Генетик Волчков: генетическая персональная терапия сможет вылечить любые болезни
Американские врачи недавно сообщили о первом успешном исцелении младенца с помощью генетической персонализированной терапии. Мальчик Кей Джей в детской больнице Филадельфии получил инфузию, приготовленную специально для него с помощью редактирования генов. Он страдал дефицитом CPS1 (это название гена) — тяжелым нарушением обмена веществ, вызванным мутацией в одном гене, в результате которого печень не может обезвреживать аммиак. О том, какие перспективы открывает успешное применение персональной генетической терапии, «Газете.Ru» рассказывает ученый, разрабатывающий это же направление в России — руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков.
— Действительно ли это первое в мире применение генетической персонализированной терапии?
— Да, абсолютно точно.
— Что было с мальчиком, если объяснить это простыми словами?
— У него есть мутация в одном гене, в результате которой аммиак накапливается в организме и проникает в мозг. 50% таких детей умирает в первую неделю. Врачи из больницы в Филадельфии первым делом отсеквенировали (прочитали) его геном и тут же нашли проблему, как по отцовской, так и по материнской линии. Они посадили мальчика на диету с очень сильным ограничением белка, а также давали ему препарат, помогающий выводить аммиак из организма. И срочно стали готовить вещество для инъекций с помощью генетического редактора CRISPR-Cas9.
— Что конкретно они сделали?
— Ученым нужно было получить все возможные разрешения для проведения экспериментального исследования. Сначала они попробовали отредактировать клетки человека и вставить их в лентивирус — средство доставки до клеток. Это проверка эффективности редактирования на клетках. Работа была сделана за месяц. Потом они разработали индивидуальный редактор генов для конкретного пациента, чтобы избежать случайного редактирования ненужных генов, и, тем не менее, как пишут авторы в статье «Специфичное для пациента редактирование генов In Vivo для лечения редкого генетического заболевания», им все же не удалось совсем избежать случайного редактирования.
— Именно этого же боятся ученые, когда говорят, что терапия пока не опробована?
— Да, именно так. И мы видим на модельных животных и данных, полученных на клетках человека, что при редактировании пока не получается избежать случайного редактирования соседних генов. Это ученые сделали за второй месяц. И быстро приступили к исследованию безопасности на животных.
— На ком же было проведено это исследование?
— На макаках-крабоедах. Надо было понять, сколько именно препарата нужно вводить. На это ушло еще 3 месяца, а малышу было уже пять.
— Препарат уже можно было вводить?
— Ученым нужно было еще проверить эффективность препарата на специально выращенных мышах. Они создали генно-модифицированных мышей, у которых с рождения была похожая мутация в гене CPS1. Их начали растить, как только узнали о болезни мальчика. Если на макаках ученые проверили безопасность, то на клетках и мышах со схожим заболеванием — эффективность. И еще раз посмотрели, как много нецелевых генов отредактировано — их оказалось не много. Потом, когда пациенту исполнилось шесть месяцев, ученые подали заявку на новый препарат, которая была одобрена через одну неделю.
— Быстро. И ввели инъекцию?
— Инфузию. Это была капельница. Одна в семь месяцев и вторая в восемь.
— И этого хватит ребенку на всю жизнь?
— Хватит ли этих двух доз на всю жизнь — хороший вопрос. Ответ мы получим через какое-то время, ведь врачи будут теперь внимательно следить за уровнем аммиака в организме мальчика.
— Можно ли понять, во все ли клетки печени попал препарат?
— Это сложно. В какие-то клетки попадает больше, в какие-то клетки — меньше, в какие-то — совсем ничего не попадает. Все это зависит от дозы, поэтому ученые так долго «прицеливались»: если будет большая доза, то будет плохо печени, если маленькая — недостаточный эффект.
Но абсолютно ясно, что ученые создали и опробовали передовое лечение. Кстати, в этой работе принял участие наш бывший соотечественник Федор Урнов, который работает в компании Sangamo Therapeutics, — где он как раз занимается редактированием. Он значится в авторах статьи.
Ученые создали прецедент, но непонятно, как коммерциализировать данные истории.
— То есть нельзя будет ту же схему применить к другому маленькому пациенту с мутацией в гене CPS1?
— Скорее всего, у другого пациента будет другая мутация, и, соответственно, ровно тот же самый редактор применить будет нельзя. Нужно будет создать конструкцию, которая позволит уже редактировать геном в другом месте. Будет ли это настолько же эффективно — ну, не факт.
— Кто же сейчас дал деньги на эту терапию?
— Американская система венчурного бизнеса. Она как раз так устроена, что на этапе разработок продукта небольшая биотехнологическая компания может привлечь инвестиции. Но в финале-то понятно, что эта компания должна начать создавать продукт, который она сможет продавать, чтобы инвесторы начали возвращать деньги. Если это персонализированное решение не трансформируется в коммерческий продукт, за который эти компании, а значит инвесторы, смогут получать деньги — это приведет к тому, что дальше инвестиций не будет.
Это серьезная причина, из-за которой буксует вся персонализированная терапия, ведь это жутко дорогое лечение. Если грубо посчитать, сколько стоит все то, что эти ученые сделали, то себестоимость в пересчете на пациента, наверное, составит два миллиона долларов, как минимум. А может быть и больше.
— А китайского ученого Хэ Цзянькуя, который отредактировал клетки эмбрионов-близнецов в Китае, а потом за это отсидел, нельзя назвать первопроходцем в деле персонализированной генетической терапии?
— А он применил не персонализированное, а унифицированное решение. Подобное лечение было разработано для людей с серповидно-клеточной анемией. Оно предназначено для очень ограниченного количества людей, но все же не для одного человека.
— Персонализированная генетическая терапия в России развивается?
— Она развивается, в частности нашей командой в МФТИ. И сейчас можно с уверенностью сказать, что мы понимаем, что сделали американские ученые с этим мальчиком, и можем воспроизвести технологию, но в России нет стартапов с таким финансированием и плохо работает система привлечения денег от частных инвесторов. В лучшем случае мы можем потратить и без того небольшие грантовые деньги на создание такого лечения.
— Какие перспективы открывает применение персонализированной генетической терапии? Что с ее помощью можно вылечить?
— В том-то и дело, что такими технологиями можно будет лечить практически любые заболевания. В том числе и старость.
— А грипп?
— Вполне. Можно сделать человека резистентным к вирусу гриппа. Например, локально эпителий его верхних, средних и нижних и дыхательных путей генетически модифицировать таким образом, что он станет устойчив к проникновению вируса гриппа. Или можете отредактировать иммунную систему, чтобы изменить скорость образования антител, а они уже будут атаковать вирус. Другое дело, что инфекционные заболевания таким образом пока что нецелесообразно лечить, потому что есть иммунная система, которая в целом-то неплохо справляется с ними.
— А сердечные заболевания?
— Допустим, можно изменить генетическую программу сердца, и оно начнет регенерировать. В этом случае удастся избавиться от рубцов, которые остаются после инфаркта.
— Онкологические заболевания?
— Конечно, ведь генетическими методами можно заставить иммунную систему гораздо сильнее атаковать опухоль.
— И вы сказали старость? Значит ли это, что эликсир молодости будет создан с помощью редактора CRISPR-Cas9?
— Вполне возможно. Старость — это в значительной степени болезнь накопления соматических мутаций, которые приводят к дисфункции, в частности, системы регенерации. Органы и ткани перестают регенерировать, потому что стволовые клетки накапливают соматические мутации и больше не могут выполнять свою функцию. Но мы можем, например, усилить систему репарации ДНК и таким образом увеличить срок жизни стволовых клеток, а значит — длительность регенерации.
Об этом уже можно говорить определенно, так как есть разные виды животных, которые живут разные по продолжительности сроки. И длительность жизни напрямую коррелирует с особенностями системы репарации. Чем дольше у животного функционирует система регенерации, тем дольше оно живет. Поэтому, возможно, с помощью тех технологий, которые были применены для спасения в США мальчика по имени Кей Джей, будет создана персонифицированная генетическая терапия от старости. Сейчас в этом направлении сделан первый шаг.
Что думаешь? Комментарии
