Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Гибрид обезьяны и медузы. Революция в ангиопластике


Темы передачи: гибрид обезьяны и медузы, открывающий возможность моделирования человеческих болезней на приматах, революция в ангиопластике, обещающая резко сократить количество кардиологических операций, а также последние медицинские новости.

Евгений Муслин:

Генетическая инженерия сделала возможным встраивание (так называемую "инсерцию") чужеродных генов в генетический аппарат живых существ, в результате чего эти существа начинают продуцировать несвойственные им белки. До самого последнего времени такого рода опыты не проводились на приматах, то есть на наиболее близких к человеку животных. Но вот совсем недавно стало известно об успешной "гибридизации" мартышки и... медузы. Мы попросили рассказать об этих необычных экспериментах профессора Даниила Голубева:

Даниил Голубев:

Генетическая модификация бактерий и дрожжей проводится уже довольно давно. Именно таким путем производится сейчас, в частности, широко используемый в медицинской практике инсулин. Успешные опыты по генетической модификации животных путем инсерции в них чужеродных генов впервые были проведены в 1980-м году. Тогда удалось ввести чужеродный ген в клетки костного мозга мышей, а затем модифицированные клетки вводить в организмы других животных. В 1986-м году человеческий ген, кодирующий белковый фактор свертывания крови, был встроен в ген овцы, которая после этого стала продуцентом этого фактора. В начале 90-х годов в разных лабораториях появились "трансгенные" (то есть содержащие чужеродные гены) свиньи, коровы и быки: эти животные также стали носителями различных человеческих генов и, соответственно, продуцентами фактора свертываемости крови и лактоферрина - белковых веществ, обладающих лечебными свойствами и используемых в медицинской практике. Но вот только теперь ученый Научного Центра штата Орегон осуществили подобный эксперимент с животными, куда более близкими к человеку, а именно - с обезьянами: проведена успешная инсерация гена медузы в генетический аппарат мартышек, являющихся представителями, хотя и не человекообразных, но все же приматов.

Евгений Муслин:

Расскажите, пожалуйста, как именно это было сделано?

Даниил Голубев:

Работа проводилась в несколько этапов.

На первом этапе из медуз выделили ген (ДНК), кодирующий синтез особого белка GFP (Green Fluorescent Protein), обладающего способностью к фосфоресценции, то есть к свечению зеленым цветом в ультрафиолетовых лучах. Этот признак использовался на протяжении всей работы в качестве "маркера" для выявления белка GFP в обезьяньих клетках.

На втором этапе с помощью генно-инженерной технологии ген белка GFP был "сшит" (гибридизирован) с ДНК специально подготовленного ретровируса, используемого в качестве вектора, то есть средства доставки этого гена в яйцеклетки мартышек. Ретровирусы обладают способностью встраиваться в ДНК клетки, в которую они проникают. Вообще-то, это крайне зловещее свойство, приводящее к возникновению в клетке после интеграции с вирусом тяжелейших патологических изменений. Достаточно сказать, что ретровирусы являются возбудителями злокачественных новообразований и... СПИДа. Но в данном случае выбранный ретровирус предварительно полностью лишали его патогенных потенций, но сохраняли способность к интеграции с геномом клетки. Учитывая, что в него предварительно был встроен ген белка GFP, нельзя не предположить, что при такой интеграции возникает возможность встраивания этого "медузьего" гена в ядра обезьяньих клеток.

Эта возможность реализовалась на третьем этапе исследования. Обезвреженным гибридным ретровирусом было инфицировано 224 обезьяньих яйцеклетки с тем, чтобы внедрить в их ядерную ДНК ген белка GFP. Затем эти яйцеклетки были "фертилизованы", то есть искусственно оплодотворены в пробирках обезьяньими сперматозоидами. В 126-ти случаях оплодотворение произошло, что привело к возникновению соответствующего количества зародышей (эмбрионов), 40 из которых были имплантированы в 20 "суррогатных" матерей. Это уже был четвертый этап работы.

Пятый - и последний - этап исследования включал в себя наблюдение над мартышками - "суррогатными" матерями. У пяти из них возникла полноценная беременность, в трех случаях завершившаяся рождением живых детенышей. У одного из них - обезьянки, названной "АНДи", (ANDi), (обратное прочтение английских слов "inserted DNA", что означает "встроенная ДНК"), было обнаружено зеленое свечение волос в ультрафиолетовом свете, что свидетельствовало о наличии в геноме этого животного дополнительной генетической информации - гена белка GFP "медузьего" происхождения.

Евгений Муслин:

Объясните, пожалуйста, какова главная цель проведения такой работы? Какие практические выводы из нее ожидаются?

Даниил Голубев:

Успешное решение проблем профилактики и лечения тех или иных болезней немыслимо без моделирования этих болезней на животных, максимально близких человеку по своему анатомо-физиологическому статусу. Только на таких моделях можно осуществлять точный, так сказать, прицельный поиск лекарственных препаратов, способных подавить активность генов, изначально, то есть наследственно, измененных (мутантных) или поврежденных в течение индивидуальной жизни, но так или иначе ставших причиной тяжелейших, подчас неизлечимых заболеваний. Таковыми являются, в частности, разные формы диабета и рака, болезнь Альцгеймера, слепота в результате дегенерации сетчатки и другие патологические процессы. Гены, ответственные за возникновение этих заболеваний, сегодня хорошо известны, но моделирование самих болезней на приматах до сих пор не удавалось. Воспроизведение же отдельных проявлений или симптомов таких заболеваний на мышах, кроликах, морских свинках и других лабораторных животных не дает возможности осуществлять адекватный поиск и создание лекарств для лечения людей. Работа орегонских исследователей под руководством доктора Геральда Шаттена открывает возможности моделирования перечисленных выше чисто "человеческих" заболеваний на приматах, что, в свою очередь, дает возможность конструирования нового класса лекарств, избирательно нацеленных на данный патологический ген - причину того или иного заболевания.

Евгений Муслин:

Нетрудно предположить, что такое направление исследований наверняка встретит немало возражений?

Даниил Голубев:

Уже встретило, причем сразу с двух разных сторон. Во-первых, энергичные возражения против методического подхода доктора Шаттена высказали члены различных обществ защиты животных. По их мнению, человек не имеет морального права создавать таких искусственных монстров, которые могут дать потомство, что приведет к возникновению новых несвойственных естественной природе вариантов живых существ, которые закрепятся, наряду с нормальными, и затем могут их и вытеснить. Журналисты невесело шутят, что даже Спилбергу не под силу с помощью компьютера выдумать таких чудищ, которые могут сделать генетики. "Дай им волю, они превратят землю в "Парк Юрского периода". Такое вмешательство в естественные процессы эволюции и изменчивости является и опасным, и кощунственным. Кроме того, некоторые деятели считают, что такие опыты являются нарушением "прав животных" быть такими, какими их создал Творец.

Евгений Муслин:

Позвольте вас прервать и попросить разъяснить, что же отвечают ученые - авторы работы, на эту критику?

Даниил Голубев:

Они отвечают, что никакого специального "племени" таких невероятных гибридов не понадобится. Для поиска новых генетических лекарств достаточным будет небольшое количество животных - носителей генов того или иного заболевания человека. Никакого размножения этих "монстров" не произойдет, и никакого вызова Природе и Творцу не последует. Что касается "прав животных", то от себя замечу следующее. Для производства вакцины против полиомиелита - а готовится она на почечной ткани обезьян - приходится умерщвлять большое количество этих животных, чтобы получать необходимое количество ткани для приготовления сотен миллионов доз вакцины ежегодно. И процесс этот осуществляется в течение многих десятилетий. Это, конечно, печально, но другого способа готовить эту вакцину пока не придумано. А без такой вакцины человечество обойтись не может. В целом ряде стран, благодаря поголовной иммунизации всех рождающихся детей, полиомиелит практически ликвидирован, но вот совсем недавно в некоторых странах Карибского бассейна произошла катастрофа: впервые за многие годы отмечена крупная вспышка паралитического полиомиелита, в результате которой несколько десятков детей уже искалечены болезнью на всю жизнь. Какова же причина этой трагедии? Отсутствие вакцины и даже сведений о том, что она нужна. Во всяком случае, родители несчастных детей вообще не знали о ее существовании. Комментарии тут излишни. Можно только заметить, что наивысшим принципом цивилизации является защита жизни и здоровья человека, в первую очередь - детей. Осуществление этого принципа на практике требует соответствующих действий и, если надо, определенных жертв: в данном случае - жизней обезьян. И это нравственно!

Евгений Муслин:

Ну, а каков "второй фронт" возражений?

Даниил Голубев:

Он связан с опасениями за "природу человека". Специалисты по биоэтике считают, что генетические манипуляции, подобные тем, что сделаны в Орегоне, представляют собой угрозу всему роду человеческому, поскольку открывают непредсказуемые возможности для искусственного изменения генофонда человека. Что тут можно ответить? Действительно, генная инженерия в рамках "последователей доктора Менгеле" могла бы привести к чудовищным последствиям, но из этого не следует, что новые методы биотехнологии, без которых нельзя побороть неизлечимые болезни, должны подвергаться запрету. Цивилизованное общество обязано проследить, чтобы эти методы всегда оставались в руках гуманных ученых - учеников и последователей Мечникова, Пастера, Коха...

Революция в ангиопластике.

Лилия Шукаева:

При закупорке сердечных артерий, угрожающей жизни больного, кардиологи в наши дни все чаще прибегают к ангиопластике - то есть, к восстановлению проходимости кровеносных сосудов с помощью протягивания через суженные участки надувного пластмассового баллончика, сглаживающего жировые бляшки. А чтобы не произошло рестеноза - повторного сужения этих сосудов, врачи вставляют в них расширители, то есть трубчатые проволочные спиральки. Только в США ежегодно делаются несколько сот тысяч подобных операций.

Во многих случаях, однако, такие спиральки вызывают повреждения внутренних стенок артерий и появление шрамов, что опять-таки чревато их опасным суждением.

Недавно бразильские и голландские кардиологи, много экспериментировавшие с разными конструкциями расширителей, обнаружили, что шрамов в артериях можно избежать, если покрывать расширители иммунодепрессантным лекарством, например, рапамисином. Это лекарство выпускается американской компанией АМЕРИКЭН ХОУМ ПРОДАКТС и применяется обычно для предотвращения отторжения пересаженных почек. Рапамисин останавливает рост новых клеток, рост ткани, из которой как раз и образуются шрамы. Расширители с иммунодепрессантами покрытием выпускаются другой американской компанией ДЖОНСОН энд ДЖОНСОН, финансировавшей их клинической испытания.

Основные испытания расширителей с медикаментозным покрытием проводила группа бразильских врачей под руководством доктора Эдуардо Сузы в Сан-Пауло, а результаты недавно опубликованы в журнале Американской Кардиологической Ассоциации "Кровообращение".

Редактор журнала доктор Джеймс Уиллерсон, руководящий сектором медицинского факультета Техасского университета в Хьюстоне, назвал сведения, приведенные в статье доктора Сузы, революционными. Ведь после прочистки артерий они примерно в 25% случаев вновь закупориваются кровяными тромбами, шрамами или новыми жировыми отложениями, так что месяцев через восемь после имплантации расширителей, бывает, требуется новая операция.

Хотя первоначальной целью бразильских испытаний была лишь демонстрация безопасности новых расширителей, эти испытания уже показали их существенные преимущества. А шесть месяцев спустя результаты бразильцев были подтверждены на 15-ти пациентах в Эразмском университете в Роттендаме группой Патрика Серрузы. Если все это подтвердится опять в более широких масштабах, говорят ведущие кардиологи, то расширители с иммунодепрессантным покрытием дадут возможность резко сократить число операций по шунтированию артерий и откроют новую эру в лечении сердечных болезней, одной из основных причин смертности людей в развитых странах.

Ведущий специалист по сосудистым расширителям в клинике Скриппса в Сан-Диего в Калифорнии доктор Пол Теирстейн назвал результаты бразильских экспериментов "исключительными", а глава нидерландской группы доктор Серруза назвал их поворотным пунктом в кардиологии.

Вместе с тем, как заявил доктор Спенсер Кинг из университета Эмори в Атланте, нам нужно пока умерить восторги и провести расширенные испытания со слепым двойным контролем. В процессе таких испытаний их участники должны согласиться на имплантацию расширителей с покрытием и без него, причем выбор каждый раз делается случайным образом, - орел или решка, - и ни врач, ни больной не знают, какой выбран в данном случае расширитель. Такие испытания позволят также обнаружить неожиданные долговременные осложнения, если они будут иметь место.

Как мы уже говорили, расширители имплантируются после ангиопластики - принудительного расширения сосудов длинной трубкой с пластиковым баллончиком на конце. Трубка вводится через бедренную артерию. Такую процедуру, в частности, кардиологи проделали в ноябре прошлого года с теперешним вице-президентом США Диком Чейни, у которого произошел четвертый сердечный приступ. Чейни имплантировали тогда стандартный металлический расширитель. С тех самых пор, как в 1986-м году в одной из европейских клиник в коронарную артерию человека были имплантированы первые расширители, кардиологи начали работать над их совершенствованием. Они стремились добиться ограниченного роста клеток внутренней оболочки артерий, достаточного, чтобы покрыть место, поврежденное расширителем, но чтобы при этом не нарастали шрамы, грозящие новой закупоркой.

В последние годы для ограничения роста ткани пробовали облучать артерии радиоактивными лучами, покрывали расширители гепарином, противораковым лекарством таксолем и другими медикаментами, но без особого успеха.

Первые опыты с рапамисином проводились фирмой "ДЖОНСОН энд ДЖОНСОН" в Нью-Йорке, в больнице Маунт-Синай на свиньях. После того, как специалистам фирмы удалось ограничить действие рапамисина зоной, непосредственно прилегающей к расширителям, фирма предложила группе доктора Сузы в Кардиологическом институте в Сан-Пауло продолжить испытания на людях. И вот в декабре 1999-го года 15-ти пациентам были имплантированы первые расширители с новым покрытием, а в феврале 2000-го года их имплантировали еще 15-ти больным. С тех пор прошло около года, и ни у одного подопытного за это время не повторилось сердечного приступа, никому не потребовалось вторичная ангиопластика и ни один человек не умер. Ангиография и ультразвуковое просвечивание больных, в том числе диабетиков, у которых такие неприятности происходят чаще, подтвердили, что рост ткани в их разблокированных артериях был ограничен необходимым минимумом, и нового сужения сосудов не произошло. По словам доктора Сузы, это опровергает опасения скептиков, считавших, что эффект от покрытия будет кратковременным.

Сейчас расширители с рапамисином имплантированы новым 220-ти пациентам в европейских, южноамериканских и мексиканских больницах. Проверка результатов намечена на июнь.

Кроме того, в 55-ти медицинских центрах США запланированы имплантации таких расширителей еще одной тысяче больных. Исследователи сейчас ждут только разрешения высшей американской медицинской инстанции - FDA - Федерального управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств. Тщательное наблюдение за больными будет вестись в течение трех лет. Им будут периодически делаться ангиограммы и внутрисосудистые ультразвуковые просвечивания, позволяющие получать трехмерные изображения пораженных участков артерий.

"Это будет решающий эксперимент, - говорит доктор Теирстен, - эксперимент, который покажет, произошел ли в кардиологии истинный переворот, или это просто очередная попытка усовершенствовать важную операцию, попытка, которая пока еще не оправдала себя".

Научные новости.

Евгений Муслин:

Канадским ученым удалось с помощью генетической инженерии заставить мышей синтезировать в своем кишечнике человеческий инсулин. В будущем подобное достижение позволит избавить диабетиков от ежедневных инсулиновых впрыскиваний.

Инсулин, о котором идет речь, синтезировался клетками мышиного кишечника при кормлении животных. Нормально же инсулин синтезируется только клетками поджелудочной железы. Канадские исследователи, которые провели описанный эксперимент, надеются, что аналогичные генетические манипуляции позволят в будущем диабетикам, то есть людям с плохо функционирующей поджелудочной железой, самостоятельно синтезировать инсулин, необходимый им для усвоения сахара.

Проводя свой эксперимент в университете Альберты, в Эдмонтоне, канадцы использовали так называемые К-клетки кишечника, реагирующие на глюкозу. Ученые ввели в эти мышиные клетки инсулин-синтезирующие гены и убедились, что они действуют. Во всяком случае, у мышей-диабетиков, подвергавшихся такой генетической терапии, уровень сахара в крови быстро нормализовался. Публикуя статью о своей работе в американском журнале Science - "Наука", канадцы писали, что генетическая терапия не только освободит диабетиков от ежедневных уколов, но, возможно, ослабит или даже устранит неприятные побочные осложнения, связанные с диабетом. Когда именно это произойдет, сказать пока трудно, так как перенесение на людей терапии, даже успешно испытанной на животных, часто встречает большие трудности.

XS
SM
MD
LG