[МУЗЫКА] [МУЗЫКА] Итак,

мы добрались до самого актуального и,

наверное, самого интересного материала в этом модуле — это, собственно,

то, как применяются технологии получения трансгенных организмов для лечения людей.

На самом деле я должен сказать, что трансгенные люди уже среди нас,

они были первые получены, созданы еще в 2000 году,

и этот эксперимент был проведен для того, чтобы попытаться справиться с очень

тяжелым заболеванием — так называемым X-сцепленным тяжелым иммунодефицитом.

Это заболевание проявляется в том, что из-за мутации в одном из

генов на X-хромосоме (поэтому и называется X-сцепленный иммунодефицит) стволовые

клетки крови, которые находятся в красном костном мозге,

не могут продуцировать клетки иммунной системы, T- и B-клетки иммунной системы.

Из-за этого у человека с таким заболеванием практически отсутствует

иммунитет.

И это, как я сказал, очень тяжелое заболевание: без лечения

пациент погибает до первого года жизни, и на самом деле даже при лечении,

которое тоже дорогостоящее, очень сложное и состоит из очень большого комплекса

препаратов (антибиотиков, иммуномодуляторов),

даже при этом продлить жизнь пациента значительно не удается обычно.

Заболевание на самом деле известно давно, и еще в 1970-х годах был

предложен такой оригинальный способ с ним справиться, он был применен к мальчику,

которого, может быть, многие из вас знают или слышали о нем — Дэвид Веттер или более

такое известное его прозвище — это bubble boy (мальчик в шаре).

Как только он был рожден, его сразу же поместили в специальный скафандр

с таким шлемом в виде шара, как вы можете увидеть здесь на фотографии, для того,

чтобы полностью исключить его контакт с любыми патогенами из окружающей среды.

Вы видите, что даже воздух он получает из специальных таких шлангов,

перед попаданием в которые воздух фильтруется,

чтобы никакие инфекционные частицы не могли к этому мальчику попасть.

Ну и действительно, это помогло продлить ему жизнь на протяжении более чем 10 лет,

но понятно, что это не способ борьбы с заболеванием.

Во-первых, это совершенно ну...

неподобающий уровень жизни, то есть очень тяжело вести нормальное существование,

если ты постоянно должен находиться в таком скафандре.

Ну и, кроме того, это тоже очень дорогая процедура, то есть это очень дорогой уход

за человеком, который вот так должен существовать.

И то, что предлагается сейчас для лечения этого заболевания, именно лечения,

а не вот какого-то небольшого продления жизни,

если человек родился с такой болезнью — это пересадка красного

костного мозга от человека с нормальным геном на X-хромосоме.

И соответственно, пересадка этих клеток позволяет им формировать нормальные

клетки иммунной системы у пациента.

Но проблема тут в том, что для пересадки нужно подбирать соответствующего донора,

иначе из-за иммунной несовместимости пересаженные клетки будут воспринимать

клетки пациента, как чужеродные, вражеские, атаковать их сформировавшейся

иммунной системой и только ухудшать течение заболевания.

И вот даже теоретически подобрать донора возможно только в 30% случаев,

не говоря уже о том, что, вообще говоря, это тоже очень дорогая операция по

пересадке костного мозга, и она не всегда проходит успешно.

Не у всех есть средства для того, чтобы ее осуществить,

ну и вот пример того самого Дэвида Веттера.

Уже в подростковом возрасте ему сделали такую операцию, и к сожалению,

вскоре после операции он погиб, то есть операция ему не помогла.

И вот для того, чтобы побороть эту тяжелую болезнь, был предложен подход,

связанный с применением именно вирусов для доставки трансгена в клетки.

Основа подхода заключается в том, что из пациента с заболеванием

берут биопсию костного мозга и клетки красного костного мозга заражают вирусами,

несущими нормальный ген человека, который вот как раз находится на X-хромосоме.

Тот самый ген, который мутировал, и которого не хватает в клетках пациента.

После заражения клетки немедленно возвращаются в костный мозг пациента,

где они начинают размножаться и формируют нормальную иммунную систему.

Ну, надо сказать, что первый такой эксперимент был проведен в 2000 году.

20 пациентам из разных стран была...

Это были новорожденные дети, им была проведена такая операция,

и такая операция прошла достаточно успешно.

Вот на сегодняшний день лучше всего охарактеризованы девять пациентов,

которых оперировали во Франции.

Из девятерых выжило до сих пор восемь, то есть вы можете их представить,

им около 16 лет должно быть, это очень много для такого заболевания.

Один пациент, который погиб,

он погиб на самом дел не от иммунодефицита, а от T-клеточной лейкомы.

T-клеточная лейкома — это злокачественное заболевание, которое вызвано

неограниченной пролиферацией, неограниченным делением клеток...

T-клеток крови.

На самом деле это не случайность, что именно T-клетки крови,

которые, собственно, должны были образовываться из введенных клеток...

стволовых клеток красного костного мозга, именно они начали неограниченно делиться,

а это связано с тем, что вирус, который нес нормальный ген,

которого не доставало в клетках, он случайно встроился именно в то место,

где находился другой совершенно ген,

отвечающий за контроль деления клеток крови.

И он разрушил этот ген, и из-за этого клетки начали неограниченно делиться.

Такие гены, мы о них уже говорили, которые контролируют клеточную пролиферацию,

клеточное деление, они называются протоонкогены.

На самом деле не только у этого одного пациента,

а еще у троих из французской группы также началась T-клеточная лейкома.

И ясно, что, вообще говоря, это не может быть совпадением, потому что

представьте себе, мы уже говорили о том, что генов у нас в геноме всего 2%.

Из них далеко не все являются онкогенами, онкогены — это только небольшая часть.

Но какая должна быть вероятность,

чтобы случайно встраивающийся куда-то в геноме вирус попал именно в онкоген?

Казалось бы, очень маленькая.

А у четверых пациентов из девяти во французской группе развивается T-клеточная

лейкома.

На самом деле тут дело в том, что вы обрабатываете вирусом в таком подходе,

естественно, не одну, не две клетки, а сотни тысяч или миллионы клеток,

иначе никакого эффекта не будет.

Вам нужно много клеток для того, чтобы компенсировать эффект заболевания.

И поэтому из сотен тысяч или миллиона может с

высокой вероятностью попасться какая-нибудь одна, в которой вирус,

каждый раз встраиваясь случайно, встроится именно в протоонкоген.

А потом, поскольку нарушен ген,

который отвечает за контроль деления, клетки начинают делиться очень

быстро и получают как бы преимущество по сравнению со всеми остальными клетками.

И поэтому, несмотря на такой маленький, казалось бы,

шанс попасть один раз в протоонкоген, в сумме получается вероятность

злокачественного новообразования очень высокая при таком подходе.

Тем не менее, троих пациентов, у которых образовалась лейкома чуть позже,

чем у первого, о котором я говорил, их вылечили при помощи химиотерапии.

У них сейчас полная ремиссия.

И в общей сложности из восьми выживших детей

у семерых имеется относительно работоспособная иммунная система,

причем четверо из них вообще не нуждаются в какой бы то ни было медицинской

помощи постоянно, они живут абсолютно нормальной жизнью.

И трое, им продолжают оказывать некую медицинскую помощь вспомогательную,

но они тоже живут относительно нормальной жизнью,

то есть не как вот этот мальчик в скафандре.

Они могут жить более-менее нормально.

И поскольку эксперимент оказался более-менее успешным,

в 2010 году был начат новый международный эксперимент по лечению 20 новорожденных.

Ну, результатов пока еще нет, но в ближайшее время они появятся.

X-сцепленный тяжелый иммунодефицит — это так называемое моногенное заболевание,

заболевание, вызванное нарушением одного гена — моногенное.

И на самом деле очень много применений трансгенеза при помощи вирусов

для лечения человека связано именно с лечением вот таких моногенных заболеваний,

потому что тут идеология всегда одна: ввести дополнительно тот ген, который...

мутация которого произошла и вызвала заболевание.

На самом деле еще больше подходов к лечению заболеваний при помощи

трансгенеза, опосредованного вирусами,

связано с лечением онкологических заболеваний.

Тут есть целый ряд подходов, я не имею сейчас возможности говорить обо всех,

которые существуют, расскажу вам только два подхода.

Первый из них — это подход, связанный с так называемыми CAR-рецепторами,

искусственными...

искусственно синтезируемыми рецепторами.

В чем он заключается?

Сначала необходимо найти так называемый антиген,

характерный для опухоли, которую мы пытаемся вылечить.

Антиген — это какая-то небольшая молекула,

которая представлена на поверхности клеток опухоли.

Это может быть белок, это может быть на самом деле сахар.

То есть молекула может иметь разное химическое происхождение.

Затем искусственно создается рецептор.

Рецептор — это белковая молекула, он так называется CAR-рецептор,

который узнает именно этот антиген.

Здесь важно, чтобы антиген присутствовал только в клетках опухоли,

потому что иначе будут опознаваться не только клетки опухоли и, как мы в

дальнейшем разберемся, уничтожаться не только клетки опухоли, но и другие.

И затем ген, который кодирует вот наш искусственно созданный рецептор,

белок, он вводится при помощи вирусов в человеческие T-клетки.

T-клетки (мы о них как раз только что говорили) — это клетки иммунной системы.

Их основная функция — это опознать вражеский агент и уничтожить его.

Так вот.

Опознавание вражеского агента осуществляется как раз за счет рецепторов,

которые есть на поверхности T-клеток.

И когда мы вводим в геном T-клеток при помощи вирусов искусственно созданный

рецептор, мы таким образом направляем T-клетки именно против клеток опухоли.

Ну и затем такие T-клетки, модифицированные при помощи вируса,

вводятся в организм человека, и там у него выполняют свою функцию,

то есть уничтожают клетки опухоли.

Другой подход связан с псевдотипированными вирусами, и мы о нем,

на самом деле, уже немножко говорили в начале, в первых лекциях этого модуля.

Идея здесь в том, что вирусы псевдотипируются таким образом,

чтобы они заражали не любые клетки, а только, опять же, клетки опухоли.

Ну и сами вирусы, они при этом несут не какой-нибудь трансген, а трансген,

который кодирует белок, который является токсичным для клеток.

И таким образом он при встройке в клетки опухоли вызывает их смерть.

Ну а встраиваться он может только в клетки опухолей,

потому что мы псевдотипировали вирус таким образом, что он связывается, опять же,

с какими-то рецепторами, которые находятся именно на клетках опухоли.

Ну и я, на самом деле,

хочу вам здесь порекомендовать ознакомиться с соответствующими лекциями

из курса вирусологии от Новосибирского государственного университета,

тоже размещенного на платформе Coursera, где вы можете подробнее узнать о вот таких

вот методиках лечения злокачественных образований при помощи вирусов.

Ну и наконец, для того, чтобы подчеркнуть,

что на самом деле эта технология трансгенеза людей для лечения заболевания,

она очень активно развивается, я хочу показать вот эту гистограмму,

на которой видно, что количество вариантов лечения заболеваний

при помощи трансгенеза в последнее десятилетие только увеличивается.

И вот за последнее время практически каждый год стартуют около сотни новых

клинических испытаний,

и явно с этим связан будущий прогресс в технологии этой в целом.

К сожалению,

вариантов вот таких подходов в России на сегодняшний день практически нет.

Лидируют здесь США с...

большинство клинических испытаний таких методик проводится там.

На втором месте — Великобритания.

Вы можете увидеть, здесь России нет даже в десятке.

Ну, будем надеяться, что, послушав этот курс и загоревшись, воодушевившись, вы

станете специалистами в области технологии трансгенеза и, в частности, вот,

может быть, в биомедицине займетесь вот таким направлением, очень перспективным.

Ну и наконец, я хочу завершить эту лекцию тем, что сказать,

что на самом деле ретровирусы и лентивирусы,

о которых мы говорили в течение всего модуля пока что — это на самом деле

далеко не единственные способы осуществления трансгенеза человека.

И более того, они даже не лидируют, как вы видите.

На первом месте, ну,

практически наравне с ретровирусами используются чаще всего аденовирусы.

Что это такое и почему они используются больше и чаще,

мы разберемся в следующей лекции.

4.8. Лечение заболеваний человека при помощи вирусов

ГМО: технологии создания и применение

Rencontrer les enseignants