ДНК, которая не «интегрируется» в геном, снижая риск развития рака. Существует несколько одобренных методов лечения ААВ, и еще сотни сейчас испытываются на людях.

Заразработку технологии редактирования генов CRISPR Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Даудна получили в 2020 году Нобелевскую премию.