Человек редактированный, или Биомедицина будущего

В общем-то, произошел несчастный случай, но если мы хотим применять генную терапию, то должны гораздо лучше знать особенности индивидуальных геномов, чтобы не возникали неожиданные побочные последствия.

Несмотря на все «недетские» проблемы первоначального периода, генная терапия продолжала интенсивно развиваться. В 2009 году авторитетный научный журнал Science назвал успех генной терапии одним из величайших достижений первого десятилетия XXI века.

Какие же конкретные достижения генной терапии дали основание для такого лестного вывода? Первое из них — устранение генетического заболевания под названием амавроз Лебера, главным симптомом которого является полная слепота с детства.

Врожденный амавроз Лебера

Глаз человека имеет удивительное строение. Он чем-то похож на фотоаппарат или камеру смартфона, у которых есть фотопленка или светочувствительная матрица, где формируется изображение. В фотопленке светочувствительными элементами были зерна серебра, а в современном смартфоне их аналогами являются фотодиоды — маленькие элементы из кремния или другого полупроводника. Фотодиоды преобразуют световой импульс в электрический и передают его дальше — для программной обработки изображения.

А у нас в глазу находятся светочувствительные клетки (фоторецепторы), которые вместо серебра или кремния содержат особые белковые структуры — диски, уложенные один на другой, как стопка монет. Когда на верхний диск попадает квант света, начинается химическая реакция, которая преобразуется в электрохимический импульс. Именно так элемент изображения попадает в нашу центральную нервную систему — в мозг, где происходит обработка полученных сигналов.

К сожалению, эти диски, как и зерна серебра в фотопленке, расходуются по мере использования. Для здорового организма в этом нет ничего страшного, так как на смену израсходованным дискам, подпирая их снизу, поднимаются вновь синтезированные такие же белковые структуры. Однако прежние диски необходимо утилизировать должным образом, ведь если подобный «мусор» оставлять в клетке или выбрасывать наружу, то с годами пробиться через эту преграду не сможет никакой свет. Поэтому рядом с клетками-фоторецепторами расположены клетки пигментного эпителия сетчатки — профессиональные мусорщики! Они энергично поглощают сброшенные фоторецепторами использованные диски. Если же эти белковые диски по какой-то причине не уничтожаются как мусор, фоторецепторные клетки либо не развиваются, либо деградируют.

Одна из форм редких наследственных болезней глаз получившая название амавроз. Лебера, как раз связана с тем, что имеется мутация в гене RPE65 (от слов retinal pigment epithelium

— пигментный эпителий сетчатки). Именно он ответствен за развитие и функционирование профессиональных мусорщиков — клеток пигментного эпителия сетчатки. Если имеется мутация в гене RPE65, то человек не будет видеть с ранних лет, поскольку биологический мусор накапливается, и это приводит к гибели всех светочувствительных клеток глаза. Что же делать?

Именно с решением этой проблемы связан, по мнению журнала Science, первый большой успех генной терапии. В качестве вектора исследователи решили взять аденоассоциированный вирус, поскольку он легко проникает в слизистые и, в отличие от аденовируса, может встраиваться в хорошо известный участок генома клетки. Мы же хотим, чтобы исправный ген остался в клетке на всю жизнь! Для этого генетики путем генно-инженерных манипуляций встроили в вектор ген RPE65 и ввели полученный препарат, позже названный Люкстурна (Luxturna), в глаза больным амаврозом Лебера.

Первые шаги в новом направлении были сделаны еще в начале 2000-х, а в 2009 году в журнале Science были опубликованы сообщения о первых значительных успехах в рамках этого исследования. Собственно говоря, это были результаты первой фазы клинических исследований. Около десятка пациентов получили инъекцию генного терапевтического препарата, содержавшего нормальный ген RPE65, и больше чем в половине случаев это привело к появлению зрения на уровне различения предметов. Больные избавились от полной слепоты, впервые увидели мир и смогли самостоятельно передвигаться по улицам и обслуживать себя. Это было очень большим достижением генной терапии, и в 2017 году в США (чуть позже и в Великобритании) препарат Люкстурна был зарегистрирован и одобрен для лечения наследственной дистрофии сетчатки глаз.

К сожалению, лечение подходит не всем. Требуется большая и долгая индивидуальная подготовительная работа. Первое условие успеха — пациенты должны быть достаточно молодыми (лучше детьми), потому что с возрастом клетки, в которых должен работать ген RPE65, погибают, а вместе с ними и фоторецепторы. Чем дольше длится заболевание, тем меньше шансов восстановить зрение.