Генетическая инженерия — следующий шаг в борьбе с неизличимыми заболеваниями.

В широком смысле слова генетическая инженерия является не наукой, но инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, генетика, микробиология, вирусология.

Генетическая инженерия человека делится по сути на два больших направления: лечение непосредственно пациента с применением её методов и изменение генома его потомков для лечения наследственных заболеваний. При этом, технически, есть существенная разница между первым и вторым направлениями.

Ни для кого не секрет, что США занимают лидирующее положение в области исследования методов генной инженерии и во второй половине уходящего года в этой стране было сделано два прорывных шага.

Первая в мире генная терапия рака.

В конце августа Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) утвердило первую в истории терапию лейкемии, при которой будут генетическими методами изменять собственные клетки пациента для борьбы с раковыми. Это по-настоящему историческое событие, которое, как ожидается, позволит в ближайшие годы полностью изменить процесс лечения онкологических заболеваний.

Основанием для выдачи разрешения на применение этой терапии в значительной мере стали результаты клинических испытаний, во время которых лечение новым препаратом прошли 63 тяжелобольных пациента в возрасте до 25 лет. У 83% из них в течение трёх месяцев наблюдалась ремиссия. Это очень высокий показатель, учитывая, что рецидивирующее или не поддающееся лечению заболевание зачастую заканчивается гибелью пациента в течение короткого срока. Препарат изначально был разработан учёными Университета Пенсильвании, а лицензию на его производство получила компания Novartis.

Данный метод предполагает направленную модификацию клеток пациента так, что они, «обучаясь», начнут распознавать болезнь и атаковать раковые клетки, становясь «живым лекарством».

В предыдущих докладах препарат проходил под названиями «T-клеточная CAR-терапия (CAR-T)», «CTL019» или «тисагенлеклейсел». Первым ребёнком, прошедшим терапию с использованием нового препарата, была Эмили Уайтхед (Emily Whitehead). В 2012 году, когда она находилась на лечении в детской больнице Филадельфии, ей было шесть лет, и она умирала от лейкемии. Сейчас ей 12 лет, и уже более пяти лет она считается выздоровевшей.

Препарат, представленный на рынке под названием «Кимрайа» (Kymriah), был одобрен для лечения детей и взрослых в возрасте до 25 лет, страдающих агрессивной формой лейкоза — острой лимфобластной лейкемии, при которой нарушается работа В-лейкоцитов и которая либо совсем не поддаётся стандартным методам лечения, либо даёт рецидивы в большинстве случаев. Компания Novartis и другие фирмы активно работают над созданием средств для проведения генной терапии других видов онкологических заболеваний, и эксперты рассчитывают, что в ближайшем будущем будут одобрены и другие препараты. Уполномоченный представитель FDA доктор Скотт Готтлиб (Scott Gottlieb) заявил, что в настоящее время изучаются более 550 видов экспериментальных препаратов для генной терапии.

«Кимрайа» является препаратом для персонализированной генной терапии — для каждого пациента он готовится отдельно. Для этого в специализированном медицинском центре у пациента берут из вены кровь, из неё выделяют белые кровяные тельца (Т-лимфоциты), замораживают их и отправляют в лабораторию компании Novartis в Моррис-Плейнс, штат Нью-Джерси. Там лейкоциты пациента генетически модифицируют, а затем культивируют, после чего снова замораживают и отправляют обратно в медицинский центр, где препарат вводят пациенту внутривенно. По словам специалистов Novartis, лечение препаратом будет проводиться сначала в 20 отобранных медицинских центрах, которые должны будут пройти сертификацию в течение месяца. К концу года их количество будет увеличено до 32.

Сертификация необходима, поскольку активизированные генномодифицированные Т-лейкоциты могут вызвать в организме сильную реакцию, называемую гиперцитокинемией, которая может привести к повышению температуры, резкому падению артериального давления, отёку легких, неврологическим проблемам и вызвать другие опасные для жизни осложнения вплоть до летального исхода. Для того чтобы правильно действовать в подобных ситуациях и сдерживать развитие этих реакций медицинский персонал должен пройти специальное обучение. Помимо этого, медицинским центрам предписано перед введением «Кимрайи» обеспечить наличие препарата «Тоцилизумаб», известного также под торговым названием «Актемра», необходимого для подавления побочных реакций.

Стоимость препарат «Кимрайа» для одного пациента (вводиться он будет однократно) составит 475 тысяч долларов. По словам представителей компании Novartis, в случае отсутствия терапевтического эффекта в течение первого месяца после введения препарата, плата с пациента взиматься не будет. Компания также заявила, что будет оказывать финансовую помощь семьям, которые не имеют медицинской страховки либо застрахованы на низкую сумму.

Следует понимать, что речь идёт об очень серьёзном заболевании и существующие методы его лечения ничуть не дешевле. Так, трансплантат костного мозга, с помощью которого в некоторых случаях можно вылечить данный вид лейкемии, стоит ещё дороже — от 540 до 800 тысяч долларов. В США кандидатами на лечение с применением нового препарата могли бы ежегодно становиться около 600 пациентов — детей и взрослых в возрасте до 25 лет.

«Использование этого «живого лекарства» является значительной сменой парадигмы, революцией, — говорит доктор Кевин Карран (Kevin Curran), детский онколог из онкологического центра Memorial Sloan Kettering Cancer Center, расположенного на Манхэттене, — Это вселяет в нас огромные надежды. И это только начало».

По его словам, он надеется, что со временем подобные методики будут эффективно использоваться для лечения не только лейкоза, но и других, более распространенных видов рака. То, что FDA одобрило терапию с применением препарата «Кимрайа», знаменует «новый подход к лечению рака и других серьезных и угрожающих жизни заболеваний», говорится в заявлении Управления. В нем также подчеркивается, что речь идёт о «первой генной терапии», доступной в США.

Доктор Карл Джун (Carl June), возглавивший разработку этого метода терапии в Университете Пенсильвании, вспоминает, что в 2010 году, когда анализы показали, что через месяц после инъекции у первого пациента лейкоза нет, они с коллегами не поверили. И для полной уверенности попросили провести биопсию еще раз.

«Теперь, я должен постоянно щипать себя, чтобы убедиться, что это действительно свершилось, — говорит докторр Джун — То, что эта терапия когда-нибудь будет одобрена для применения в коммерческих масштабах, было почти невероятным. А теперь это — первая генная терапия, разрешенная в Соединенных Штатах. Она очень отличается от всех фармацевтических моделей. Я думаю, что онкология теперь изменилась навсегда».

Первая в мире генная терапия слепоты.

Комитет всё того же Управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарствами США (FDA) рекомендовал одобрить метод генетической терапии амавроза Лебера наследственной патологии сетчатки, которая неминуемо ведёт к полной слепоте.

Это заболевание было впервые описано немецким офтальмологом Теодором фон Лебера в 1869 году. У людей с амаврозом Лебера и органы зрения, и нервные пути, ведущие от глаза в мозг, и отвечающие за зрения нейроны мозга в полном порядке. Но при этом они утрачивают зрение, поскольку в их сетчатке гибнут и не восстанавливаются светочувствительные клетки. Причина этого, как на сегодня известно, кроется в мутации гена, ответственного за правильное развитие этих клеток, чаще всего это ген RPE65. Существует 189 различных вариантов мутаций, ведущих к амаврозу Лебера. Правда, 146 из них встретились на практике всего по одному разу, а за примерно 70 % случаев болезни отвечают всего восемь типов мутаций. В зависимости от конкретной мутации человек может уже родиться слепым, утратить зрение в первые месяцы жизни, а есть и случаи, когда клетки сетчатки гибнут медленно, и тогда слепота наступает примерно к 30 годам. Амавроз Лебера достаточно редок. Встречается это расстройство, по разным данным, у одного новорожденного на 40 тысяч или даже на 81 тысячу. До появления и развития генной терапии амавроз Лебера был полностью неизлечим.

Цель генной терапии состоит в том, чтобы заменить у пациента дефектную копию гена на функциональную или хотя бы доставить в его организм достаточное количество нормальных копий гена, чтобы они работали вместо его собственных. Опыты по лечению амавроза Лебера начались во середине 2000-х годов. Сначала они проводились на животных, у которых имелись аналогичные мутации, нарушающие восстановление клеток сетчатки. В 2006 году Сью Семпл-Роуланд (Sue Semple-Rowland) из Флоридского университета и её коллеги смогли восстановить зрение шести из семи подопытным цыплятам. Нужная генетическая конструкция вводилась им в эмбриональном периоде при помощи специально сконструированного вируса. Французские учёные в том же году провели успешный эксперимент на собаках.

В 2008 году о своем эксперименте по применению генной терапии амавроза Лебера у людей рассказали сотрудники Офтальмологической больницы Мурфилдса (Moorfields Eye Hospital) и Института офтальмологии Университетского колледжа Лондона (Institute of Ophthalmology). Руководили экспериментом специалист по генной терапии профессор Робин Али (Robin Ali) и хирург-офтальмолог Джеймс Бейнбридж (James W.B. Bainbridge), результаты его были описаны в статье, которую опубликовал The New England Journal of Medicine. Коллектив ученых работал с пациентами, у которых была разновидность амавроза Лебера, проявляющаяся не сразу после рождения, а постепенно, так как редактировать геном эмбриона человека на сегодняшний день запрещено. У них было три пациента возрастом от 17 до 23 лет с мутацией в гене RPE65 и нарастающей потерей зрения. Им сделали инъекцию вируса, содержащего исправленную версию гена, под сетчатку глаза. Спустя несколько месяцев проверка показала, что у двух пациентов улучшения зрения не последовало, но и прогресса болезни не наблюдалось. А вот у третьего, 17-летнего Стивена Ховарта, зрение значительно улучшилось. До терапии Стивен испытывал особые трудности с сумеречным зрением. Ночью в городе он мог видеть только яркие пятна света: уличные фонари и фары автомобилей. В слабоосвещенной комнате он двигался только ощупью, а на улицу по ночам и вовсе не выходил. После генной терапии он стал с легкостью преодолевать специальный затемненный лабиринт, в котором раньше проходил лишь метр за минуту. На ночной городской улице Стивен стал различать тротуар, дорожную разметку, стены домов, дорожные знаки, даже трещины в асфальте.

Для генной терапии амавроза Лебера используется модифицированный аденоассоциированный вирус, который выращивается в клеточной культуре HEK 293. Вирус снабжается комплиментарной ДНК, содержащий работающую версию гена RPE65. В 2009 году были опубликованы результаты первой фазы клинических испытаний этого метода терапии, проведенных Пенсильванским университетом и Детской больницей Филадельфии. Возглавляли работу Джин Беннетт (Jean E. Bennett), Альберт Магуайр (Albert Maguire), Кэтрин Хай (Katherine High) и Фрейзер Райт (J. Fraser Wright). Участвовало 12 пациентов возрастом от 8 до 44 лет. В качестве меры предосторожности вирусный препарат вводился только в один из глаз. Улучшение зрения в итоге наблюдалось у всех двенадцати пациентов, причем подчёркивается, что у детей прогресс был большим, чем у взрослых.

После успешных результатов последующих опытов, в 2013 году в Пенсильванском университете была создана компания Spark therapeutics для доведения этого метода терапии до реального применения. Метод назвали Voretigene neparvovec (сейчас в качестве коммерческого названия взято слово Luxturna). Параллельно во Флориде Сэмюэль Джекобсон (Samuel Jacobson) и Уильям Хаусвирт (William Hauswirth) провели независимое испытание на двенадцати пациентах при поддержке Национального института зрения США. В отличие от пенсильванских экспериментов инъекция препарата делалась не в центральную ямку сетчатки, которая в норме является её самым чувствительным к свету участком и обеспечивает центральное поле зрения, а чуть ниже. В результате у пациентов зрение улучшалось, но область самого четкого зрения оказывалась смещенной к тому месту, где был введен препарат.

В августе этого года Spark therapeutics опубликовала результаты уже третьей фазы клинических испытаний. Они вновь оказались успешными. По расчётам учёных модифицированный вирус может сохраняться в зоне сетчатки и обеспечивать правильную работу гена длительное время, в течение как минимум нескольких лет. Теперь заявку компании на официальную регистрацию своего метода рассмотрел состоящий из шестнадцати человек консультативный комитет по клеточной, тканевой и генной терапии при FDA. Это независимый орган и его решения служат только рекомендацией для работников FDA, но вес этих рекомендаций очень высок. За одобрение генной терапии амавроза Лебера члены комитета высказались единогласно. Теперь до 12 января 2018 года FDA должно принять официальное решение, одобрить или нет применение этого метода в клинической практике в США. Если ответ будет положительным, то Luxturna станет первым разрешенным в США методом генной терапии, в котором используется вирусный носитель.

Следует отдельно отметить, что Luxturna не излечивает амавроз Лебера полностью и не восстанавливает утраченные клетки сетчатки. Зрение пациентов ограничивается возможностями тех жизнеспособных клеток, которые сохранились у них на момент инъекции. Именно поэтому у детей терапия дает большее улучшение, чем у взрослых. Не до конца ясно, насколько будет долгим эффект. Понадобится ли дополнительная инъекция и как скоро?

Непонятно также, сколько будет стоить лечение. Исполнительный директор Spark therapeutics Джефф Марраццо (Jeff Marrazzo) пока не назвал конкретных чисел, но, по оценкам внешних экспертов, подобная терапия будет стоить не менее 475 тысяч долларов, а это, мягко говоря, далеко не всем по карману.

P. S.

Источник о «Кимрайа» и источник автора Максима Руссо о терапии амавроза Лебера.

__________

Обязательно подписывайтесь на наш канал, чтобы первыми читать новые статьи.

Ссылка на канал в Telegram, в котором я публикую в основном то, что не попадает в Дзен по тем или иным причинам, а также немного различной отсебятины.

Мы также начали работать над каналом в YouTube. Пока вы можете посмотреть лекции и просто интересные видео, которые мы выкладываем, а любые пожелания и предложения можете высылать на почту science.kitchen@yandex.ru.

С уважением, ваша кухня.