Генетические заболевания вылечат стволовые клетки крови

Чтобы доставить здоровый ген больным иммунным и нервным клеткам, учёные использовали вирусно-клеточную «матрёшку»: ген вводился в вирус, а вирус — в кровяные стволовые клетки, которые и доставляли лечебный груз в нужное место.

Множество заболеваний, порой довольно серьёзных, возникает из-за генетических неполадок, врождённых или приобретённых. И по мере развития молекулярной биологии, по мере того как учёные узнавали всё новые подробности о работе генов, популярность обретала идея генной терапии, с помощью которой можно избавиться от таких недугов.

Идея эта довольно проста: нужно заменить в клетке плохо работающий или вовсе бездействующий ген на его нормальную копию. Такую манипуляцию можно проделать с помощью вирусов, которые, как известно, в совершенстве овладели умением проникать в клетку. Нужно только нагрузить вирус нужным геном, у самого вируса отключить патогенные свойства (если такие имеются) и отправить его к больным клеткам.

Однако проблемы, с которыми столкнулись исследователи, сильно замедлили торжество генетико-терапевтических методик. Одна из самых больших трудностей возникла в связи с доставкой вируса-носильщика по нужному адресу, а ведь клетки порой довольно серьёзно защищены от любых чужеродных вторжений. С другой стороны, после того как вирус попал в нужную клетку, нужно сделать так, чтобы новый ген был достаточно активен и смог перебороть местный генетический дефект. Наконец, требуется как-то убедить иммунную систему в том, что продукт нового гена безопасен и необходим самому организму.

Огромному коллективу под руководством Луиджи Нальдини из Научного института Сан-Рафаэля в Милане (Италия), кажется, удалось решить все эти проблемы разом. В двух статьях, опубликованных в журнале Science, учёные сообщают об успешном лечении двух тяжёлых генетических заболеваний — метахроматической лейкодистрофии и синдрома Вискотта — Олдрича.

Метахроматическиая лейкодистрофия встречается с частотой 1 на 40 000 и связана с мутацией в гене ARSA. От этого гена зависит работа лизосом — специальных клеточных органелл, занимающихся уборкой мусора. Повреждения в ARSA вызываются также накоплением в клетках ненужных веществ и последующей их гибелью; особенно этому подвержены клетки головного и спинного мозга, так что симптомы болезни сильнее всего проявляются в психических, нервно-мышечных и сенсорных аномалиях. В особо тяжёлых случаях человек умирает через несколько лет после появления первых признаков болезни.

Понятно, что в этом случае здоровый ген нужно доставить в нервные клетки. Это довольно сложно, так как нервная система очень сильно защищена от внешнего вмешательства. Чтобы добраться до больных нервных клеток, исследователи использовали собственные гемопоэтические стволовые клетки больных. Эти клетки либо дремлют в костном мозге, либо выходят в кровяное русло и дают начало специализированным клеткам крови. Лишь будучи нагружены лентивирусом со здоровой копией ARSA, эти клетки протащили его в нервную систему.

Метахроматическиая лейкодистрофия возникает из-за недостаточной активности гена ARSA, поэтому, чтобы довести эту активность до нужного уровня, учёные снабжали гемопоэтические клетки несколькими копиями вируса — дабы больные нервные клетки тоже получили несколько копий здорового гена. Как пишут авторы работы в одной из своих статей, никаких побочных эффектов от стволовых клеток с вирусом не было: ни избыточного деления, с которого могла бы начаться лейкемия, ни иммунной реакции — ведь эти клетки были собственными клетками организма, а вирус внутри них себя никак не проявлял. Уровень белка от гена ARSA в спинномозговой жидкости восстановился за год у всех трёх больных детей, участвовавших в эксперименте. Следовательно, восстановились и функции нервной системы: дети стали нормально говорить, двигаться и думать, почти не отличаясь от своих сверстников.

Похожим образом удалось обратить вспять синдром Вискотта — Олдрича, о чём сообщается во второй статье. Этот синдром тоже связан с неправильно функционирующим геном, из-за чего начинает плохо работать иммунитет и организм становится беззащитен перед любым инфекциями. То есть один и тот же генетико-терапевтический метод позволил победить два довольно разных заболевания, одно из которых поражает нервную систему, а другое — иммунитет.

Однако в обоих случаях речь идёт о дефекте в одном-единственном гене. Вероятно, болезни, связанные с множественными генетическими изъянами, потребуют более хитроумных генетических уловок со стороны врачей, хотя сам способ доставки правильных генов с помощью собственных стволовых клеток, по-видимому, ждёт большое будущее.