Ученые избавили лабораторных мышей от гемофилии, использовав технологию генотерапии. Они исправили дефектный ген при помощи вируса и ферментов. Специалисты уверены, что эта методика будет применяться для лечения людей с гемофилией и другими наследственными заболеваниями.
Гемофилия – это наследственное нарушение процессов свертывания крови. Иногда кровь больных не сворачивается в течение нескольких часов, поэтому ребенок может умереть от носового кровотечения или из-за того, что у него режутся зубы. Кровоизлияния могут быть и внутренними – в таком случае несворачивающейся кровью наполняются полые органы, сосуды и мышечная ткань.
Незастывающая кровь
Причина кровоточивости – дефицит в плазме одного из факторов свертывания (фактора VIII или IX при гемофилии А и В соответственно). Наследственная болезнь семейства Романовых – это следствие мутаций, возникших всего лишь в одном гене, расположенном в Х-хромосоме. «Во всем мире гемофилией болеют около 450 тысяч человек. В России таких пациентов до 15 тысяч», – рассказывает корреспонденту Infox.ru президент Всероссийского общества гемофилии Юрий Жулев.
Женщины обычно гемофилией не болеют: у женщин две Х-хромосомы, поэтому патологический ген компенсируется полноценным; ген на второй хромосоме в это время просто «молчит». Сыновья, наследующие здоровую, а не дефектную материнскую Х-хромосому, гемофилией тоже не болеют.
Но примерно у 25% больных гемофилией врачи не выявляют семейного анамнеза, указывающего на склонность к кровоточивости. Это значит, что вредная мутация появилась при формировании родительских половых клеток. «Из-за спонтанных мутаций мальчик, больной гемофилией, может родиться в каждой семье», – объясняет Юрий Жулев.
В настоящее время основной метод лечения гемофилии – это заместительная терапия концентратами VIII и IX факторов свертывания крови. «Однако интенсивная терапия приводит к тому, что у больных появляются молекулы, которые нейтрализуют вводимый антигемофильный фактор, и лечение становится неэффективным. И вообще, использование антигемофильных факторов – это дорогостоящий метод не лечения, а профилактики опасных осложнений», – пишут биологи, апробировавшие генетическую терапию в эксперименте с мышами.
Лечение вирусом
Ученые использовали аденоассоциированные вирусы (AAV). Они инфицируют и делящиеся, и неделящиеся клетки – встраивают свой геном в геном хозяина, но не вызывают заболеваний. Поэтому эти вирусы используются для того, чтобы доставить в клетку нужные гены. Например, те, которые избавят человека (животное) от генетического заболевания. «Таким способом можно исправить даже точечные генетические перестройки», – продолжают экспериментаторы.
Один из используемых AAV стал носителем фермента, который вырезает мутированную последовательность ДНК. Второй вирус встраивал на это место «заплатку» – здоровую последовательность ДНК. Этими вирусами ученые инфицировали печень больных животных: «Печень – это орган, в котором синтезируются белки плазмы, в том числе и фактор свертывания IX, кодируемый геном F9, – пишет доктор медицинских наук Кэтрин Хай (Katherine A. High) с коллегами из Детского госпиталя Филадельфии (The Children's Hospital of Philadelphia) и Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute). – Скорректировав последовательность F9, можно восстановить уровень фактора свертывания IX».
Редактирование испорченного гена
В качестве «кромсателя» мутированных участков гена биологи использовали искусственные ферменты, расщепляющие нуклеиновые кислоты – нуклеазы (ZFN). Эти ферменты – «редакторы» генетического материала, они находят нуклеиновые «опечатки» и вырезают их. «Разновидности этих нуклеаз могут быть использованы для исправления точечных мутаций или перестроек, вызванных мутациями в других генах, – объясняют исследователи. – В экспериментах in vitro они успешно работали. Однако не было понятно, можно ли использовать эти ферменты не в пробирке, а в организме».
В эксперименте с мышами ученые применили сразу несколько разновидностей нуклеаз, которые вырезали до 95% «опечаток» и встраивали в ДНК нормальную последовательность гена F9. В результате у животных нормализовалось содержание фактора свертывания IX в крови – болезнь отступила. За восемь месяцев экспериментального лечения у мышей не появилось никаких побочных реакций.
«Думаем, что апробированная методика – точечная корректировка генетического материала – может быть использована в клинической практике для лечения наследственных заболеваний, – пишут генетики в статье, опубликованной в Nature. – Но для этого потребуются дополнительные исследования».
«Мы с осторожным оптимизмом относимся к таким новостям. Новые лекарства нужны, но пока что все исследования экспериментальные и еще не дошли до клинической практики», – прокомментировал новые данные Юрий Жулев.
