Человек редактированный, или Биомедицина будущего

В предыдущей главе мы рассмотрели способы использования генов человека в бактериях или культурах клеток млекопитающих вне организма, чтобы синтезировать белки, которые могут быть использованы для разных целей. Например, есть люди, у которых нужный белок не производится самим организмом в необходимом количестве, потому что какой-то ген не работает вообще или работает недостаточно активно. Этим пациентам можно вводить соответствующий белок, синтезированный вне организма, и такая заместительная терапия позволит им вести более или менее нормальный образ жизни.

Возникает естественный вопрос: почему бы вместо заместительной терапии не исправить работу генов, которые находятся внутри организма?

В общем виде задача выглядит так: ДНК и гены — это осмысленный текст, с которым можно работать, то есть брать большой кусок какого-то гена, прикреплять к нему другой кусок генетического текста (называемый регуляторной последовательностью), и все это вместе вводить в определенные клетки организма, чтобы оно попало туда, куда нужно, а главное — стало работать. Но как это сделать?

Если посмотреть на достижения цивилизации, то синтетических открытий[6] типа теоремы Пифагора или теории относительности Эйнштейна было сделано не так уж много. Люди не столько изобретают нечто «из головы», сколько видят, как это устроено в природе, и потом немножко по-другому используют для собственных нужд. Возьмем, например, аденовирусы, с которыми каждый из нас сталкивается ежегодно, а то и по нескольку раз в году. Вдруг запершило в горле, потекло из глаз, из носа, а через два-три дня все прошло. Скорее всего, причиной была аденовирусная инфекция, так как этот вирус очень легко проникает в клетки слизистых оболочек глаз, носа и верхних дыхательных путей.

Цитомегаловирус, напротив, инфицирует преимущественно эпителиальные клетки легких, печени, кишечника, почек, мочевого пузыря, молочных и слюнных желез, половых органов.

Существуют ретровирусы, которые очень эффективно инфицируют другие специализированные клетки, в том числе клетки крови, включая также входящие в ее состав стволовые клетки. Одним из таких ретровирусов является хорошо известный вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).

Но теперь, когда мы узнали, какие вирусы есть, какие клетки они предпочитают, каков механизм инфицирования и вирусного размножения, давайте попробуем использовать эти знания, чтобы сделать искусственный вирус. Он должен эффективно заражать нужные нам клетки, нести гены, нужные нам, а не вирусу, и при этом не должен в этих клетках размножаться. Такие искусственные генетические конструкции на основе биологических молекул получили название вектор.

ЧТО ТАКОЕ ВЕКТОР

Вспомните математику: там вектор это направленный отрезок, а в генетике, молекулярной биологии и сегодняшней биомедицине вектор — это биологическая молекула, которая направленно может что-то доставлять в определенный тип клеток или тканей. Это тот «паровозик», который протаскивает нужный нам терапевтический материал в нужное время в нужное место и заставляет его работать. Вектором (то есть несущим) он называется потому, что обеспечивает направленность доставки терапевтического средства. Слово «вектор» очень часто используется и в фармакологии, где оно тоже означает некий носитель, позволяющий осуществить направленную доставку лекарства. В случае генной терапии вектор — это сопутствующая генетическая последовательность (чаще всего молекула ДНК), которая обеспечивает терапевтический эффект внедряемого нами лечебного гена. Векторы не обязательно должны быть вирусами, но вирусные векторы очень эффективны.