Человек редактированный, или Биомедицина будущего
Какие же конкретные достижения генной терапии дали основание для такого лестного вывода? Первое из них — устранение генетического заболевания под названием амавроз Лебера, главным симптомом которого является полная слепота с детства.
Врожденный амавроз Лебера
Глаз человека имеет удивительное строение. Он чем-то похож на фотоаппарат или камеру смартфона, у которых есть фотопленка или светочувствительная матрица, где формируется изображение. В фотопленке светочувствительными элементами были зерна серебра, а в современном смартфоне их аналогами являются фотодиоды — маленькие элементы из кремния или другого полупроводника. Фотодиоды преобразуют световой импульс в электрический и передают его дальше — для программной обработки изображения.
А у нас в глазу находятся светочувствительные клетки (фоторецепторы), которые вместо серебра или кремния содержат особые белковые структуры — диски, уложенные один на другой, как стопка монет. Когда на верхний диск попадает квант света, начинается химическая реакция, которая преобразуется в электрохимический импульс. Именно так элемент изображения попадает в нашу центральную нервную систему — в мозг, где происходит обработка полученных сигналов.
К сожалению, эти диски, как и зерна серебра в фотопленке, расходуются по мере использования. Для здорового организма в этом нет ничего страшного, так как на смену израсходованным дискам, подпирая их снизу, поднимаются вновь синтезированные такие же белковые структуры. Однако прежние диски необходимо утилизировать должным образом, ведь если подобный «мусор» оставлять в клетке или выбрасывать наружу, то с годами пробиться через эту преграду не сможет никакой свет. Поэтому рядом с клетками-фоторецепторами расположены клетки пигментного эпителия сетчатки — профессиональные мусорщики! Они энергично поглощают сброшенные фоторецепторами использованные диски. Если же эти белковые диски по какой-то причине не уничтожаются как мусор, фоторецепторные клетки либо не развиваются, либо деградируют.
Одна из форм редких наследственных болезней глаз получившая название амавроз. Лебера, как раз связана с тем, что имеется мутация в гене RPE65 (от слов retinal pigment epithelium — пигментный эпителий сетчатки). Именно он ответствен за развитие и функционирование профессиональных мусорщиков — клеток пигментного эпителия сетчатки. Если имеется мутация в гене RPE65, то человек не будет видеть с ранних лет, поскольку биологический мусор накапливается, и это приводит к гибели всех светочувствительных клеток глаза. Что же делать?
Именно с решением этой проблемы связан, по мнению журнала Science, первый большой успех генной терапии. В качестве вектора исследователи решили взять аденоассоциированный вирус, поскольку он легко проникает в слизистые и, в отличие от аденовируса, может встраиваться в хорошо известный участок генома клетки. Мы же хотим, чтобы исправный ген остался в клетке на всю жизнь! Для этого генетики путем генно-инженерных манипуляций встроили в вектор ген RPE65 и ввели полученный препарат, позже названный Люкстурна (Luxturna), в глаза больным амаврозом Лебера.
Первые шаги в новом направлении были сделаны еще в начале 2000-х, а в 2009 году в журнале Science были опубликованы сообщения о первых значительных успехах в рамках этого исследования. Собственно говоря, это были результаты первой фазы клинических исследований. Около десятка пациентов получили инъекцию генного терапевтического препарата, содержавшего нормальный ген RPE65, и больше чем в половине случаев это привело к появлению зрения на уровне различения предметов. Больные избавились от полной слепоты, впервые увидели мир и смогли самостоятельно передвигаться по улицам и обслуживать себя. Это было очень большим достижением генной терапии, и в 2017 году в США (чуть позже и в Великобритании) препарат Люкстурна был зарегистрирован и одобрен для лечения наследственной дистрофии сетчатки глаз.
К сожалению, лечение подходит не всем. Требуется большая и долгая индивидуальная подготовительная работа. Первое условие успеха — пациенты должны быть достаточно молодыми (лучше детьми), потому что с возрастом клетки, в которых должен работать ген RPE65, погибают, а вместе с ними и фоторецепторы. Чем дольше длится заболевание, тем меньше шансов восстановить зрение.
ПОЧЕМУ ТАК ДОРОГО?
Цена препарата Люкстурна в США — порядка восьмисот пятидесяти тысяч долларов, хотя себестоимость его производства меньше пяти тысяч долларов. За что же, спрашивается, надо платить остальные восемьсот сорок пять тысяч долларов? Это стоимость тех усилий и вложений, которые были сделаны за время исследований и разработки препарата. Начавшись в 2000-х, они продолжались пятнадцать лет и завершились в 2017 году выпуском препарата.
Эти исследования проводились сначала в лаборатории, то есть in vitro («в пробирке»). По полученным результатам публиковались статьи, на использование результатов получались патенты. Патенты на применение генов, на векторные молекулы, на способы введения, анализа... на все. Потом были выполнены исследования на животных, причем надо было создать определенные модели, чтобы доказать близость заболевания животного к проявлению аналогичного заболевания человека, и доказать, что препарат излечивает, что он безопасен, и только потом переходить к стадии клинических исследований на человеке. Все эти затраты, а также интеллектуальная собственность, используемая при разработке препарата, как раз и оценивается в такую колоссальную сумму, которая распределяется между небольшим количеством выпущенных упаковок препарата, так как заболевание довольно редкое.
В США наберется всего три—пять тысяч человек, имеющих такую патологию, а в Великобритании — меньше двух тысяч человек. Расходы на лечение редких заболеваний (они называются орфанными) берет на себя государство. Поэтому когда Великобритания предложила ежегодно закупать у компании Novartis две тысячи доз, но по двести тысяч фунтов за дозу, компания легко согласилась. Стабильный, хоть и меньший доход лучше, чем ничего.
Тяжелый комбинированный иммунодефицит
Приведу еще один пример генной терапии, очень успешный, хотя начиналось все неоднозначно. Есть такое заболевание — алимфоцитоз, или тяжелый комбинированный иммунодефицит. Это результат мутации в некоторых генах, которые, как мы помним, присутствуют в каждой клетке, но работают только в клетках иммунной системы — Т-лимфоцитах крови. Если какой-то из этих генов в лимфоцитах крови не работает, не происходит синтез необходимого белка, то наступает иммунодефицитное состояние. Дети рождаются с полным отсутствием иммунной защиты организма и подвержены любой инфекции, в результате чего умирают в первые годы жизни. Они могут жить только в стерильных условиях. К счастью, это очень редкое заболевание.
Дэвиду Веттеру удалось прожить девять лет. История его жизни легла в основу американского фильма «Bubble boy» («Парень из пузыря», 2001 год). В фильме все кончается хорошо, но в реальности, к сожалению, счастливого конца не получилось. На протяжении всей своей жизни Дэвид жил в специальных стерильных условиях в пузыре-коконе. Это пагубно сказалось на его психике. Потребность в развитии, желание быть человеком и жить полноценной жизнью, а также давление общественности привели к тому, что врачи все-таки согласились попробовать провести операцию по пересадке костного мозга, которая могла бы его спасти. Но чуда не произошло, спасти мальчика не удалось — он умер от рака крови, вызванного вирусом, попавшим в костный мозг донора. Дэвид так и не попробовал кока-колу, о которой мечтал всю жизнь.
Но с появлением генной терапии появилась надежда: а вдруг удастся лечить такой вид иммунодефицита с помощью этого нового метода? Шансы на успех были, ведь кровь — уникальная ткань человека, и работать с ней гораздо легче, чем с другими тканями организма. Неслучайно первые попытки людей совершать какие-то манипуляции с кровью восходят к началу XVI или даже середине XV века.