Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Первое искусственное живое существо. Лечение липодистрофии в США


Темы передачи: первый синтез искусственного живого существа, лечение липодистрофии в США, а также короткие медицинские новости.

Евгений Муслин: Выдающиеся достижения современной молекулярной биологии и генетики широко известны. Полная расшифровка генетического кода человека; раскрытие природы целого ряда наследственных заболеваний; открытие универсальных лечебных возможностей стволовых эмбриональных клеток; изменение природы микробов с помощью методов генной инженерии; наконец, клонирование - вот далеко неполный перечень самых сенсационных открытий последних лет. Сегодня мы попросили профессора Даниила Голубева рассказать о новой, поистине исторической сенсации - о первом в истории синтезе в пробирке живого существа.

Даниил Голубев: Да, такой синтез действительно осуществлен. Впервые из химических веществ, которые, можно свободно приобрести в магазине, в лабораторных условиях синтезирован геном вируса полимиелита, который способен в клетке индуцировать синтез полноценного вируса. Вирус, хоть и маленькое, но полноценное существо, обладающее всеми атрибутами живого, и оно впервые было создано синтетически. Эта работа была выполнена в Нью-Йорке в университете Стони Брук группой ученых под руководством профессора молекулярной генетики и микробиологии доктора Экхард Виммера. Его коллеги - это доктора Анико Паул и Джеронимо Целло.

Евгений Муслин: Как именно была проделана эта работа?

Даниил Голубев: Геном вируса полиомиелита - это молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК), состоящая из 7500 генетических "кирпичиков" - нуклеотидов. (Заметим, кстати, что геном человека состоит из 3 миллиардов таких нуклеотидов). Структура генома вируса полиомиелита, то есть реальный порядок расположения нуклеотидов в этой молекуле РНК, уже давно известна, и ее легко можно узнать через Интернет. По известной последовательности нуклеотидов в молекуле РНК легко выстраивается соответствующая ей, так сказать, комплементарная молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Это было целесообразно сделать, поскольку специальные механические синтезаторы - машины, которые, автоматически синтезируют молекулы нуклеиновых кислот, в основном, настроены на синтез именно ДНК. Правда, обычно такие машины синтезируют цепочки длиной в 50-100 нуклеотидов, но ученые университета Стони Брук заказали коммерческим лабораториям, которые занимаются таким синтезом, множество цепочек, состоящих из 60 нуклеотидов. Заказ такой был сделан по почте, стоимость "наращивания" каждого нового нуклеотида в цепочке - 40 центов.

Евгений Муслин: Но ведь это только ДНК-вая копия, а геном вируса полиомиелита представлен рибонуклеиновой кислотой?

Даниил Голубев: Совершенно верно, и поэтому следующим этапом работы было получение РНК-овой копии этой молекулы ДНК. Это было сделано по стандартной методике с помощью фермента "обратная транскриптаза", который производится промышленностью и свободно продается. Полученную молекулу РНК вводили в экстракт белков, полученных из разрушенных клеток. Методика получения такого экстракта была разработана доктором Виммер еще в 1991-м году и была здесь применена для того, чтобы доказать возможность решить проблему биосинтеза вируса, не используя полноценных клеток. В этом белковом экстракте под влиянием искусственно полученной РНК был зарегистрирован биосинтез новых полноценных частиц вируса полиомиелита. Более того, "новый" вирус оказался способным вызывать при введении в мозг мышей паралитические заболевания, сходные с полиомиелитом человека.

Евгений Муслин: Является ли результат этих исследований совсем неожиданным, сенсационным или можно было предполагать, что РНК вируса полиомиелита окажется способной вызвать такой биосинтез?

Даниил Голубев: С чисто научной точки зрения, такой результат нельзя считать сенсационным. Сенсация была во второй половине 50-х годов прошлого века, когда из вируса мозаичной болезни табака, а затем и из вируса полиомиелита, была выделена чистая ("голая") нуклеиновая кислота, которая, не будучи белком и не имея никаких признаков обмена веществ, обладала способностью инфицировать клетки и вызывать в них синтез новых вирусных частиц, идентичных тем, из которых эта нуклеиновая кислота была выделена. Таким образом, понятие "жизнь" впервые была распространено на небелковые структуры - нуклеиновые кислоты без всякого индивидуального обмена, но способные индуцировать появление нового поколения "живых" вирусов. Работа, о которой мы говорим сегодня, лишь подтвердила те наблюдения и показала, что такую нуклеиновую кислоту можно не только выделять из вирусов, но и искусственно синтезировать.

Евгений Муслин: Почему вы постоянно подчеркиваете доступность каждого этапа работы: "о генетическом коде вируса можно узнать в Интернете", "химические компоненты - купить", "синтез - заказать по почте" и так далее?

Даниил Голубев: Потому что это было одной из главных целей работы. Ведь ее заказчиком было Министерство обороны США, и ему необходимо было выяснить, смогут ли биотеррористы искусственно синтезировать биологические агенты из общедоступных материалов, на основании общеизвестных сведений с тем, чтобы затем их использовать в качестве бактериологического оружия.

Евгений Муслин: Можно ли считать, что предположение военных подтвердилось, и такая возможность в принципе существует?

Даниил Голубев: Я бы так не сказал. С моей точки зрения, результаты работы доктора Виммера и его коллег интересны как раз с чисто научной точки зрения. Они не сенсационны, их можно было ожидать, исходя из упомянутых мной сведений об инфекционности "голых" нуклеиновых кислот. Но они, конечно, очень значительны с точки зрения оценки возможностей современной биотехнологии. Доктор Виммер потратил на то, чтобы приготовить новый вирус полиомиелита, 3 года, но теперь, после завершения работы, он полагает, что в будущем он сможет выполнить такую работу за 6 месяцев. Он также уверен, что по аналогичной методике могут быть получены другие РНК-содержащие вирусы - вирус гепатита С и даже ВИЧ - вирус иммунодефицита человека. Но хочу отметить, что все они, включая возбудитель полиомиелита, не могут быть использованы в качестве бакоружия, а вот создание искусственным путем вирусов типа возбудителя лихорадки Эбола или натуральной оспы таким путем, по крайней мере, пока - невозможно. Но, повторяю, в чисто научном плане - искусственный синтез вирулентного вируса - значительный шаг вперед и в сфере биотехнологии, и в развитии общей биологии живого.

Евгений Муслин: А можно ли создать таким путем принципиально новые вирусы, которых наука не знает, которых нет в природе и свойства которых сегодня непредсказуемы?

Даниил Голубев: Сегодня, подчеркиваю - сегодня! - это трудно себе представить. Ведь генетическая структура вируса полиомиелита, который был создан, можно было узнать - как мы говорили, в Интернете или библиотеке. Как можно создать совершенно новый генетический код и знать, что он будет осмысленным? Пока это неясно, но и категорически отрицать такую возможность тоже нельзя, потому что доктор Виммер и его коллеги "перешли Рубикон": они впервые синтетически создали "живую структуру", и это не только еще раз опровергает старую формулу о том, что живое связано только с белком, но и открывает путь в неведомое:

Лилия Шукаева: Как и многие люди, принимающие лекарства для борьбы с вирусом иммунодефицита человека ВИЧ, бывший парикмахер Стивен Ходжес несколько лет назад заметил, что хотя он и чувствовал себя хорошо, он стал выглядеть изможденным, и щеки у него ввалились. "Я не чувствовал себя больным, - говорит он, - и я не хотел выглядеть больным. Но все мои клиенты в один голос спрашивали "вы в порядке?" А это не способствует улучшению самочувствия".

В результате Стивен Ходжес, который теперь вышел на пенсию и переселился в курортный калифорнийский город Палм-Спринг, сделал то, что в последнее время делают тысячи людей, инфицированных ВИЧ: он прибегнул к косметическим мерам, чтобы восстановить жировые ткани, потеря которых так обезобразила его лицо.

Сначала дерматолог ввел в его щеки коллаген, приготовленный из бычьих тканей. Лицо сразу пополнело и приобрело нормальный вид, но организм больного быстро метаболизировал коллаген. И процедуру пришлось повторять, чтобы сохранить полученный эффект. Затем врач попробовал применить ФАСЦИАН - наполнитель, синтезированный из трупных тканей и используемый специалистами по пластической и восстановительной хирургии. И опять улучшение было временным, что очень обескуражило Ходжеса. "Когда тебе 50 лет, а в зеркале ты видишь

60-летнего, это не очень приятное ощущение",- говорит он.

Хотя сейчас люди с ВИЧ-инфекцией, то есть, со СПИДом, живут дольше, чем когда-либо раньше, многие из них выглядят смертельно больными из-за состояния, называемого липодистрофией, то есть, нарушения процессов образования и распределения жировых тканей. Инфицированные жалуются на то, что их изможденный вид пугает других членов семьи, друзей и сослуживцев и сильно подрывает их уверенность в своих силах. Корректирующие процедуры обходятся больным недешево. Ходжес, например, говорит, что он потратил на них уже 7 тысяч долларов. Однако страховые компании, доказывают, что это чисто косметические операции, не имеющие серьезного медицинского смысла и предпринимаемые лишь для улучшения внешности, и отказываются за них платить.

Такое поведение страховых компаний возмущает защитников людей, инфицированных вирусом ВИЧ. "тот синдром мешает больным вести нормальную повседневную жизнь",- доказывает Матт Шарп, чикагский член группы защиты больных СПИДом. Это не просто косметика, это восстановление здоровья, восстановление внешности, какой она была до заболевания СПИДом".

Многие люди, больные СПИДом, страдают от общего истощения, которое уже началось несколько лет назад, когда эпидемия только начиналась, другие неприятные эффекты можно объяснить возрастными факторами. Но число случаев липодистрофии, специфически влияющей именно на жировые ткани, стало резко возрастать в конце 90-х годов вместе с распространением трехлекарственной терапии, так что многие врачи и больные стали считать виновниками липодистрофии сами противоспидные лекарства, хотя конкретный механизм этого явления пока неясен.

Помимо ввалившихся щек, у многих больных заметно худеют руки, ноги и ягодицы. И в то же самое время больные могут страдать от чрезмерного отложения жира в области плеч - так называемыми "буйволовыми горбами" - в области шеи и живота. Врачи часто удаляют часть этих излишков "липосакцией" - отсасыванием жира или другими процедурами.

Хотя статистика о распространении липодистрофии среди больных СПИДом пока далеко не полная, специалисты согласны, что болезнь распространена довольно широко. Результаты одного опроса в Австралии, предпринятого в 2000 года, показали, например, что эта проблема касается более 50% опрошенных. В дополнение к перераспределению жира в организме липодистрофия может также приводить к повышению содержания холестерина в крови, к сердечно-сосудистым проблемам и к диабету, так что многие больные принимают специальные препараты, чтобы избежать таких метаболических осложнений. Корректирование изможденно выглядящих лиц, которым занимаются специалисты по пластической хирургии и дерматологи, как правило, тоже влечет за собой сложные проблемы. Органические материалы такого типа, как коллаген и ФАСЦИАН, дают лишь кратковременный эффект. Неорганические имплантаты из твердого, но эластичного силикона или полиуретана могут, правда, обеспечить долговременное улучшение, но многие врачи опасаются, что такие имплантаты имеют тенденцию сдвигаться из предназначенного им места или производить бугристое впечатление.

Недавно появился новый неорганический материал, полученный из полимолочной кислоты. Этот материал был с энтузиазмом встречен некоторыми врачами и больными и уже широко применяется в других странах, но еще не одобрен в США Федеральным управлением по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов, сокращенно FDA.

Многие специалисты по пластической хирургии, такие, как, например, нью-йоркский хирург доктор Джеффри Бранд, считают лучшей стратегией извлекать из каких-нибудь мест организма собственный жир больного и вводить его в исхудавшие щеки. Проблема лишь в том, жалуется доктор Бранд, что у многих больных с впалыми щеками нигде нет лишнего жира.

Один из возбуждающих жаркие споры способов лечения заключается в инъекции в щеки крошечных капелек масла на силиконовой основе. Такое масло было одобрено FDA пока лишь для лечения отслоившейся глазной сетчатки, но юридически врачи имеют право использовать это масло и для других медицинских целей.

Многие врачи отвергают такое лечение и предупреждают, что силиконовое масло может, так сказать, самовольно перетечь в другие места и образовать на лице грубые шрамы. В частности, доктору Бранду приходилось хирургическим путем удалять бесчисленные капельки силиконового масла, опустившиеся из щек больного в его адамово яблоко.

Тем не менее, иногда такое лечение приносит хорошие результаты. Так, сотруднику калифорнийского сената Джо Холлу оно очень помогло. "Это поразительно, - говорит он, - но мой внешний вид практически полностью возвратился к норме. Меня просто убивало, когда я был похож на ходячего мертвеца".

Евгений Муслин: И в заключение нашей передачи короткие медицинские новости.

Проверка так называемого "эффекта белого халата", который заключается в том, что у пациента каждый раз повышается кровяное давление из-за нервного возбуждения, когда он видит врача в белом халате, показала, что этот феномен не только вполне реален, но и настолько важен, что врачам лучше основывать свои решения на данных, полученных при измерении давления либо медсестрами, либо самими пациентами.

В исследовании, опубликованном в "Британском медицинском журнале", сравнивались уровни кровяного давления, измеренного врачами в трех медицинских офисах, с уровнями, полученными в специальной исследовательской клинике, при измерении в амбулаторных условиях специальной автоматической аппаратурой и в результате многократных измерений медицинскими сестрами и самим пациентами у себя дома.

Исследователи из Саутгэмптонского университета, проводившие эту работу, подтвердили, что давление, измеренное врачами, неизменно оказывалось самым высоким. Доктор Дэниел Джонс из Миссиссипского университета, являющийся членом комиссии Американской кардиологической ассоциации по гипертонии и не принимавший участия в данном исследовании, сказал по этому поводу, что предыдущие исследования также показывали, что данные амбулаторных измерений давления и измерений давления медсестрами дают самые точные результаты при прогнозировании дальнейшего течения гипертонии.

Основной вывод, который из этого можно сделать, говорит доктор Джонс, заключается в том, что врачи должны с повышенной осторожностью подходить к подбору лекарств и методики лечения гипертонии. Кровяное давление нужно измерять многократно, причем измерять его в самой непринужденной для больного обстановке.

Исследователи обнаружили, что у некоторых новорожденных, которым нравится вкус соли, кровяное давление уже повышено по сравнению с нормальным. Медики предполагают, что это открытие поможет заблаговременно выявлять людей, подверженных гипертоническому риску.

Большей части младенцев соленый вкус не нравится. Но у тех, которым он как будто приятен и у которых, по крайней мере, один дедушка или одна бабушка страдали от гипертонии, кровяное давление обычно повышено по сравнению с другими младенцами.

Исследование, о котором идет речь, проводилось на 234 младенцах, родившихся в одной из больниц города Провиденса, штат Род-Айленд. Младенцам давали через несколько дней после рождения подсоленную жидкую пищу, а потом повторяли такое угощение примерно спустя месяц. После кормления у них измерялось кровяное давление. Об их склонности к соли исследователи судили по интенсивности сосания младенцами питательного раствора.

Как пишет руководитель исследования гарвардский профессор доктор Стивен Циннер в журнале Американской кардиологической ассоциации, "вполне можно предположить, что младенцы с повышенным кровяным давлением относятся к группе повышенного риска в отношении гипертонии. Если их вовремя идентифицировать и ограничить в потреблении соли, то гипертонию, возможно, удастся предотвратить".

Исследователи из Иллинойсского университета в Чикаго заявили о возможности создания так называемых "пилюль из капусты брокколи", которые будут защищать женщин от рака груди. Эти пилюли базируются на химическом соединении, включающем в себя натуральный противораковый агент. Предварительные испытания на животных показали обещающие результаты. Так, у крыс, предварительно подвергавшихся действию канцерогенов, раковые опухоли молочной железы удавалось уменьшить в два раза.

Если клинические испытания на людях подтвердят эти результаты, то, как считают исследователи, им удастся создать пилюлю, принимаемую раз в день для предотвращения рака. Сейчас для профилактики рака груди имеется только одно лекарство - тамоксифен, но он защищает только от рака "эстрогенового происхождения", тогда как "пилюля из брокколи" сможет защищать от любых опухолей.

Чикагские исследователи представили свою работу на конференции Американского химического общества в Бостоне. Синтезированное ими химическое соединение СУЛЬФОРАФАН базируется на природном соединении ОКСОМАТ, которое встречается в овощах, в частности, в разных видах капусты. И синтетическое, и природное вещество способствуют повышению концентрации некоторых энзимов в организме, которые обезвреживают канцерогенные соединения.

Чикагские исследователи предупреждают о том, что ОКСОМАТ обладает сравнительно высокой токсичностью, которая резко снижена в его синтетической версии СУЛЬФОРАФАНЕ. К тому же СУЛЬФОРАФАН гораздо дешевле и его легче производить.

Руководитель исследования профессор Джерри Космедер объяснил, что еще одним преимуществом синтетического агента является его удобство для больных. "Гораздо легче принимать одну пилюлю в день, - сказал он,- чем поедать соответствующее значительное количество капусты". Он добавил, что больше всего выиграют от СУЛЬФОРАФАНА женщины, относящиеся к группам повышенного риска, в частности, активные курильщицы.

XS
SM
MD
LG