Царственная болезнь - Генные ювелиры
Используя генную терапию, ученым удалось излечить мышей от гемофилии.
Только наисовременнейший подход позволил впервые в истории справиться с неизлечимой до сих пор наследственной болезнью, которая обычно приводит к гибели уже в раннем возрасте, а в лучшем случае – к тяжелой инвалидности. Напомним, что гемофилия связана с нарушением свертываемости крови, что приводит к частым и опасным кровоизлияниям, в том числе и внутренним.
Царевич Алексей, сын императора Николая II, – самый, пожалуй, известный у нас больной гемофилией, который получил это наследственное заболевание от своей прабабки английской королевы Виктории. Скорее всего, это был случай именно гемофилии В.
Генная терапия, использованная учеными из группы Кэтрин Хай (Katherine High), напоминает тонкую работу ювелира. Авторам удалось буквально заменить у лабораторных мышей, страдающих гемофилией, неработающий ген на нормальный, удалив целый ряд опасных мутаций. Для этого использовались белки, содержащие т.н. «цинковые пальцы», определенные структуры, стабилизированные ионами цинка, которые, в частности, обеспечивают точное взаимодействие белков с молекулой ДНК.
В некоторых ферментах «цинковые пальцы», фактически, представляют собой молекулярные ножницы, способные разрезать ДНК строго в заранее определенных участках. В живых клетках они часто участвуют в восстановлении повреждений ДНК, а медики и ученые ищут способы использования их для генной терапии – мы писали о подобном подходе в заметке «Терапия на пальцах».
Однако до сих пор для того, чтобы манипулировать генами с помощью «цинковых пальцев» клетки требовалось выделять из тела, спокойно работать с ними в пробирке или чашке Петри – и лишь затем возвращать обратно. Подобный сложный и дорогостоящий подход изредка используется для излечения некоторых особо тяжелых заболеваний иммунной и кровеносной системы, испытывается и против ВИЧ. Оригинальность работы группы Кэтрин Хай состоит в том, что ученым не понадобилось выделять клетки – они работали с ними и манипулировали генами прямо в организме.
Для начала подопытным мышам вносился человеческий мутантный ген F9, который вызывает у людей гемофилию В. Затем ученые получили ферменты-нуклеазы с «цинковыми пальцами», которые разрезали ДНК точно в месте начала дефектного гена и вставляли на освободившееся место неповрежденный ген. Наконец, были созданы модифицированные вирусы, в оболочке которых нормальный ген мог доставляться к нужному месту. Все это вводилось в организм больных мышей – и результат оказался просто потрясающим. Кровь их сворачивалась за какие-то 44 секунды вместо нескольких минут, которые требовались прежде.
«Цинковые пальцы» – характерный структурный фрагмент некоторых регуляционных белков
Анализ показал, что в крови мышей появились – пускай пока и в малых количествах – необходимые факторы свертываемости. Если у больного гемофилией В человека добиться хотя бы этого, кровотечения у него уже не будут смертельно опасны. И хотя перед методом по-прежнему стоит ряд технологических трудностей, перспективы его огромны.