Несколько дней назад стало известно о том, что Британия первой в мире одобрила CRISPR-лечение. Это означает, что в стране начнут использовать технологии генного редактирования для лечения пациентов с очень тяжёлыми генетическими заболеваниями, вылечить которые при помощи обычных медикаментов или иных способов просто нельзя. Первыми болезнями, которые попробуют лечить таким образом, станут серповидная анемия и бета-талассемия. О перспективах этого решения и подробностях — под катом.
Что вообще происходит?
Британский регулятор долгое время рассматривал возможность внедрения генной инженерии в медицинскую систему страны. На днях было выдано решение на использование препарата Casgevy для лечения двух заболеваний крови — серповидноклеточной анемии и бета-талассемии. В обычной ситуации эти заболевания не лечатся, состояние пациента просто поддерживают медикаментами и регулярным переливанием крови.
Ранее были проведены испытания препарата, результаты весьма многообещающие. Так, у пациентов, которые стали принимать препарат, симптомы заболевания практически полностью ушли, правда, не навсегда, а на год и дольше. Люди вели нормальный образ жизни без переливания крови.
К сожалению, у озвученного выше метода есть недостатки, и значительные. Во-первых, это стоимость — специалисты оценивают её примерно в $2 млн на одного человека. Во-вторых, это сложность самой процедуры. Перед тем как использовать препарат, нужен генетический анализ стволовых клеток пациента с последующим редактированием генома этих клеток. После этого назначается курс химиотерапии, который предназначен для нейтрализации в костном мозге стволовых клеток с признаком мутации. После того, как курс завершён, вводятся уже новые стволовые клетки с «правильным», если так можно выразиться, геномом. И это ещё не всё — в течение определённого времени пациент должен находиться в больнице для того, чтобы его иммунная система адаптировалась к новым условиям, а организм восстановился.
Кроме того, специалисты считают, что при помощи генной инженерии можно увеличить эффективность лечения раковых заболеваний. Дело в том, что у большинства раковых клеток есть дополнительные пары, что называется анеуплоидией. CRISPR даёт возможность удалять лишние хромосомы из раковых клеток. В ходе тестирования, когда учёные смешивали обычные и раковые клетки без применения генной инженерии, количество вторых быстро увеличивалось. При задействовании генной технологии, наоборот, снижалось.
Нюансы использования CRISPR
Это прорывная технология, о которой много раз писали на Хабре, поэтому пускаться в подробности в этой статье не будем, информации и так много. Для того чтобы понимать, о чём речь, скажем лишь, что эта технология, если упрощённо, является чем-то вроде «генетических ножниц». С её помощью можно вырезать участок ДНК и заменить его другим либо ничего не вставлять, а срастить соседние участки.
Но для того чтобы вылечить генетическое заболевание, недостаточно просто вырезать/заменить участок ДНК в какой-то клетке. Нужно исправлять очаг мутации. В случае диабета это поджелудочная железа. Причём родные клетки, пусть и больные, будут защищаться от здоровых «пришельцев», так что без дополнительных технологий подавления такой реакции ничего хорошего не выйдет.
Учёные начали ставить опыты по лечению генетических заболеваний как раз с бета-талассемии и серповидноклеточной анемии, где необходимо работать с костным мозгом и кровью. Ну и стволовыми клетками, о чём говорилось выше.
В случае с анемией учёные «включают» неработающий третий ген гемоглобина, который обычно активен лишь у эмбрионов до рождения. Если выключить «контролирующий ген», отключающий эту функцию организма, то третий ген становится активным. Учёные начали с того, что взяли у пациентов в ходе клинических испытаний клетки костного мозга, отредактировали и размножили их, после чего пересадили в костный мозг. Как у пациента с бета-талассемией, так и у человека с серповидноклеточной анемией симптомы заболеваний практически ушли.
Генная терапия с использованием технологии CRISPR-Cas9 была использована и в случае попытки лечения пациента с редким заболеванием — амаврозом Лебера (тип 10), который приводит к развитию слепоты у детей и в настоящее время не поддаётся лечению никакими другими методами. В этом случае генная терапия применялась для удаления в соответствующем гене (CEP290) мутации, вызывающей амавроз Лебера.
Предпринимаются и попытки редактирования генома свиных эмбрионов при помощи CRISPR-Cas9, для того чтобы получать органы для трансплантации человеку. В последнем случае орган даже получили. Так, из генома свиньи-донора убрали три гена, затем дополнительно вставили шесть человеческих генов, ответственных за иммунное восприятие сердца свиньи. Всего было внесено 10 «редакций» генома животного-донора. Сердце пересадили, но, к сожалению, реципиент, получивший такое сердце, прожил всего несколько недель. Проблема, насколько удалось выяснить, не в генетическом инструменте, а в том, что у пациента были другие заболевания, которые негативно повлияли на общее состояние организма.
Всё это — весьма сложная технология, но медицинские лаборатории с современным оборудованием могут выполнять подобную работу. Таких лабораторий немало. В общем-то, генную инженерию можно было бы применять направо и налево, если бы не одно но.
Этические вопросы
Это сейчас камень преткновения, который не даёт технологии идти в массы. Нет, мы не говорим, что это плохо, просто так и есть. А вопросы действительно сложные, ведь нужно решить, когда можно, а когда нельзя применять редактирование генома. Причём грань между «да» и «нет» очень тонкая.
Генную инженерию с существующими наработками прямо сейчас можно использовать для борьбы с мультифакторными заболеваниями вроде того же диабета. Или же редактировать геном эмбрионов с целью лечения врождённых заболеваний или (привет, научная фантастика!) редактирования внешности.
В последнем случае генную инженерию можно задействовать ещё на этапе половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток). Но здесь возникает множество вопросов, включая и то, являются ли такие черты человека, как цвет глаз или интеллект, подходящими для медицинского вмешательства. Здесь ведь ещё есть далеко не нулевая вероятность медицинской ошибки, которая может привести к негативным последствиям для нескольких поколений потомков «отредактированного» человека.
Современные исследования показывают, что ДНК всё же не Lego, взаимодействие между генами и другими механизмами наследования крайне сложное. По крайней мере, сложнее, чем считалось ранее.
Большинство учёных соглашается с тем, что исследования с использованием CRISPR-Cas9 на человеческих эмбрионах должны быть запрещены. Но есть и специалисты, которые уверены, что такой запрет будет вредить научному прогрессу, в результате чего человечество многое потеряет.
Как бы там ни было, работа продолжается. Так, учёные экспериментируют с лечением ВИЧ, раковых заболеваний. Стоит ещё учитывать, что инвесторы усматривают в генной инженерии огромные возможности и, соответственно, вкладывают средства. Фармацевтические и другие компании инвестируют в этот метод ради получения новых лекарственных препаратов и технологий. Вероятно, в ближайшем будущем разрешения на использование генной инженерии, конечно, с очень большими ограничениями, будут выданы и регуляторами других стран. А значит, мы услышим о новых попытках лечения сложнейших заболеваний.
