Загрузка...
25 апреля 1953 года в журнале Nature вышли сразу три статьи, посвященные исследованиям молекулярной структуры ДНК – дезоксирибонуклеиновой кислоты. Впоследствии за открытие ДНК ученые Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию. А 25 апреля в знак признания важности генетики и научных достижений в этой области стало Международным днем ДНК. В последующие десятилетия уже другие ученые сумели полностью расшифровать геном человека, научились по тесту ДНК с максимальной точностью определять родственные связи и с помощью технологии генной инженерии разрабатывать методы предупреждения наследственных заболеваний, сообщает пресс-служба Сеченовского Университета.
Как данные о геноме человека уже сегодня помогают предотвращать и лечить генетические заболевания и каких прорывов ждать от генетиков в будущем, рассказал заведующий кафедрой медицинской генетики Института клинической медицины имени Н. В. Склифосовского Сеченовского Университета доктор биологических наук, профессор Владимир Гущин.
– Владимир Алексеевич, какие наследственные заболевания уже сегодня можно диагностировать и лечить с помощью информации, которые дает ДНК-тестирование?
– Одними из первых патологий, которые ученые научились выявлять благодаря бурному развитию в XX веке генетики, стали хромосомные нарушения. Например, синдром Дауна – врожденная аномалия, при которой в 21-й паре хромосомного набора человека появляется лишняя хромосома. Это произошло в 50-х годах прошлого века, когда появились технологии цитогенетики, позволяющие изучать кариотип и определять аномалии хромосом, их количество и форму.
Последующее развитие генетики уже с использованием методов биохимии и молекулярной генетики создали основу для ранней диагностики генетических заболеваний. Сейчас на основе данных методов работает государственный неонатальный скрининг. Еще два года назад новорожденных детей в России проверяли лишь на пять редких генетических заболеваний – фенилкетонурию, врожденный гипотериоз, галактоземию, муковисцидоз и врожденную дисфункцию коры надпочечников.
Начиная с 2023 года в нашей стране начала работать программа расширенного неонатального скрининга – список заболеваний, включенный в программу скрининга, увеличился до 36. Сейчас с его помощью у новорожденных выявляют наследственные болезни обмена вещества, спинальную мышечную атрофию, первичные иммунодефициты.
При этом задача неонатального скрининга – не просто выявить заболевания, а сразу начать коррекцию или лечение новорожденного. Например, при спинально-мышечной атрофии такая ранняя диагностика дает возможность назначить ребенку инновационное лечение, благодаря которому он будет жить и полноценно развиваться.
– Но редких генетических заболеваний намного больше 36, входящих в программу скрининга.
– Да, поэтому работа генетиков продолжается. СМА – лишь один из примеров. Для всех заболеваний, включенных в скрининг, есть патогенетическое лечение, то есть направленное не на коррекцию симптомов, а на предотвращение их появления.
Думаю, что, когда будут разработаны эффективные препараты для патогенетического лечения других генетических заболеваний, скрининговая программа будет расширяться.
– В 2020 году ученым, открывшим технологию редактирования генома CRISPR/Cas9, присудили Нобелевскую премию. Эксперты считают, что она открыла новую эру в биологии и медицине и с ее помощью можно исправлять генетические дефекты. Как вы оцениваете перспективы применения этой технологии?
– CRISPR/Cas9 действительно открывает новые возможности для лечения ряда заболеваний, которые считаются пока неизлечимыми. Например, муковисцидоза – наследственного мультисистемного заболевания, при котором любой секрет, выделяемый организмом, становится густым и вязким. Из-за этого поражаются многие жизненно важные органы и системы. Муковисцидоз возникает из-за мутации гена CFTR и начинает проявляться клинически еще в младенчестве.
В перспективе с помощью геномного редактирования пациентов с муковисцидозом можно будет лечить, а не просто применять сопутствующую терапию, которая помогает им жить с этим заболеванием. Не исключено, что технология CRISPR/Cas9 может быть использована и при лечении других моногенных орфанных заболеваний, то есть связанных с поломкой одного гена. Например, болезни Вильсона – Коновалова (вызвана мутацией гена ATP7B). Кроме того, сейчас во всем мире стремительно развиваются мРНК-технологии. Это как раз прямая производная генетических технологий.
Сегодня мРНК-технологии считаются одними из самых перспективных для создания не только вакцин, но и лекарств для профилактики и лечения тяжелых заболеваний, в том числе инфекционных, онкологических заболеваний, а также орфанных патологий.
– В чем принцип действия мРНК-вакцин?
– Такие вакцины стали широко известны во время пандемии коронавируса. Это платформа была широко использована для доставки нужных коронавирусных антигенов в организм, то есть веществ, которые организм рассматривает как чужеродные и дает на них иммунный ответ. Информация об антигенах «зашивается» в макромолекулу, которая содержится в клетках живых организмов – рибонуклеиновую кислоту (РНК).
Еще с помощью мРНК-вакцин можно «нацелить» иммунитет на раковые клетки, поскольку в опухолях обычно появляются белки, несвойственные здоровым клеткам организма, – неоантигены. Противоопухолевые мРНК-вакцины создаются персонально для каждого пациента с учетом индивидуального набора антигенов конкретной опухоли.
– В начале этого года при поддержке Президента и Правительства России был создан Центр развития мРНК-технологий, куда вошел и Сеченовский Университет. Какую роль он будет выполнять в составе центра?
– Сеченовский Университет – одна из 17 организаций, которые вошли в состав Центра развития мРНК-технологий. Одна из задач, которую мы планируем решать, – обучение врачей мРНК-технологиям и особенностям их применения, в том числе использованию в качестве индивидуализированной терапии для пациентов.
Потенциально с помощью мРНК-технологий можно создать большое количество новых биомедицинских продуктов для профилактики и лечения различных заболеваний, поэтому уже сейчас нужны специалисты, которые будут уметь их разрабатывать и применять. Помимо этого, совместно с онкологами, иммунологами, акушерами-гинекологами и другими специалистами нашего клинического центра мы сейчас определяем конкретные направления и нозологии, в которых мРНК-технологии могут быть полезны.
В перспективе совместно с другими организациями мы будем участвовать в разработке препаратов на основе мРНК. Первыми такими препаратами вероятнее всего станут персонализированные терапевтические вакцины для лечения меланомы, рака легкого и других онкозаболеваний.
– Как долго пациентам придется ждать появления новых персонализированных препаратов для лечения тяжелых заболеваний?
– Я в целом оптимистично смотрю на будущее. Думаю, что уже в ближайшие годы активность разработок в этой области многократно возрастет. И все это даст колоссальный рывок для развития медицины будущего. К тому же сейчас совершенствуется нормативная база, регулирующая применение новых для отечественного фармацевтического рынка препаратов.
В феврале этого года вступило в силу постановление правительства РФ, регулирующее применение биотехнологических лекарственных препаратов, изготовленных для конкретного пациента непосредственно в медорганизации. Фактически уже создана возможность разрабатывать и применять подобные препараты в клинической практике.
Это очень важно, потому что, например, онкологическое заболевание не будет терпеливо ждать, пока созданный специально для конкретного пациента противоопухолевый препарат пройдет через все классические фазы доклинических и клинических исследований. Есть ситуации, когда нужно действовать быстро. Совершенствование регуляторики помогает ускорить путь персонализированных лекарств к пациенту.
– Есть ли шанс, что в будущем ученым удастся блокировать гены, отвечающие за развитие тяжелых наследственных заболеваний?
– Думаю, если рассматривать под термином «блокирование» все возможности современной науки – и геномное редактирование, и эпигенетические подходы, и генную инженерию, и иммунотерапию, то, безусловно, это возможно. Фундаментальных молекулярно-биологических ограничений там нет. Постепенно круг заболеваний, которые пока не научились лечить ученые и врачи, будет сужаться. Начиная с наиболее распространенных до самых редких.
Но эволюция человека не останавливается, мы постоянно меняемся на генетическом уровне, появляются и новые возбудители заболеваний, поэтому, как ни крути, будут появляться новые вызовы, которые нам придется преодолевать.
– Известный факт: структура ДНК может повреждаться под воздействием различных внешних факторов – перенесенных болезней, стрессов, вредных привычек. Не на все эти факторы мы можем влиять. Как сохранить здоровые гены и передать их детям?
– Родителям стоит задуматься об этом еще на этапе планирования ребенка. Если один из родителей страдает наследственным заболеванием или является носителем «неправильного» гена, рекомендуется еще до наступления беременности посетить генетика.
Необходимо также проходить пренатальную и неонатальную диагностику, стараться правильно питаться, сохранять физическую и умственную активность, снижать факторы риска, связанные с воспалением, вовремя вакцинироваться. А еще обязательно должны быть баланс и гармония в жизни, нужно поддерживать высокий интерес к жизни, стараться меньше контактировать с мутагенными источниками окружающей среды, например избыточным воздействием ультрафиолетовых лучей. Тогда здоровья, в том числе генетического, хватит на всю жизнь.
– Читала, что в 2008 году на борт МКС привезли «диск бессмертия», который содержит в себе ДНК Стивена Хокинга, Лэнса Армстронга, Джо Гарсия и других выдающихся людей, – на случай всемирной катастрофы. Правда ли, что некоторые черты, присущие незаурядным талантливым людям, передаются по наследству? И как вы думаете, можно ли будет в будущем с помощью генной инженерии встроить в свою ДНК какой-нибудь полезный ген, который сделает носителя талантливым в разных сферах?
– Все то, что касается особенностей психики, работы центральной нервной системы, что делает нас уникальными, с точки зрения генетики имеет полигенный характер, то есть определяется работой и составом множества генов. Многое в этой области нам еще только предстоит узнать.
Однако мне кажется, что попытки улучшить свой геном, чтобы стать умнее, способнее или талантливее в какой-то сфере, не самый продуктивный на текущий момент способ. Лучшее, что может сделать человек, — используя знания о своих генетических особенностях, максимально улучшить свой образ жизни, реализовать себя, выбрать наиболее подходящую профессию, выработать привычки, которые будут максимально раскрывать заложенные генетические способности и скорректировать привычки, которые могут навредить.
Например, когда я проводил исследование своего генома, то узнал об одной из своих особенностей – медленном метаболизме кофеина. Я перестал пить кофе во второй половине дня и однозначно стал лучше спать. А полноценный сон, как известно, очень важен для хорошего здоровья и самочувствия.
Что касается таланта, то генетика каждого человека позволяет иметь талант, который нужно просто заметить и раскрыть. А для раскрытия таланта необходимы определенные социальные условия. Все-таки огромное влияние на формирование и развитие человека как личности оказывают именно социальные условия, а не только гены.
