Генная терапия должна осуществляться. Просто о сложном: как работает генная терапия и что она лечит. Педиатрическая генетическая диагностика в «Ихилов»

Здоровье

Концепция замены дефективных генов здоровыми, которая стала активно приобретать научную оболочку еще в начале девяностых годов прошлого века , казалось, подарит надежду самым безнадежным больным. Однако с момента первого эксперимента по генной терапии, осуществленном в 1990-ом году, оптимизма у ученых несколько поубавилось – и все из-за определенных неудач и трудностей в реализации методов генной терапии. Однако возможности, которые предлагает генная терапия для лечения болезни Паркинсона, кистозного фиброза, различных видов рака, и многих других заболеваний, поистине безграничны. Именно поэтому ученые трудятся не покладая рук , стараясь преодолеть все возникающие у них на пути трудности, связанные с генотерапией.

Что такое генотерапия?

Так чем же является генная терапия на самом деле? Для того, чтобы ответить на данный вопрос, необходимо напомнить, что основной функцией генов в нашем организме является регулирование производства белков , необходимых для нормальной работы и здоровья всех клеток. Но некоторые генетические дефекты (изъяны в генах) мешают выполнению их главной функции, в той или иной степени препятствуя выработке белков. Целью же генной терапии (генотерапии) является замена дефективных генов здоровыми . Это поможет наладить воспроизводство соответствующего белка, а значит, человек будет излечен от определенной болезни.

Если рассматривать идеальный сценарий развития, клетки с подкорректированными молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) начнут делиться, производя, в свою очередь, множественные копии исправленного гена, что позволит организму избавиться от генетической аномалии и полностью излечиться. Однако введение здоровых генов в больные клетки (как и попытки исправить соответствующие отклонения) является крайне сложным процессом, который пока крайне редко приводил к успеху . Именно поэтому большинство современных исследований направлено на разработку безопасных и надежных механизмов введения генов в поврежденные клетки.

Виды генной терапии: терапия ex vivo и in vivo

Генная терапия, в зависимости от способа введения ДНК в геном пациента, может осуществляться либо в культуре клеток (ex vivo), либо непосредственно в организме (in vivo) . В случае с генной терапией ex vivo, клетки изымаются из организма пациента, генетически модифицируются, а затем вводятся обратно в организм индивидуума. Этот метод особенно полезен в лечении заболеваний крови, так как клетки крови можно довольно легко изъять и ввести обратно. Однако в случае с большинством других заболеваний, изъять клетки из организма и ввести обратно далеко не так просто. К примеру, в случае с заболеваниями сердца, обусловленными генетическими причинами , эффективным мероприятием является так называемая генная терапия in vivo, когда изменения генов осуществляются непосредственно в организме пациента. Для того чтобы проделать данную процедуру, генетическая информация доставляется непосредственно в клетку посредством вектора – молекулы нуклеиновой кислоты, используемой в генной инженерии для передачи генетического материала . В большинстве случаев, для того чтобы осуществить эту передачу, исследователи используют не опасные для здоровья и жизни вирусы.

Способы доставки в клетку генетической информации

Как показывают многочисленные исследования, использование различных вирусов является весьма эффективным решением, которое позволяет пробраться через имунную защиту организма , а затем инфицировать клетки, используя их для распространения вируса. Для осуществления данной процедуры, генные инженеры выбрали наиболее подходящие вирусы из группы ретровирусов и аденовирусов. Ретровирусы привносят генетическую информацию в виде рибонуклеиновой кислоты (РНК), молекулы, похожей на молекулу ДНК, которая помогает перерабатывать генетическую информацию, сохраненную в ДНК. Как только удается проникнуть вглубь так называемой клетки-мишени, из молекулы РНК получается копия молекулы ДНК. Данный процесс называется обратной транскрипцией. Как только новая молекула ДНК оказывается присоединенной к клетке, все новые копии клеток будут содержать этот модифицированный ген.

Аденовирусы несут генетическую информацию сразу в виде ДНК, который доставляется в неделящуюся клетку. Хотя эти вирусы доставляют ДНК непосредственно в ядро клетки-мишени , ДНК не совмещается с геномом клетки. Таким образом, модифицированный ген и генетическая информация не передаются дочерним клеткам. Преимуществом генной терапии, проводимой с помощью аденовирусов, заключается в том, что существует возможность введения генов в клетки нервной системы и в слизистую оболочку дыхательных путей, опять же, посредством вектора. Кроме того, существует и третий метод генной терапии, осуществляемый посредством так называемых аденоассоциированных вирусов. Эти вирусы содержат относительно небольшое количество генетической информации , и их гораздо сложнее вывести, чем ретровирусы и аденовирусы. Однако преимущество аденоассоциированных вирусов заключается в том, что они не вызывают реакции иммунной системы человека.

Сложности, при использовании вирусов в генной терапии

Главная проблема, которая связана со способом доставки генетической информации в клетку посредством вирусов, заключается в том, что полностью проконтролировать соединение генов с клеткой-мишенью чрезвычайно сложно . Это может быть крайне опасно, так как не исключена так называемая экспрессия генов, которая способна превратить здоровые клетки в раковые. На данный момент времени, эта проблема является особенно насущной в работе с ретровирусами. Вторая проблема, решение которой пока невозможно организовать , заключается в том, что одной процедуры применения генной терапии, чаще всего, бывает недостаточно. Большинство генетических терапий необходимо время от времени повторять. И, в третьих, использование вирусов для доставки генетической информации в клетку, осложняется риском возникновения реакции иммунной системы организма. Это также является крайне серьезной проблемой, особенно в тех случаях, когда требуется неоднократное повторение процедуры генной терапии , так как организм пациента постепенно адаптируется и начинает все эффективнее бороться с вводимыми вирусами.

Генная терапия: исследования продолжаются

Если говорить об успехах, то на данный момент времени генетическая терапия является крайне эффективным мероприятием в лечении так называемого комбинированного иммунодефицита , сцепленного с X-хромосомой ген. С другой стороны, случаев успешного использования генотерапии для лечения данной болезни крайне мало. Кроме того, само лечение представляет собой рискованное мероприятие, так как способно вызвать у пациентов ряд симптомов, которые встречаются у людей, страдающих от лейкемии. Помимо данного заболевания, случаев использования генной терапии, которые были бы так же эффективны, очень и очень мало, хотя последние исследования и дают надежду на скорое использование генотерапии для лечения больных, страдающих от артрита, рака мозга, серповидно-клеточной анемии, расщелины сетчатки и от некоторых других состояний.

Получается, что о практическом применении генной терапии в медицине говорить еще очень рано. Тем не менее, исследователи продолжают искать способы безопасного и эффективного использования генной терапии , проведя большую часть экспериментов в живой ткани, перенесенной из организма в искусственную внешнюю среду. Среди этих экспериментов крайне интересными представляются исследования, в рамках которых ученые пытаются ввести в клетку-мишень искусственную, 47-ю хромосому. Недавние научные изыскания позволили ученым лучше разобраться в процессах, происходящих при внедрении молекулы РНК . Это позволило разработать механизм подавления транскрипции гена (так называемое выключение гена), который, возможно, принесет пользу в лечении болезни Гамильтона. Ученые сообщают также о том, что им удалось разработать способ доставки генетической информации в клетки мозга, чего раньше нельзя было осуществить с помощью вектора, так как данная молекула была чересчур велика для этой цели . Иными словами, исследования продолжаются, а это значит, что у человечества есть все шансы научиться бороться с заболеваниями посредством использования методов генной терапии.

Знаете ли вы, что в нашей стране есть препарат для генной терапии? Этот препарат успешно лечит распространенное возрастное заболевание, он прошел клинические испытания и с 2012 года продается на территории России. И сам препарат - отечественный, причем единственный в своем роде, аналогов в мире нет. Типичная реакция человека, который слышит об этом впервые: «Да ладно, не может такого быть». Не может, но бывает. Рассказать читателям о препарате, получившем название «Неоваскулген», мы попросили кандидата медицинских наук Романа Вадимовича Деева, директора по науке .

Идея и воплощение

Идея применения плазмидных генных конструкций для индукции роста сосудов в терапевтических целях, конечно, принадлежит не Институту стволовых клеток человека. История вопроса насчитывает как минимум два десятка лет - пионерами здесь были доктор Джеффри Иснер с соавторами (США), которые провели пилотное исследование, сначала на одной пациентке, потом на трех, и опубликовали результаты в середине 90-х. В этом отношении мы шли по их следам, но конкретная разработка, положенная в основу препарата, российская. Плазмидную конструкцию, содержащую ген фактора роста сосудов, создали и в 2007 году запатентовали два специалиста: хорошо знакомый читателям «Химии и жизни» доктор биологических наук, профессор С. Л. Киселев (Институт биологии гена РАН, Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова) и доктор биологических наук, профессор А. В. Иткес (Российский университет дружбы народов).

Однако не каждая идея, сколь угодно красивая и теоретически верная, воплощается в жизнь. В первую очередь это касается медицины, отрасли по необходимости консервативной, где всегда актуально утверждение «лучшее - враг хорошего». Первый вопрос, который мы задали себе, прежде чем начать работу: существует ли непреодоленная проблема, которую можно решить с помощью этой плазмиды? Где она может быть нужна и нужна ли вообще?

Атеросклероз сосудов - это сужение просвета артерий из- за отложений холестерина и других веществ, которое может приводить к ишемии - нарушению кровоснабжения органов и тканей. У всех на слуху ишемическая болезнь сердца - одна из основных причин смертности в мире: атеросклероз коронарных артерий приводит к поражению сердечной мышцы, возможные следствия - стенокардия или инфаркт. Но начинать наше исследование с ишемической болезни сердца нам не хотелось. Решением этой проблемы активно и достаточно успешно занимаются хирурги, существует множество фармацевтических средств разных групп, которые поддерживают миокард. Конечно, о победе над инфарктом пока не приходится говорить, и всё же это не та область, где новый препарат был бы воспринят с энтузиазмом.

Мы стали думать, какие еще ишемические заболевания имеют существенное социальное значение, и вспомнили термин, знакомый каждому студенту-медику: «перемежающаяся хромота» - симптом ишемии сосудов нижних конечностей. Сужение сосудов не пропускает кровь к мышцам - кожа ног становится сухой, ступни мерзнут, после продолжительной ходьбы начинаются боли в ногах, вынуждающие человека остановиться и отдохнуть. Звучит вроде бы нестрашно, однако эта проблема не менее значима, чем ишемия миокарда. А возможно, и более, потому что ей уделяют куда меньше внимания и разработчики диагностических средств, и фармацевтические компании, и социальные органы. Между тем боли после долгой ходьбы - лишь начало. Ишемия неизбежно будет прогрессировать, безболевая дистанция сократится от километра (что считается уже клинической стадией болезни) до 200 м и менее, затем начнутся боли в покое, а далее - язвенно-некротические изменения тканей и в перспективе ампутация из-за гангрены.

Сегодня врачи говорят о пандемии атеросклероза, и Россию эта пандемия не обошла стороной. Факторы риска для этой болезни хорошо известны: курение и алкоголь, недостаток физической активности, несбалансированное питание, стрессы. Риск выше для гипертоников, людей с избыточным весом, страдающих диабетом, для тех, у кого повышен уровень холестерина и особых липопротеинов в крови. Существует наследственная предрасположенность к атеросклерозу: о ней говорят, если у больного имеются кровные родственники-мужчины, умершие от инфаркта или инсульта до 55 лет, и женщины - до 65 лет. Мужчины более предрасположены к раннему развитию атеросклероза, чем женщины, и для всех риск увеличивается с возрастом.

Хронической ишемией нижних конечностей (ХИНК) во всем мире страдают около двухсот миллионов человек. Существует статистика по этому заболеванию в США, в странах Европы и Юго-Восточной Азии. Данные по России тоже имеются, но весьма приблизительные. Помимо проблем со сбором, обработкой и распространением информации, есть и объективные сложности. Допустим, инфаркт миокарда во всех статистических отчетах пишется отдельной строчкой, подсчитывать случаи просто. Но как учитывать ХИНК? На ранних стадиях пациенты зачастую не обращаются к врачам. Если же учитывать поздние случаи, с некрозом и ампутациями, то не всегда возможно отделить те случаи, где причиной ампутации был, например, диабет или травмы. Вообще говоря, этот раздел статистики достаточно печален. Подсчитано, что только в США в год выполняется около 150 тысяч ампутаций. В нашей стране, по оценкам врачей-экспертов, - от 45 тысяч до 150 тысяч в год, с учетом состояния здравоохранения и культуры заботы о своем здоровье.

По приблизительным данным, ежегодно в России около 300 тысяч человек получают диагноз «хроническая ишемия нижних конечностей». Как правило, это люди в возрасте 55–60 лет и старше, но бывают и ранние случаи. Мы считаем, что всего в стране живут от миллиона до двух миллионов граждан с этим заболеванием. Прогноз для них неблагоприятный. Если говорить о наиболее тяжелых стадиях, третьей и четвертой (боли в покое и некрозы), то в течение года после постановки диагноза приблизительно четверть их умирает из-за прогрессирования атеросклероза, в том числе в других анатомических регионах; четверть переживает ампутацию, у четверти поражение сосудов ног прогрессирует, и только у четверти современная медицина может добиться хоть какой-то стабилизации.

Те же и плазмида

Что может сделать для таких людей сосудистая хирургия? Самый простой вариант - механически исправить сосуды: заменить проблемный участок протезом либо создать путь для обходного кровотока. Но во-первых, приблизительно у четверти пациентов анатомическое строение сосудов таково, что сделать хирургическую реконструкцию невозможно. Во-вторых, атеросклероз не всегда поражает крупные сосуды - это могут быть и артерии ниже щели коленного сустава, в голени. Диаметр сосудов там небольшой, и велика вероятность, что хирургическая операция не даст желаемого результата из-за тромбирования шунтов, разрастания эндотелия и т. д. Специалисты открыто признают, что сосудистая хирургия всех проблем в этой области не решает.

Когда не может помочь хирургия, остается медикаментозное воздействие. Но фармакология тоже не предлагает чудо-лекарства. Стандартная терапия таких пациентов подразумевает назначение препаратов, улучшающих реологические свойства крови, расслабляющих тонус сосудистой стенки. Когда ишемия становится критической, переходит из второй стадии в третью и далее - в четвертую, добавляют препараты группы простагландинов, которые расширяют мелкие сосуды. Кровь туда «проваливается», кровоснабжение тканей улучшается, и худшего удается избежать. Но каждые полгода эту терапию приходится повторять - до тех пор, пока сосуды реагируют на простагландины.

Кроме того, в Европе и в Соединенных Штатах зарегистрирован препарат цилостазол. Хотя механизм его действия не совсем понятен, но то, что он улучшает периферический кровоток, показано достоверно. Цилостазол рекомендован к применению в Европе и в США, у нас же ситуация своеобразная: препарат упомянут в «Национальных рекомендациях по ведению пациентов с заболеваниями периферических артерий», но пока не разрешен к применению на территории РФ. Кроме того, Европейское медицинское агентство в марте 2013 года выпустило пресс-релиз, в котором говорилось о побочных эффектах цилостазола, связанных с нарушением работы сердца. Теперь противопоказанием к применению считается хроническая сердечная недостаточность. А это сильно ограничивает и его применение у пациентов с ишемией нижних конечностей: сердечников среди них много, атеросклероз - явление системное.

Рассмотрев эту ситуацию, мы решили, что действие, которое разработчики предполагали для плазмидной конструкции с геном VEGF, - ангиогенез, создание de novo сосудов микроциркуляторного русла, - может оказаться полезным. Естественно, мы не делали пафосных заявлений о победе над ишемией. Наш препарат не лечит от атеросклероза, но он восстанавливает кровообращение там, где оно нарушено, и позволяет крови добраться до обедненных кислородом и питательными веществами клеток и тканей.

Медицинское сообщество, как я уже упоминал, достаточно консервативно, хирургическое - в особенности. Мы понимали, что за нашу правоту придется побороться. Неоваскулген был зарегистрирован в 2011 году, и с тех пор мы ведем разъяснительную работу - ездим по стране, проводим конференции и симпозиумы, общаемся с докторами, рассказываем им о препарате, что-то корректируем и в наших представлениях с учетом того, что узнаем от них. В принципе, сейчас начинается самое интересное. Позади клинические исследования, которые подтвердили безопасность и эффективность препарата для значительной части пациентов. Результаты говорили сами за себя (подробнее о них чуть позже), они были убедительны для экспертов, а мнение экспертов убедило официальных лиц. Стало понятно, что ангиогенная терапия как самостоятельный элемент комплексного лечения имеет право на существование, и началась тонкая, почти ювелирная работа - подгонка препарата под конкретные клинические ситуации: нужно было понять, кому он показан в первую очередь, когда его следует назначать в сочетании с хирургической реконструкцией, с препаратами других фармакологических групп.

Сегодня в мире разрешено к клиническому применению всего пять генных препаратов: три для лечения злокачественных новообразований, четвертый - глибера, для лечения редкого наследственного заболевания - дефицита липопротеинлипазы, и наш неоваскулген. Необходимо понимать, что генная терапия бывает разной. Лечение наследственных заболеваний предполагает мощную долговременную коррекцию нарушений в геноме. Так действует глибера и другие подобные ей препараты, которые еще не вышли на рынок, но в скором времени, вероятно, появятся. Нам же требуется лишь временная индукция ангиогенеза - наша генетическая конструкция работает в клетках от суток до 10–14 дней, запускает процесс роста сосудов и затем исчезает. Ни о каком «вмешательстве в геном», конечно, говорить не приходится.

Именно поэтому препарат вводят местно, в те участки, где необходимо вырастить новые сосуды. За рубежом пытались вводить похожие конструкции внутривенно и внутриартериально, но особого смысла в этом не было: при контакте с кровью препарат быстро разрушался. Это и хорошо, потому что обеспечивает безопасность: плазмида не может попасть в другие отдаленные участки организма и не запустит процесс ангиогенеза там, где он нежелателен.

Что касается генно-терапевтических препаратов для лечения хронической ишемии нижних конечностей, пока на рынке есть только неоваскулген, но через некоторое время могут появиться и другие. Сошла с дистанции компания «Sanofi-Aventis», спонсировавшая клинические испытания плазмидной конструкции с геном фактора роста фибробластов. Фибробласты участвуют в созревании сосуда - собираются вокруг трубочки эндотелия и формируют прочную стенку, но это уже не инициация процесса, а следующий этап. Начинать с подстегивания фибробластов было рискованной идеей, и она не увенчалась успехом. Однако в мире проводится еще не менее десятка исследований в этой области, часть их перешла со второй на третью фазу клинических испытаний. Достаточно удачно японские ученые завершили исследование своего препарата. Это плазмида, похожая на нашу, но в качестве терапевтического фактора в ней использован ген фактора роста гепатоцитов HGF (гепатоциты - клетки печени, но в данном случае этот белок, несмотря на название, стимулирует рост того же эндотелия сосудов). У себя в Японии они успешно завершили третью фазу, однако не стали регистрировать, производить и продавать препарат, нашли инвестиции, чтобы организовать клинические испытания в США и вместо небольшого рынка внутри страны пойти на глобальный.

Как это работает

Активное вещество неоваскулгена - плазмида, то есть замкнутая в кольцо молекула ДНК. Производят ее биотехнологическим методом: клетки кишечной палочки Escherichia coli , живущие в биореакторе, многократно копируют плазмиду, затем ее выделяют и очищают. Плазмида содержит человеческий ген vegf , который кодирует белок - эндотелиальный фактор роста сосудов (VEGF - vascular endothelial growth factor; эндотелий здесь - выстилка сосудов, их внутренний слой). У этого белка есть несколько изоформ, в данном случае используется VEGF165, состоящий из 165 аминокислот. Показано, что именно такой белок наиболее мощно стимулирует деление сосудистых клеток.

Препарат вводят пациенту в больную ногу несколькими уколами. Плазмида проникает в клетки ишемизированной ткани, которые начинают синтезировать белок по «чертежу» гена. Не вся ДНК окажется внутри клеток, но повода для беспокойства тут нет: время жизни этой плазмиды в организме вне клетки - десятки минут, потом ее разрушат ферменты, так что генетическая конструкция не попадет ни в какие другие органы и ткани, ее действие будет только местным.

Клетки начинают синтезировать и выделять VEGF165. Он проникает в сосудистое русло и связывается с рецепторами эндотелиальных клеток. Это команда: «Начинаем выращивать здесь новый сосуд». Клетки активно делятся, мигрируют в сторону ишемизированной ткани и начинают формировать новую трубочку сосуда, обходной путь для крови. Это не менее сложный процесс, чем строительство новой дороги: необходимо организовать съезд с основной магистрали, расчистить трассу, то есть растворить плотные ткани на пути сосуда. Разумеется, трубочка, состоящая из эндотелиальных клеток, должна еще одеться снаружи мышечным слоем и волокнами соединительной ткани. В итоге кровоток восстановлен, ткани снова полноценно снабжаются кислородом и питательными веществами - ишемия отступает.

Результаты

Наш препарат прошел все этапы клинических испытаний. В российских нормативных документах они не называются «тремя фазами», но смысл от этого не меняется: первый этап - оценка безопасности, второй этап - определение режима дозирования, наиболее частых побочных действий, первые данные об эффективности, и третий - точное определение эффективности и более редкие побочные эффекты и осложнения. Три организации, в которых проводились клинические испытания, - это Российский научный центр хирургии имени Б. В. Петровского, Рязанский государственный медицинский университет и Ярославская областная клиническая больница.

Для первого этапа обычно привлекают здоровых молодых добровольцев. Однако в нашем случае это было бы неэтично, поскольку речь все-таки шла о генной терапии. В этом вопросе у нас было полное согласие с представителями контролирующего органа (на тот момент, в 2009 году, это была Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения, теперь же функция регистрации лекарственных препаратов передана непосредственно в Минздрав): здоровым людям генную конструкцию вводить не стоит, нужно совместить первый этап с началом второго и проводить оценку безопасности уже на пациентах. В таком решении не было ничего необычного: во всем мире сильнодействующие препараты, например те, что используют в психиатрии, на здоровых добровольцах не тестируют.

Препарат испытывали при второй и третьей стадии ХИНК по общепринятой классификации А. В. Покровского-Фонтейна. Стадия 2а - пациент может пройти около километра, а дальше начинаются боли. Уже на этой стадии в метаболизме мышечных волокон происходят необратимые изменения. Стадия 2б - безболевая дистанция 200 метров и менее, а третья стадия, когда говорят уже о критической ишемии нижних конечностей - боли в покое, при сидении и лежании. При этих же стадиях сейчас показано применение неоваскулгена - то есть практически при всех, за исключением первой, бессимптомной, когда пациент даже не знает, что болен, и четвертой, некротической, когда образуются язвы и гангрены. Впрочем, бывали случаи, когда доктора назначали препарат и на четвертой стадии как терапию отчаяния, закрывая глаза на инструкции. Потому что эффект превосходил наши самые оптимистические предположения.

Доктора, принимавшие участие в клинических испытаниях, как правило, начинали их с колоссальным скепсисом. Многоопытному хирургу, перевидавшему десятки, если не сотни тяжелых пациентов, прекрасно представляющему и все возможности терапии, и прогнозы, предлагают сделать больному какие-то инновационные уколы - реакцию нетрудно представить. А потом проходят две недели, раздается звонок, и доктор говорит: «У меня пациент бросил костыли и самостоятельно поднимается на третий этаж». Такая история произошла в Ростове-на-Дону, где проверяли эффективность препарата под руководством доктора медицинских наук, профессора Ростовского государственного медицинского университета Ивана Ивановича Кательницкого. Сейчас мы зарегистрировали препарат и на Украине, где врачи его встретили не с меньшим, а возможно, и с большим недоверием, чем их российские коллеги. Недавно я получил от одного из них электронное письмо с заголовком: «Это бомба!» - настолько он был изумлен результатом.

Сразу отмечу, что чудесные истории, к сожалению, происходят не с каждым больным. Как и для любого лекарственного средства, есть категория пациентов, которые не отвечают на терапию неоваскулгеном. Мы пытаемся разобраться, почему так происходит и что тут можно исправить. Кроме того, далеко не все пациенты страдают только атеросклерозом: у кого-то он протекает на фоне диабета, или у кого-то развивается тромбангиит (болезнь Бюргера), и это, конечно, ухудшает результат. Приблизительно 15% больных реагируют на лечение не так, как бы мы хотели, - очень и очень незначительно. Однако есть четкая положительная тенденция, и даже можно отметить, что чем тяжелее ишемия, тем ярче выражен клинический эффект. Некоторых больных мы наблюдаем уже два-три года. Коллеги из Ярославля (И. Н. Староверов, Ю. В. Червяков) подвели статистику по четырем годам - мы видим, что пациент, который с трудом мог пройти 50 метров, через два года отправляется на дальние прогулки, безболевая дистанция выросла до трех километров. Был примечательный случай и на ранней стадии: пациента, страстного охотника, не устраивали боли в ногах после первого километра, и он сам приобрел препарат. Сейчас этот человек охотится на лося, проходит в быстром темпе многие километры.

В рамках клинического исследования пациенты заполняли опросники, позволяющие оценить изменения в качестве жизни. Там было несколько шкал, которые сводились к двум компонентам: физическому здоровью и психологическому благополучию. Выяснилось, что физический компонент улучшается с очень хорошей достоверностью, это видно на примере той же дистанции безболевой ходьбы. А вот психологические улучшения, хотя и были отмечены, не достигли статистически значимой разницы. Может быть, дело в том, что после долгой ходьбы ноги всё равно начинают болеть, а хочется, чтобы не болели совсем, а может, людям трудно поверить в хорошее после тяжелой болезни и мрачных перспектив, или всему виной российская ментальность, о которой так много говорят. Любопытно было бы сравнить результаты по этому показателю в других странах.

Цена вопроса

Сколько стоит препарат, во что обойдется лечение? Препарат, увы, дорогой. Точные цены в статье приводить нет смысла, проще посмотреть в Интернете, но настраиваться надо на сумму порядка ста тысяч рублей за одну упаковку. Если учесть, что курс простагландинов стоит в среднем около 40 тысяч рублей и повторять его нужно каждые полгода, а эффект от неоваскулгена сохраняется и даже усиливается минимум два-три года, то картина не такая пессимистическая. Но все-таки почему так дорого?

Вот что говорит по этому поводу наш генеральный директор, непосредственный руководитель данного направления А. А. Исаев: «Неоваскулген - первый в классе препарат, что означает большие инвестиции: годы исследований, непростая работа с регуляторами и врачами, огромные усилия по созданию производства для выпуска на рынок. А на выходе небольшие количества доз препарата, пока его применение не станет широкой практикой. Отсюда и высокая цена на оригинальные разработки в сравнении с их копиями и так называемыми дженериками. Цена, уникальность и широкое применение тесно связаны. Поэтому наша задача - не только разработать препарат, но и сделать его доступным для всех. Мы много работаем над этим».

С нашей точки зрения, желательный вариант развития событий - включение неоваскулгена в перечень лекарственных средств, которые могут быть закуплены за счет федерального или регионального бюджета и предоставлены пациентам, нуждающимся в таком лечении. Подобное решение экономически обоснованно: как ни странно, пациент с одной ногой или вообще без ног обходится государству дороже, чем покупка препарата, который позволит избежать ампутации. Некоторую надежду дает и то, что неоваскулген официально является «инновационным препаратом», то есть включен в соответствующие списки как приоритетный и заслуживающий поддержки со стороны государства.

Понятно, что себестоимость неоваскулгена не может быть совсем уж низкой. Выращивание E. coli в биореакторе, манипуляции с ней, выделение и очистка плазмиды, подготовка лекарственной формы, контроль качества - всё это труд квалифицированного персонала, дорогостоящие приборы и реактивы. Но интересно, что себестоимость только производственной части в России примерно в восемь раз выше, чем если бы то же самое делалось, допустим, в Израиле. Причина проста: и оборудование, и расходные материалы - всё это у нас импортное, что и увеличивает затраты. Кроме того, вложения в клинические испытания, в обучение врачей, нужно постепенно окупить. Есть свои интересы и у нашего дистрибьютора, компании «Сотекс», - это одна из компаний, входящих в известную на фармацевтическом рынке группу «Протек». Их работа тоже необходима, это они поставляют препарат в регионы, чтобы он был доступен не одним столичным жителям.

Мы, со своей стороны, предпринимаем все усилия для того, чтобы препарат подтвердил свою эффективность в ходе широкого применения, - ежемесячно проводим выездные мероприятия, встречи, круглые стол, общаемся с врачами, отвечаем на вопросы. Глядя на карту РФ, я уже могу назвать специалистов по сосудистой хирургии в каждом регионе. Нельзя сказать, чтобы это был парад единодушия, - у каждого практикующего врача свой опыт и свое отношение к показаниям и противопоказаниям. Но о препарате знают, его применяют, и это для нас главное. Когда есть результаты и они убедительны для экспертного сообщества в конкретном регионе, разговаривать с чиновниками уже проще. Если всё сложится удачно, в арсенале сосудистых хирургов вскоре появится новый полезный инструмент.

Генная терапия - это лечение наследственных, ненаследственных, которое осуществляется путем введения в клетки пациента других генов. Целью терапии является устранение генных дефектов либо придание клеткам новых функций. Намного проще ввести в клетку здоровый, полноценно работающий ген, чем исправлять дефекты в имеющемся.

Генная терапия ограничивается исследованиями в соматических тканях. Это связано с тем, что любое вмешательство в половые и зародышевые клетки может дать совершенно непредсказуемый результат.

Применяемая в настоящее время методика эффективна при лечении как моногенных, так и мультифакториальных заболеваний (злокачественные опухоли, некоторые виды тяжелых сердечно-сосудистых, вирусных заболеваний).

Около 80% всех проектов генной терапии касаются ВИЧ-инфекции и В настоящее время ведутся исследования таких как гемофилия В, муковисцидоз, гиперхолестеринемия.

Лечение подразумевает:

· выделение и размножение отдельных типов клеток пациента;

· введение чужеродных генов;

· отбор клеток, в которых «прижился» чужеродный ген;

· вживление их больному (например, посредством переливания крови).

Генная терапия основывается на введении клонированных ДНК в ткани больного. Самыми эффективными методами при этом считаются инъекционные и аэрозольные вакцины.

Генная терапия работает в двух направлениях:

1. Лечение моногенных заболеваний. К ним относятся нарушения в работе головного мозга, которые связаны с какими-либо повреждениями клеток, которые вырабатывают нейромедиаторы.

2. Лечение Основные подходы, использующиеся в данной области:

· генетическое усовершенствование иммунных клеток;

· повышение иммунореактивности опухоли;

· блок экспрессии онкогенов;

· защита здоровых клеток от химиотерапии;

· ввод генов-супрессоров опухоли;

· производство противоопухолевых веществ здоровыми клетками;

· продукция противоопухолевых вакцин;

· локальное воспроизведение нормальных тканей при помощи антиоксидантов.

Использование генной терапии имеет много плюсов и в некоторых случаях является единственным шансом на нормальную жизнь для больных людей. Тем не менее, эта область науки до конца не изучена. Существует международный запрет на испытания на половых и доимплантационных зародышевых клетках. Это сделано с целью предотвращения нежелательных генных конструкций и мутаций.

Разработаны и общепризнанны некоторые условия, при которых допускаются клинические испытания:

Ген, перенесенный в клетки-мишени, должен быть активен продолжительное время.

В чужеродной среде ген должен сохранять свою эффективность.

Перенос гена не должен вызывать негативных реакций в организме.

Существует ряд вопросов, которые и сегодня остаются актуальными для многих ученых по всему миру:

Смогут ли ученые, работающие в области генной терапии, разработать полную генокоррекцию, которая не будет представлять угрозы потомству?

Будет ли необходимость и полезность генотерапевтической процедуры для отдельной супружеской пары превосходить риск этого вмешательства для будущего человечества?

Оправданы ли подобные процедуры, учитывая в будущем?

Каким образом будут соотноситься подобные процедуры на человеке с вопросами гомеостаза биосферы и общества?

В заключении можно отметить, что генетическая терапия на современном этапе предлагает человечеству пути лечения самых тяжелых заболеваний, которые совсем недавно считались неизлечимыми и смертельными. Однако, в то же время, развитие этой науки ставит перед учеными новые проблемы, которые необходимо решать уже сегодня.

Рынок генной терапии имеет все шансы стать самым быстрорастущим рынком в мире в ближайшие 10 лет. Перспективы, которые открывают генетические манипуляции мотивируют представителей Большой Фармы не только вести собственные исследования, но и активно скупать наиболее многообещающие компании.

Фармгигант Novartis, судя по всему, может положить начало широкому внедрению генной терапии в мировую клиническую практику: управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA) одобрило использование генной терапии для пациентов в возрасте от 3 до 25 лет, страдающих острым лимфобластным лейкозом.

Лечение помогает достигнуть ремиссии, а в некоторых случаях даже победить заболевание. СМИ уже справедливо окрестили это событие «новой эрой медицины» - человечество при помощи генетических манипуляций постепенно справляется с неизлечимыми ранее заболеваниями.

Вспомним, что привело к началу «новой эры» и посмотрим, куда движется один из самых многообещающих рынков.

С чего всё начиналось

Примерно 15 лет назад учёным удалось «прочитать» геном и наконец-то получить доступ к «исходному коду» человеческого организма, который хранит в себе все необходимые данные о нём, а главное - контролирует его жизнь и смерть. Ещё несколько лет потребовалось на то, чтобы осмыслить полученные знания и постепенно начать транслировать их в область практического применения: сначала в диагностическую, а затем и в клиническую практику.

За последние 100 лет справляться с возбудителями различных заболеваний, вроде вирусов и бактерий, наука научилась довольно хорошо - спасибо вакцинам и антибиотикам, - но недуги, вызванные мутациями в генах, долгое время считались неизлечимыми. Поэтому расшифровка более 3 млрд пар нуклеотидов открыла поистине неограниченные перспективы для развития «медицины будущего» - в первую очередь превентивной генетической терапии, а, в идеале, медицины полностью персонализированной.

Рыночные эксперты предрекают этим областям бурный рост: рынок генной терапии рака прогнозируется в $4 млрд к 2024 году, рынок генной терапии в целом - в $11 млрд к 2025, а прогнозы для всей персонализированной медицины ещё более оптимистичны: от $149 млрд в 2020 году до $2,5 трлн к 2022.

Первыми плодами расшифровки человеческого генома стало усовершенствование диагностики врожденных заболеваний или предрасположенности к ним (многие вспомнят случай с геном BRCA1 и Анджелиной Джоли). На этом фоне начал стремительно развиваться рынок так называемой «потребительской генетики» - , что к 2020 году он вырастет до $12 млрд.

Генетические тесты дают пациенту возможность провести анализ и найти «плохие гены» в своём организме или, наоборот, возрадоваться их отсутствию. Изначально довольно дорогое удовольствие ($999–2500) становилось всё более доступным по мере уменьшения стоимости секвенирования. Например, цена комплексного исследования, которое предлагает сегодня один из лидеров мирового рынка, компания 23andMe, составляет $199. В России цены несколько выше: от 20 000 до 30 000 рублей.

Помимо этого, реальностью становится таргетная терапия, которая особенно важна не только для наследственных заболеваний, но и для сердечно-сосудистых и инфекционных болезней, а также онкологии - ведущих причин смерти по всему миру . Генетические манипуляции позволяют ввести пациенту «хорошие» гены, чтобы компенсировать проблемы, вызванные халтурной работой генов «плохих» - например, как в случае с гемофилией , а в будущем позволят и «ремонтировать» или полностью удалять вредоносные гены - например, те, что вызывают нейродегенеративную болезнь Гентингтона . Пока генная терапия занимает на фармацевтическом рынке весьма скромное место, но её доля обязательно будет неуклонно расти.

Конечно, остаётся множество проблем, которые требуют решения: это и высокий риск иммунных реакций, высокая стоимость терапии и, быть может, даже этические вопросы, связанные с внесением изменений в человеческий организм на генетическом уровне. Однако подобные манипуляции - шанс для пациентов, болезни которых либо признаны неизлечимыми, либо не поддаются эффективной терапии при помощи существующих лекарств, а также новое оружие в борьбе против старения, дающее человечеству надежду на здоровое долголетие на совершенно ином уровне, а рынку - новые, куда более многообещающие пути для развития.

Первые победы

Эта программа начинает действовать ещё с момента полового созревания и медленно, но неумолимо приводит к смерти. Причём это достаточно регламентированный процесс. У каждого вида наблюдается четкий лимит жизни, который ему отпущен. У мыши, например, - это, в среднем, 2,5 года, у человека - примерно 80 лет. При этом есть другие грызуны, живущие в разы или даже на порядок дольше мышей - например, белки или знаменитый голый землекоп.

Главный вопрос заключается в том, можно ли старение отключить или хотя бы замедлить. Возможно, ответить на этот вопрос поможет революционная технология, обращающая клеточное развитие вспять, которую открыл Синъя Яманака, профессор Института передовых медицинских наук в Университете Киото: он установил, что индукция совместной экспрессии четырёх факторов транскрипции (Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc, а все вместе - OSKM, или факторы Яманаки), которые тесно связаны с основными этапами жизненного цикла клетки, превращает соматические клетки обратно в плюрипотентные. За это поистине революционное открытие в 2012 году Яманака получил Нобелевскую премию.

Используя прорыв Яманаки, группа учёных из Института Солка под руководством Хуана Карлоса Исписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) попыталась применить этот природный механизм обнуления биологических часов для продления жизни взрослых животных. И не ошиблась. При помощи факторов Яманаки им удалось подтвердить гипотезу о возможности отката «эпигенетических часов», то есть омоложения клеток, и увеличить среднюю продолжительность жизни быстростареющим мышам на 33%-50% по сравнению с различными контрольными группами.

Генная терапия – одна из стремительно развивающихся областей медицины, которая предполагает лечение человека посредством введения в организм здоровых генов. Причем, как утверждают ученые, с помощью генной терапии можно добавить недостающий ген, исправить или заменить его, улучшив тем самым работу организма на клеточном уровне и нормализовав состояние больного.

По словам ученых, потенциальными кандидатами для генной терапии на сегодняшний день являются 200 млн. жителей планеты, причем эта цифра неуклонно растет. И очень отрадно, что несколько тысяч пациентов уже получили лечение от неизлечимых недугов в рамках проводимых испытаний.

В данной статье расскажем о том, какие задачи ставит перед собой генная терапия, какие заболевания можно лечить этим методом и с какими проблемами приходится сталкиваться ученым.

Где применяется генотерапия

Изначально генная терапия была задумана для борьбы с тяжелыми наследственными заболеваниями, такими как болезнь Хантингтона, муковисцидоз (кистозный фиброз) и некоторыми инфекционными заражениями. Однако 1990-й год, когда ученым удалось скорректировать дефектный ген, и, введя его в организм больного, победить муковисцидоз, стал поистине революционным в области генной терапии. Миллионы людей во всем мире получили надежду на лечение заболеваний, которые прежде считались неизлечимыми. И пусть такая терапия находится у самых истоков развития, ее потенциал вызывает удивление даже в научном мире.

Так, например, кроме кистозного фиброза, современные ученые добились успехов борьбе с такими наследственными патологиями, как гемофилия, энзимопатия и иммунодефицит. Более того, лечение генами позволяет бороться с некоторыми онкологическими заболеваниями, а также с патологиями сердца, болезнями нервной системы и даже травмами, к примеру, с повреждениями нервов. Таким образом, генная терапия занимается заболеваниями с крайне тяжелым протеканием, которые приводят к ранней смертности и, зачастую, не имеют другого лечения, кроме терапии генами.

Принцип лечения генами

В качестве действующего вещества врачи используют генетическую информацию, а если быть точным, молекулы, которые являются носителями такой информации. Реже для этого применяют нуклеиновые кислоты РНК, а чаще – клетки ДНК.

Каждая такая клетка обладает так называемым «ксероксом» – механизмом, при помощи которого она переводит генетическую информацию в белки. Клетка, у которой имеется правильный ген и без сбоев работает «ксерокс», с точки зрения генной терапии является здоровой клеткой. У каждой здоровой клетки имеется целая библиотека оригинальных генов, которые она использует для правильной и слаженной работы всего организма. Однако если по какой-либо причине важный ген утерян, восстановить такую потерю не представляется возможным.

Это становится причиной развития серьезных генетических заболеваний, таких как миодистрофия Дюшена (при ней у больного прогрессирует мышечный паралич, и он в большинстве случаев не доживает до 30 лет, умирая от остановки дыхания). Или менее фатальная ситуация. К примеру, «поломка» определенного гена приводит к тому, что белок перестает выполнять свои функции. И это становится причиной развития гемофилии.

В любом из перечисленных случаев на помощь приходит генная терапия, задачей которой является доставить нормальную копию гена в больную клетку и подложить в её в клеточный «ксерокс». В этом случае наладится работа клетки, а может быть, восстановится функционирование всего организма, благодаря чему человек избавится от тяжелого недуга и сможет продлить свою жизнь.

Какие болезни лечит генная терапия

Насколько реально помогает человеку генная терапия? По подсчетам ученых, в мире насчитывается около 4200 заболеваний, которые возникают в результате неправильной работы генов. В этом плане потенциал у данного направления медицины просто невероятный. Однако гораздо важнее то, чего на сегодняшний день удалось добиться медикам. Безусловно, на этом пути хватает трудностей, однако уже сегодня можно выделить ряд локальных побед.

К примеру, современные ученые разрабатывают подходы к лечению ишемической болезни сердца посредством генов. А ведь это невероятно распространенное заболевание, которое поражает гораздо больше людей, чем врожденные патологии. В конечном итоге, человек, столкнувшийся с ишемической болезнью, оказывается в таком состоянии, когда единственным спасением для него может стать генная терапия.

Более того, на сегодняшний день при помощи генов лечатся патологии, связанные с поражением центральной нервной системы. Это такие заболевания, как боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона. Что интересно, для лечения перечисленных недугов используются вирусы, которые имеют свойство атаковать нервную систему. Так, при помощи вируса герпеса в нервную систему доставляют цитокины и факторы роста, замедляющие развитие заболевания. Это яркий пример того, как патогенный вирус, который обычно вызывает болезнь, обрабатывается в лабораторных условиях, лишаясь белков, несущих заболевание, и используется как кассета, которая доставляет в нервы целебные вещества и тем самым действует во благо здоровья, продлевая жизнь человека.

Еще одним тяжелым наследственным заболеванием является холестеринемия, которая приводит организм человека к неспособности регулировать холестерин, вследствие чего в его организме скапливаются жиры, и возрастает риск инфарктов и инсультов. Чтобы справиться с этой проблемой, специалисты удаляют больному часть печени и исправляют поврежденный ген, останавливая дальнейшее накопление холестерина организмом. После этого исправленный ген помещают в обезвреженный вирус гепатита, и с его помощью отправляют обратно в печень.

Читайте также:

Имеются положительные подвижки и в борьбе со СПИДом. Не секрет ведь, что СПИД вызывается вирусом иммунодефицита человека, который разрушает иммунную систему и открывает ворота к организму смертельно опасным заболеваниям. Современные ученые уже знают, каким образом изменить гены, чтобы они перестали ослаблять иммунную систему, а начали укреплять ее для противодействия вирусу. Такие гены вводятся через кровь, посредством ее переливания.

Работает генная терапия и против раковых заболеваний, в частности, против рака кожи (меланомы). Лечение таких пациентов предполагает введение генов с факторами некроза опухоли, т.е. генов, которые содержат противоопухолевый белок. Более того, сегодня проводятся испытания по лечению рака мозга, где больным пациентам вводят ген, содержащий информацию по увеличению чувствительности злокачественных клеток к применяемым препаратам.

Болезнь Гоше представляет собой тяжелейшее наследственное заболевание, которое вызывается мутацией гена, подавляющего производство особого фермента – глюкоцереброзидазы. У лиц, страдающих от этого неизлечимого недуга, увеличена селезенка и печень, а с прогрессированием недуга начинают разрушаться кости. Ученым уже сегодня удались опыты по введению в организм таких пациентов гена, содержащего информацию по выработке данного фермента.

А вот еще один пример. Не секрет, что ослепший человек на всю оставшуюся жизнь лишается возможности воспринимать зрительные образы. Одной из причин врожденной слепоты считается так называемая атрофия Лебера, которая, по сути, является генной мутацией. На сегодняшний день ученые вернули 80 слепым людям зрительные способности, посредством модифицированного аденовируса, который доставил «рабочий» ген в ткани глаза. К слову, несколько лет назад ученым удалось вылечить дальтонизм у подопытных обезьян, путем внедрения в сетчатку глаза животного здорового человеческого гена. А совсем недавно такая операция позволила вылечить дальтонизм первым пациентам.

Что характерно, метод доставки генной информации при помощи вирусов является самым оптимальным, так как вирусы сами находят свои цели в организме (вирус герпеса обязательно найдет нейроны, а вирус гепатита – печень). Однако у данного метода доставки генов есть существенный недостаток – вирусы иммуногены, а значит, при попадании в организм могут быть уничтожены иммунитетом до того, как успеют сработать, а то и вызовут мощные иммунные ответы организма, лишь ухудшив состояние здоровья.

Существует и другой способ доставки генного материала. Это кольцевая молекула ДНК или плазмида. Она отлично спирализуется, становясь очень компактной, что позволяет ученым «упаковать» ее в химический полимер и внедрить в клетку. В отличие от вируса, плазмида не вызывает иммунной реакции организма. Однако этот способ менее подходящий, т.к. спустя 14 дней плазмида удаляется из клетки и продукция белка останавливается. То есть, таким способом ген необходимо вводить на протяжении длительного времени, пока клетка будет «выздоравливать».

Таким образом, у современных ученых есть два мощных метода доставки генов к «больным» клеткам, причем использование вирусов выглядит более предпочтительным. В любом случае окончательное решение по выбору того или иного метода выбирает врач, исходя из реакции организма пациента.

Проблемы, с которыми сталкивается генотерапия

Можно сделать определенный вывод о том, что генная терапия – малоизученная область медицины, которая сопряжена с большим количеством неудач и побочных эффектов, и в этом ее огромный недостаток. Однако есть еще и этический вопрос, ведь многие ученые выступают категорически против вмешательства в генетическое строение человеческого организма. Именно поэтому, сегодня существует международный запрет на использование в генотерапии половых клеток, а также доимплантационных зародышевых клеток. Сделано это для того, чтобы предотвратить нежелательные генные изменения и мутации у наших потомков.

В остальном же, генная терапия не нарушает никаких этических норм, ведь она призвана бороться с тяжелыми и неизлечимыми заболеваниями, в которых официальная медицина попросту бессильна. И в этом самое главное преимущество лечения генами.
Берегите себя!