ИДЕАЛЬНОЕ ЛЕКАРСТВО ЛЕЧИТ ПРИЧИНУ БОЛЕЗНИ, А НЕ ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ. Согласны?
Для этого придется «хакнуть» природу и исправлять созданные ей ошибки буквально внутри клетки и организма, используя её собственные инструменты.
Генная и клеточная терапия – два кита медицины будущего. Зная, что делает каждый винтик в системе, можно подменить сломавшийся, и – вуаля - механизм функционирует, как ни в чём не бывало. Вот только винтики – это отдельные клетки или даже гены. Ювелирная работа, требующая тщательной подготовки!
Многие заболевания человека – следствие поломки одного-единственного гена. Спинальная мышечная атрофия – пример такой болезни. Дефект в гене SMN1, необходимом для выживаемости моторных нейронов, приводит к их постепенной гибели. Нет нейронов – нет работы мышц, а вместе с ними и функционирования жизненно важных органов. Человек постепенно теряет способность не только двигаться, но и дышать. Раньше идея добавить здоровый ген вместо дефектного казалась фантастикой – сейчас же один укол препарата, содержащего генетическую конструкцию с «правильным» геном, спасает жизнь.
Что же произошло? Ученые подсмотрели у природы варианты, как можно внедрить ген в клетку и, мало того, заставить его работать. Еще в 1972 году стало понятно, что бактерии умеют делиться друг с другом кусочками генетической информации, перекидывая её от клетки в клетку с помощью небольших кольцевых молекул ДНК – плазмид. Дело за малым: молекулярными ножницами добавить в плазмиду нужную нам информацию и заставить человеческую клетку её проглотить и использовать.
С направленным заражением клеток отлично справляются вирусы. Аденовирусы, лентивирусы, ретровирусы - не только возбудители неприятных болезней, но и удобные спецагенты, передающие нужную генетическую информацию внутрь клетки. Не всё так просто: много лет понадобилось для того, чтобы эти вирусы приручить, удалив у них «рога и копыта» (белки, участвующие в развитии болезни) и сохранив способность переносить вверенную им генетическую информацию (например, здоровый ген) и внедряться внутрь клетки. Уже создан целый зоопарк вирусов, способных стать основой лекарства. Первые ласточки превратились в новейшие генные терапевтические препараты, остальные же продолжают испытываться и совершенствоваться. Кстати, вакцины от коронавирусной инфекции Спутник V и Спутник Лайт – это тоже генетически модифицированные вирусы, в которые вставлен ген поверхностного белка коронавируса SARS-CoV-2. Аденовирусы внедряются в клетки организма, коронавирусный белок начинает в них синтезироваться и вызывать иммунный ответ. В результате в организме появляются антитела, способные защитить от заражения настоящим коронавирусом.
Не вирусом единым… В арсенале биомедицины будущего много других способов доставки генетического материала внутрь клетки. Например, наночастицы, состоящие из плазмиды с нужным геном и веществом-«проводником», например, липидами или поликатионами – положительно заряженными частицами, которые «прилипают» к собственной мембране клетки, выпуская внутрь нее ДНК.
А что, если не добавлять здоровый ген к дефектному, а прямо на месте, в клетке, менять их друг на друга? Оказалось, и такой вариант развития событий уже продуман и обкатан у бактерий. Система CRISPR/Cas – основа «бактериального иммунитета» – способна узнавать короткие последовательности ДНК и вырезать кусок гена точно по ним. Дальше клетка сама меняет удаленный кусок на правильный, считывая его с парной молекулы ДНК. Прямо сейчас, пока вы читаете этот текст, система дорабатывается и улучшается. Пройдет несколько лет – и из научной лаборатории она перейдет в арсенал медиков.
Не всегда эффективно менять только ген, иногда куда полезнее исправить целую клетку. Например, если дело касается лечения злокачественных заболеваний крови. Клеточная терапия – еще один вызов настоящего, который в полной мере покажет себя завтра. Простор для творчества огромный: можно выделить клетки крови прямо из пациента, исправить их и внести обратно. А можно превратить выделенные клетки в настоящих киллеров опухоли, придав им способность узнавать её и запускать иммунный ответ. Это принцип работы CAR-T-клеточной терапии, которая разрабатывается уже больше сорока лет и наконец-то начинает использоваться в клинической практике.
CAR-T-клетка – это иммунная клетка организма, Т-лимфоцит, которую дополнительно наделили способностью узнавать опухоль. Для этого Т-клетки пациента заразили вирусом, несущим ген, продукт которого одновременно способен и распознать опухоль, и активировать саму иммунную клетку, заставляя её бороться с чужаками внутри организма. Ничего не напоминает? Да, это уже знакомая нам генная терапия, только работающая в пробирке и причудливо объединенная с клеточной иммунотерапией. Не одно поколение таких модифицированных CAR-Т-клеток было создано, прежде чем получить точное и эффективное лекарство. Лишь в 2017 году были одобрены первые препараты для лечения лимфом и лейкемий этим способом. Похоже, их триумф мы увидим чуть позже, а пока технологию нужно «докрутить» и довести до совершенства.
Фарма будущего – это конструктор из множества деталей, каждая из которых – инновационный биотехнологический подход, дальше вопрос лишь в их комбинации и доработке получившегося прототипа. Конечно, на этапе конструирования многие варианты оказываются попросту малоэффективными или слишком дорогими. Да и природа, в свою очередь, подкидывает учёным новые и новые загадки. Сможет ли человечество перехитрить её и стать творцом, демиургом, способным управлять жизнью? Философский вопрос. Скорее всего, нет. Но приблизиться к этому, понять механизмы основных болезней и «приручить» их – пожалуй, это в наших силах.
