последние годы появились реальные предпосылки для ее практического

применения. Значительно раньше появились эффективные методы консервативной

терапии – они не изменяют генотип, но направлены на коррекцию

метаболических или иммунологических дефектов, возникающих под влиянием

мутантных генов. При раннем распознавании болезни с помощью этих методов

удается моделирование нормального фенотипа путем целенаправленной

диетотерапии, введения витаминов, гормонов, недостающих белков,

микроэлементов.

Генная терапия – это метод введения фрагмента ДНК в клетки больного

человека с целью замещения функции мутантного гена и лечения наследственных

болезней.

Еще в конце 60-х годов выяснилось, что клетки животных и человека

способны поглощать экзогенную ДНК, встраивать ее в свой геном, после чего

проявляются экспрессия введенных генов, в частности, в виде синтеза

отсутствовавших ранее белков и ферментов. Были разработаны методы доставки

ДНК в клетки с помощью вирусов и других носителей.

Впервые попытка генной терапии в клинике была предпринята М.Клайном в

1983 году., когда им было осуществлено введения нормального бета-

глобинового гена больным бета-талассемией. Позднее была разработана

методика генной терапии наследственной недостаточности аденозин-деаминазы

(тяжелый иммунодефицит): нормальный ген был введен в клетки костного мозга

больного и после их ретрансплантации восстановилась активность фермента,

состояние больного улучшилось. Проведены клинические эксперименты по

генотерапии рака. В лейкоциты больных злокачественной меланомой и поздними

стадиями рака были введены гены, маркирующие злокачественные клетки (чтобы

их могла узнавать имунная система). У половины больных размеры опухолей

уменьшились в два раза и более.

В настоящее время насчитывается более 40 заболеваний, при которых

испытывается генная терапия – от редких форм (недостаточность аденозин-

деманиазы) до распространенных, таких как рак, болезни сердечно-сосудистой

системы и иммунодефициты. Весьма важно, что фрагменты ДНК и соответствующие

гены были введены в клетки-мишени, которые были бы способны к последующему

делению (клетки печени, стволовые клетки костного мозга и т.п.).

Самая сложная проблема – перенос фрагмента ДНК (гена) в клетку. В

большинстве случаев для этих целей используются генетически

модифицированные вирусы или вирусные векторы, и чаще всего мышиные

ретровирусы. Они способны инфицировать любую и вместе с желаемым фрагментом

ДНК легко включаются в геном клетки-хозяина ДНК для того, чтобы превратить

ретровирусы-векторы, из них с помощью генно-инженерных методов удаляются

нуклеотиды, ответственные за их размножение, однако введенный с вирусом-

вектором ген передается дочерним клеткам при клеточном делении. Однако, эти

векторы не годятся для введения ДНК-фрагментов в неделящиеся клетки

человека, например, в нейроны. Они мало пригодны для переноса генов в

клетки, отличающиеся низкой митотической активностью в клетки эпителия

дыхательных путей. Эти обстоятельства обусловили поиск других вирусных

векторов, среди которых внимание привлекли аденовирусы. Из них также

удаляются нуклеотиды, ответственные за репликацию. Аденовирусы могут

переносить ДНК в неделящиеся клетки, чем отличаются от ретровирусов. Но в

этом случае переносимая аденовирусом ДНК не встраивается в геном клетки

хозяина, она остается вне хромосом, хотя и проявляет генную активность. В

силу эписомальной локализации она не передается дочерним клеткам. Но с

другой стороны, аденовирусные векторы позволяют вводить гены в клетки

нервной системы, аденовирусные векторы позволяют вводить гены в клетки

нервной системы и эпителий дыхательных путей.

В качестве вектора генов используется также вирус простого герпеса -

тип 1. Этот вектор легко встраивает экзогенную ДНК в нейроны, клетки

печени. Как и другие вирусы-векторы, герпес-вирус подвергается генно-

инженерной обработке, ведущей у утрате его способности к размножению

(деления части вирусной ДНК). Испытываются в качестве векторов ДНК

парвовирусы.

Наряду с биологическими применяют физико-химические методы введения

экзогенной ДНК в клетки хозяина. Для таких целей используется конъюганты

ДНК с трансферрином или асиалогликопротеином, для которых на многих клетках

имеются рецепторы (лиганд-рецепторный принцип). После связывания с

рецептором конъюганты ДНК поглощаются клеткой, хотя вероятность встраивания

введенной ДНК в геном хозяина очень невелика. Все же такой ген может

временно выполнять свои функции.

Разработана технология микроинъекций ДНК в клетки (миоциты), а также

введение генов с помощью липосом.

Методы генной терапии постепенно входят в арсенал современных

эффективных методов лечения наследственных заболеванийчеловека, что

особенно важно в тех случаях, когда других возможностей просто не

существует.

Семейная гиперхолестеринемия – еще одно заболевание – кандидат для

генной терапии. Как известно, это заболевание представляет высокий риск для

жизни молодых людей, т.к. отличается ранним инфарктом миокарда и ранним

атеросклерозом. Оно связано с отсутствием на мембранах клеток рецепторов

для липопротеинов низкой плотности, что обуславливает очень высокий уровень

холестерина в крови. Так как рецепторы отсутствуют на клетках печени, то

пока для введения генов прибегают к частичной гепатоэктомии. С помощью

ретровирусного вектора в клетки печени вводится ген рецептора липопротеинов

низкой плотности, после чего гепатоциты инъецируются в полую вену. В

результате содержание холестерина в крови снижается на 35-50%. Конечно,

пока данная технология слишком сложна, чтобы получить широкое практическое

применение.

Наследственный дефицит гормона роста, проявляющийся выраженной

низкорослостью также может быть устранен с помощью генной терапии. Ген

гормона роста удалось ввести в миоциты, которые начинали продуцировать этот

гормон. В ближайшее время будут проведены клинические испытания данного

метода.

Ведутся интенсивные разработки методов генной терапии рака. Одна из

возможностей состоит в том, чтобы ввести в опухолевые клетки гены,

продуцирующие такие белки, которые позволяют иммунной системе организма

распознавать и уничтожать эти клетки (например, ген интерферона). Другой

путь заключается во введении в опухолевые клетки вирусных генов, которые

позволяют использовать с лечебными целями противовирусные препараты

(например, ганцикловир при введении гена тимидиин-киназы вируса герпеса).

Еще один путь – введение в клетки антионкогенов (генов-супрессоров

опухолевого роста). Однако, все эти методы пока находятся на стадии

доклинических испытаний.

Ген муковисцидоза был введен трем больным в дыхательные пути с

помощью аденовирусного вектора, за больными ведется наблюдение.

Уже в ближайшем будущем генная терапия займет ведущее место в лечении

многих болезней, считавшихся ранее неизлечимыми.

Методы трансплантации тканей также могут быть отнесены к категории

генной терапии, в частности, трансплантация костного мозга. Гены вводимых

стволовых клеток могут активизировать дифференцировку многих клеточных

линий – лимфоцитов, моноцитов, полинуклеаров, этитробластов. Это позволяет

применять данный метод при лечении некоторых первичных иммунодефицитов

гемоглобинопатий, болезни Гоше.

Пересадка гепатоцитов открывает другую возможность лечения

фенилкетонурии, гиперхолестеринемии, нодостаточности альфа-I-антитрипсина.

Пересадка клеток островкового аппарата поджелудочной железы предложена для

лечения ювенильной формы сахарного диабета.

Сочетание возможностей генетики и клинической педиатрии позволит уже

в недалеком будущем решать сложнейшие вопросы лечения и профилактики

наследственных моногенных болезней. Современная медицинская и клиническая

генетика представляет собой ярчайших пример единения науки и практики.

Исследования, еще недавно представляющиеся сугубо теоретическими, в

считанные годы получают реальный практический выход на благо здоровья

настоящего и будущих поколений.

§8. Методы исследования наследственности человека.

Основные генетические законы и закономерности имеют универсальное

значение и в полной мере приложимы к человеку. Человек как объект

генетических исследований имеет ряд особенностей. Как у объекта

исследования у него есть свои достоинства и свои трудности. Трудности:

большое число хромосом в кариотипе человека; продолжительность цикла

развития до наступления половозрелости, человека – одноплодная особь (за

одну беременность как правило рождается один ребенок), исключение –

рождение близнецов; малое количество детей в браке (обычно, один ребенок);

невозможно формировать необходимую схему брака, так как люди свободно

скрещиваются (в основе браков лежат любые мотивы, кроме научно-

исследовательских целей).

Однако исчерпывающие знания по анатомии и физиологии человека (т.к.

начиная со времен Галена и Гарвея по настоящее время велись эти

исследования), большое число мутаций, пополняемых и в настоящее время,

многочисленность человеческой популяции в целом позволяют всегда выбрать

нужную схему брака.

Для человека характерны все известные в генетике типы наследования

признаков: доминантный, кодоминантный, рецессивный, аутосомный и сцепленный

с половыми хромосомами, ограниченный полом и др.

§8.1. Генеалогический метод.

Сущность генеалогического метода состоит в изучении родословных в тех

семьях, в которых есть наследственные заболевания. Этот метод помог

установить закономерности наследования очень большого числа самых

различных признаков у человека, как нормальных, подобных цвету глаз, цвету

и форме волос и т.п., так и сопутствующих наследственным болезням.

Благодаря хорошо известной родословной удалось проследить

наследование гена гемофилии от английской королевы Виктории. Виктория и ее

муж были здоровы. Известно также, что никто из ее предков не страдал

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9