Сиддхартха Мукерджи – Ген. Очень личная история (страница 110)
О генетической модификации зародышевых линий в конце 1990-х даже не помышляли: тогда не было никакой сколь-нибудь надежной технологии, позволяющей вносить генетические изменения в человеческие сперматозоиды и яйцеклетки. Но испытания модификации соматических клеток тоже были остановлены. «Биотехнологическая смерть» Джесси Гелсингера[1159], как описал ее
Но генотерапия возвращалась – маленькими, осторожными шажками. Десятилетие видимого застоя между 1990-м и 2000-м на самом деле было десятилетием самоанализа и переосмысления. Эксперты прежде всего дотошно препарировали прискорбный список ошибок, допущенных в испытаниях с Гелсингером. Почему введение предположительно безвредного вируса, доставляющего терапевтический ген в клетки печени, вызвало столь разрушительную, фатальную реакцию? По мере того как врачи, ученые и представители госрегуляторов продирались через детали испытания, причины его провала становились все очевиднее. Использованный вирусный вектор не был должным образом проверен на людях. Но самое главное, иммунный ответ на него у Гелсингера был предсказуем. Мальчик, видимо, уже подвергался естественному воздействию того же штамма аденовируса, что использовали в генотерапевтическом эксперименте. Его бурная иммунная реакция была не отклонением, а совершенно обычным ответом организма, борющегося с патогеном, первое столкновение с которым уже случилось когда-то во время «простуды». Выбрав типичный, распространенный человеческий вирус для доставки гена, генотерапевты допустили критический просчет: они не учли, что векторная конструкция попадет в человеческое тело с его уникальной историей, шрамами и памятью о прежних воздействиях. «Как могла столь прекрасная затея закончиться так чудовищно?» – вопрошал Пол Гелсингер. Теперь мы знаем, как и почему: потому что ученые – в поисках одного лишь прекрасного – не были готовы к катастрофе. Доктора, раздвигающие границы человеческой медицины, забыли учесть обычную «простуду».
В течение 20 лет после смерти Джесси Гелсингера инструментарий первых генотерапевтических испытаний по большей части заменили технологиями второго и третьего поколений. Теперь для доставки генов в клетки человека применяют другие вирусы, разработаны и новые методы отслеживания доставки. Многие из этих вирусов специально отбирали так, чтобы с ними было удобно работать в лаборатории и чтобы они не вызывали сокрушительных, выходящих из-под контроля иммунных реакций, как у Джесси.
В 2014 году знаковая публикация[1160] в
О возможности генной терапии гемофилии впервые заговорили в середине 1980-х. Так как проблема кроется в недостатке функционального свертывающего белка, было бы рациональным использовать вирус для доставки в клетки нормального гена – чтобы тело смогло производить недостающий белок и восстановить свертываемость крови. В начале 2000-х, после почти 20 лет задержки, ученые решили опробовать генотерапию при гемофилии. Два основных варианта гемофилии различаются факторами свертывания, которых недостает в крови. Для тестирования генотерапии выбрали гемофилию B, при которой мутирует ген фактора IX.
Протокол испытаний был прост: 10 мужчинам с тяжелой формой заболевания однократно вводили порцию вируса, несущего ген фактора IX. Затем несколько месяцев отслеживали содержание в их крови синтезируемого с вектора белка. Примечательно, что в этих исследованиях проверяли не только безопасность, но и эффективность: у пациентов, получивших вирус, фиксировали эпизоды кровотечения и потребность в инъекциях фактора IX. Хотя введение терапевтического гена повысило концентрацию фактора IX лишь до 5 % от нормы, на эпизоды кровотечения это оказало поразительное влияние. Число таких случаев сократилось на 90 %, и на столько же снизилась потребность в инъекциях фактора IX. Эффект сохранялся более трех лет.
Мощный лечебный эффект всего лишь пятипроцентного замещения недостающего белка – настоящий маяк для притязаний генотерапевтов. Он напоминает о масштабах избыточности в биологии человека: если всего 5 % свертывающего фактора обеспечивают практически полное восстановление свертывающих функций крови, то остальные 95 %, очевидно, излишни – это буфер, запас, поддерживаемый в теле, видимо, на случай действительно катастрофического кровотечения. Если этот принцип распространяется и на другие заболевания, обусловленные отдельными генами, – хотя бы на тот же муковисцидоз, – то генотерапия может оказаться куда более практичной, чем представлялось ранее. Даже малоэффективной доставки терапевтического гена в небольшую группу клеток может хватить для удержания фатальной болезни под контролем.
А что же насчет извечной фантазии генетики человека о создании перманентно улучшенных человеческих геномов – изменении генов в репродуктивных клетках, или «генотерапии зародышевой линии»? Что насчет создания «постлюдей» или «транслюдей» – то есть человеческих эмбрионов с навсегда модифицированными геномами? К началу 1990-х проблема долговечной инженерии геномов человека свелась к трем научным затруднениям. Каждое из них когда-то казалось глухим научным тупиком, однако сейчас все они в шаге от разрешения. Самое примечательное в геномной инженерии человека сейчас как раз не то, что она слишком от нас далека, а то, что она пугающе и маняще близка.
Первое затруднение заключалось в получении надежной культуры эмбриональных стволовых клеток человека. ЭСК животных выделяют из внутреннего клеточного слоя ранних эмбрионов и далее могут поддерживать в лаборатории и подвергать всяческим манипуляциям, как обычную клеточную линию, а могут дать им возможность реализовать свой потенциал превращения во все ткани зародыша. Благодаря этому изменение генома ЭСК может быть удобным инструментом для внесения постоянных изменений в геном организма: если удастся целенаправленно воздействовать на ДНК этих клеток, генетическое нововведение, по идее, должно будет перейти в эмбрион, во все формирующиеся в нем органы и, таким образом, в весь организм. Генетическая модификация ЭСК – это тот узкий коридор, который обязана преодолевать каждая фантазия геномной инженерии зародышевых линий.
В конце 1990-х Джеймс Томсон, эмбриолог из Висконсина, начал экспериментировать с человеческими эмбрионами в надежде извлечь из них стволовые клетки. Хотя с мышиными ЭСК биологи были знакомы уже с конца 1970-х, десятки попыток найти их аналоги у человека провалились. Томсон выявил два фактора, ответственных за эти провалы: дурное семя и дурную почву. Исходный материал для выделения человеческих стволовых клеток часто был плохого качества, а условия для их роста – неоптимальными. В 1980-х, будучи аспирантом, Томсон усиленно изучал ЭСК мышей. Словно оранжерейный садовник, умеющий убеждать экзотические растения жить и размножаться вне их естественной среды, Томсон постепенно познавал эксцентричные свойства ЭСК. Эти клетки оказались капризными, непостоянными и экстравагантными. Они предпочитали сдуваться и умирать при малейшей провокации. Они нуждались в заботе других клеток, «нянек». Они со странным упорством сбивались в кучки. И наконец, под микроскопом они неизменно завораживали своим полупрозрачным, преломленным, гипнотическим свечением.
Перебравшись в 1991-м в Висконсинский региональный центр приматологии, Томсон приступил к добыче ЭСК из обезьян. Он извлекал шестидневные эмбрионы из беременных макак-резусов и оставлял их расти в чашке Петри. Через шесть дней Томсон счищал наружный слой эмбриона, будто бы снимая кожуру с клеточного фрукта, и извлекал отдельные клетки из сердцевины – внутренней клеточной массы. Он научился культивировать эти клетки, как и мышиные, в гнездах из клеток-кормилиц, которые поставляли важнейшие факторы роста; без этих питающих клеток ЭСК погибали. В 1996-м, убежденный в готовности опробовать свой метод на людях, Томсон запросил у регуляторного совета Висконсинского университета разрешение на получение человеческих ЭСК.
Найти эмбрионы мышей и обезьян было несложно. Но где ученый возьмет свежеобразованные