Когда заходит речь о клетках и редактировании генов, мы обычно всегда говорим о том, как это можно применить на практике в будущем.
Возникает вопрос, а есть ли уже сейчас примеры того, как работает клеточная и генная терапия – не в эксперименте, а в клинике? Как раз выдающийся пример такого практического применения опубликован на днях в журнале Nature, в которой описан случай семилетнего мальчика с редкой генетической болезнью под названием буллезный эпидермолиз.
На самом деле так называют целую группу заболеваний, однако суть у них одна: в белках, которые крепят клетки эпидермиса друг к другу и к более глубокой дерме, появляются мутации, белки начинают плохо выполнять свои функции, и верхний слой кожи – т. е. эпидермис – просто распадается, отслаивается (буквальный перевод названия: «эпидермолиз» – растворение эпидермиса). В результате кожа покрывается волдырями и незаживающими воспаляющимися ранами, человек страдает от постоянных инфекций, у многих начинается рак кожи. Лечения здесь как такового нет, больных поддерживают, как могут; в тяжелых случаях смерть наступает довольно быстро.
Два года назад сотрудники Рурского университета сообщили своим коллегам из Университета Модены и Реджо-Эмилии, что они пытаются что-то сделать с мальчиком с тяжелой формой буллезного эпидермолиза. Мальчик был из семьи сирийских беженцев, и болезнь, очевидно, обострилась ввиду всех проблем, которые на них свалились; перебираясь из Сирии в Германию, родители вряд ли могли обеспечить сыну должную медицинскую помощь. К тому времени, когда мальчик поступил в больницу при Рурском университете, он потерял почти 80% эпидермиса, и шансы выжить были очень невелики.
Микеле де Лука (Michele De Luca), специалист по регенеративной медицине в Университета Модены и Реджо-Эмилии, в прошлом уже пытался лечить пациентов с буллезным эпидермолизом, и вполне успешно, но до сих пор ему приходилось иметь дело с гораздо менее тяжелыми случаями, когда болезнь захватывала небольшие участки кожи. Тем не менее, у мальчика все же оставались неповрежденные участки эпидермиса, так что у него удалось взять пробу клеток кератиноцитов, которые, собственно, эпидермис и образуют.
Кератиноциты начали выращивать в лабораторной культуре, попутно исправив у них мутантный ген – причиной болезни оказалась мутация в гене ламинина b3, внеклеточного белка, одного из тех, что скрепляет клетки вместе. С помощью модифицированного вируса в кератиноциты ввели нормальный, здоровый вариант гена, после чего оставалось только нарастить достаточное количество кожи.
Мальчик перенес три операции по пересадке кожи, в 2015 и 2016 году. (Напомним, что клетки были его собственные, так что никакого иммунного конфликта тут быть не могло.) Анализы, которые делали несколько месяцев спустя после каждой операции, неизменно показывали, что новый эпидермис нормально прикрепился к дерме, и белок ламинин, который должен служить здесь молекулярным клеем, работает, как надо. Все свойства новой кожи оказались в норме: эластичность, способность к заживлению ран и т. д.; и спустя два года у мальчика нет никаких признаков прежней болезни.
Портал The Scientist пишет, что попутно исследователям удалось выяснить один важный вопрос относительно того, как обновляется наш эпидермис. До сих пор тут было две точки зрения: согласно одной, кератиноциты возникают из очень большой популяции клеток-предшественников, согласно другой, обновление эпидермиса происходит благодаря небольшой группе стволовых клеток.
Как было сказано выше, в клетки с помощью «ручного» вируса засылали исправленный ген, который встраивался в клеточный геном. Но встроиться он мог в разные участки генома, и если бы в обновлении участвовало большое число клеток, то внедренный ген можно было бы найти в тысяче разных мест. Однако, когда у новой кожи взяли образцы для геномного анализа, оказалось, что ген, хотя и сидит по разным местам в разных клетках, число этих мест не столь уж велико, а значит, кератиноциты эпидермиса берут начало все же из небольшой группы исходных клеток.
Конечно, как всегда бывает с генной терапией, возникает вопрос про рак: манипуляции с геномом вполне могут привести к тому, что какая-то клетка захочет переродиться в злокачественную. Однако пока никаких признаков опухоли у пациента нет, да и в целом, если учесть, что буллезный эпидермолиз сам по себе очень и очень сильно увеличивает вероятность рака кожи, можно сказать, что сейчас шансы получить злокачественную опухоль у мальчика намного меньше, чем раньше.
Автор: Кирилл Стасевич