Дрессированные вирусы
Полный геном человека состоит примерно из шести миллиардов пар нуклеотидных оснований (в двух наборах хромосом). Изменение отдельной «буквы» в геноме может пройти незамеченным, или оказаться смертельным, или вызвать болезнь, причем как прямо, так и косвенно. Не меньше половины наших болезней тем или иным образом зависят от генов. Известно уже около тысячи только моногенных наследственных болезней, то есть связанных с нарушением работы всего одного из примерно 30 000 пар генов.
На разных стадиях клинических испытаний сейчас находятся сотни методов генотерапии. Разрабатываются и испытываются на животных — тысячи. В большинстве случаев для доставки генов в клетки используют вирусы: именно этим они занимаются в природе уже миллиарды лет (к счастью, с переменным успехом). Но даже самые страшные вирусы можно использовать в мирных целях.
Муковисцидоз (кистозный фиброз) — тяжелое и часто встречающееся наследственное заболевание. В Северной и Центральной Европе он обнаруживается у одного новорожденного из 2 000. Название болезни образовано из латинских слов mucus — «слизь» и viscidus — «липкий», поскольку проявляется она обычно повышенной вязкостью слизистых оболочек, хотя нарушения в работе организма носят комплексный характер. Больные обычно умирают, не дотянув до 20 лет из-за различных заболеваний легких или просто от удушья. Причиной же заболевания является дефект гена, кодирующего белок, который обеспечивает и регулирует транспорт ионов хлора через клеточную мембрану. Существующие методы лечения муковисцидоза неэффективны, и надеяться можно только на то, что в клетки больного удастся ввести нормальный ген трансмембранного регуляторного белка CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductase regulator).
Ученые Пенсильванского университета создали для лечения больных муковисцидозом гибрид двух смертельно опасных вирусов. Вирус иммунодефицита человека хорошо умеет добавлять гены в хромосомы, но не способен проникать в клетки эпителия легких. Поэтому его «переодели» в белковую оболочку вируса геморрагической лихорадки Эбола — редкого, но очень опасного заболевания. Разумеется, ВИЧ при этом надежно обезвредили, а на место удаленных генов вставили ген CFTR. Белковая оболочка Эболы сама по себе, без вирусных генов, тоже не опасна, но зато хорошо умеет соединяться с нужными клетками.
В опытах на мышах и обезьянах после вдыхания аэрозоля из лечебных вирусов более 20% клеток легочного эпителия получили нужный ген. Правда, через несколько месяцев лечение приходится повторять из-за естественного отмирания зараженных (вернее, исцеленных) клеток. Ввести лечебный ген навсегда и во все клетки организма — задача более сложная.