Муковисцидоз
Cтраница 2
У больных муковисцидозом слизь аномально густая, поскольку нарушен нормальный отток ионов хлора из клетки. Ионы хлора заряжены отрицательно, и чтобы сбалансировать возникающий в клетке отрицательный заряд, в нее входит больше ионов натрия. Это в свою очередь препятствует выходу воды из клетки. При заболевании больше всего поражаются легкие, поджелудочная железа и печень. Густая слизь препятствует доступу воздуха в легкие, а кроме того, закупоривает протоки, по которым секрет поджелудочной железы и желчь из печени поступают в кишечник. Следствием этого являются повторяющиеся легочные инфекции, а также трудности с пищеварением из-за недостаточного поступления панкреатических ферментов и плохого всасывания пищи. Больные мужчины почти всегда бесплодны, у женщин фертильность тоже часто нарушена. Другой характерный симптом - повышенная соленость пота, обусловленная высокой концентрацией ионов натрия в клетках больных. Недаром в старинном изречении говорится: Горе ребенку, чей лоб при поцелуе окажется соленым, он обречен умереть молодым. В 95 % случаев смерть наступает в результате легочных осложнений. [16]
Трансгенных мышей использовали также в качестве модельных систем для изучения экспрессии генов, кодирующих трансгенные продукты, которые секретируются в молоко. Так, для изучения функций белка, нарушения в котором приводят к муковисцидозу ( CFTR), и для разработки подходов к лечению муковисци-доза ( CF) необходимы большие количества аутентичного CFTR-белка. [17]
К 1992 г. на разных хромосомах человека были идентифицированы и картированы сотни ПДРФ-маркеров. С их помощью были изолированы гены таких наследственных заболеваний, как миодистрофия Дюшен-на и муковисцидоз. К сожалению, высокополиморфные локусы расположены на разных хромосомах человека неравномерно и не всегда на близком расстоянии друг от друга. [18]
Первые результаты не обнадеживали: ген трансмембранного регуляторного белка, нарушения в котором приводят к муковисцидозу ( CFTR, от англ, cystic fibrosis transmembrane regulator), был перенесен лишь в небольшое число клеток пациента, а многократное введение рекомбинантного аденовируса и низкий уровень экспрессии некоторых аденовирусных генов привели к развитию у пациентов выраженного иммунного ответа и гибели трансдуцированных клеток. [19]
Генетический скрининг снижает экономические затраты страны. Например, подсчитано, что текущие расходы Национальной службы здравоохранения Великобритании на поддержание здоровья ребенка, страдающего муковисцидозом, составляют ежегодно около 40 000 фунтов стерлингов. [20]
Ген кодирует белок из 1480 аминокислот, расположенный в мембране эпителиальных клеток. С помощью этого белка ионы хлора проходят внутрь эпителиальных клеток и выходят из них. У больных муковисцидозом этот канал не функционирует. Поскольку ген рецессивен, больные являются гомозиготами и несут две копии поврежденного гена. [21]
ДНК, высвобождающаяся из лизи-ровавших бактерий, делает слизь очень густой. Загустевшая слизь забивает протоки, нарушается нормальная работа органа и симптомы муковис-цидоза еще более усиливаются. Продолжительность жизни больных муковисцидозом составляет в настоящее время 25 - 30 лет. [22]
В одном из доклинических испытаний эффективность in vivo трансдукции гепатоцитов мыши ( рекомбинантный ААВ вводили внутривенно) была повышена в 900 раз с помощью предварительного облучения печени нетоксическими дозами и введения нерекомбинантного ( дикого типа) ААВ. В I фазе клинических испытаний по генной терапии муковисцидоза в легкие вводили С / Т / г - ААВ-вектор; при этом не развивалась воспалительная реакция, а вектор сохранялся до 70 сут. Чтобы определить, образуется ли продукт гена CFTR в количестве, достаточном для достижения терапевтического эффекта, нужны дальнейшие клинические испытания. [24]
Проникновение ДНК через клеточную мембрану можно облегчить, окружив генетическую конструкцию искусственной липидной оболочкой, образующей липидную сферу ( липосому) с водным содержимым. Липоплексы легко образуются, относительно нетоксичны и неиммуногенны, но эффективность переноса генов с их помощью невысока, поскольку большая часть ДНК после попадания в клетку захватывается лизосомами и разрушается. Так, в одном из клинических испытаний по генной терапии муковисцидоза с использованием комплекса липосома - CFTR-тен частота трансфекции клеток назального эпителия оказалась довольно низкой, а экспрессия гена - непродолжительной. [25]
Уже создано несколько видов трансгенных растений, обладающих признаками, которые детерминируются генами, введенными в них генноинженерными методами. К числу таких признаков относятся: способность синтезировать инсектициды; устойчивость к вирусным инфекциям и гербицидам; измененные сроки созревания плодов; измененная окраска цветков; повышенная пищевая ценность семян и самонесовместимость. Исследования трансгеноза у животных только начинаются, так что пока трудно предсказать, какие генетические признаки будут наследоваться видом-реципиентом. К настоящему времени выведены линии трансгенных мышей, которые используются как модельные системы для изучения механизма возникновения рака, муковисцидоза, болезни Альцгеймера и других заболеваний человека. [26]
Муковисцидоз - генетическое заболевание, наиболее распространенное среди жителей северной части Европы и белых американцев. Ген, ответственный за заболевание, локализуется в аутосоме ( не сцеплен с полом) и наследуется рецессивно. В названных выше популяциях каждый из 20 - 25 человек является носителем, а каждый из 2000 - заболевшим. Среди африканцев и азиатов заболевание встречается реже, чем в 1 случае на 100 000 новорожденных. Муковисцидоз представляет собой особый интерес не только из-за его широкой распространенности, но и потому, что это одно из первых наследственных заболеваний, которое пытались лечить ( разд. Как и в случае серповидноклеточной анемии, широкая распространенность муковис-цидоза указывает на то, что носители при определенных условиях имеют преимущество над людьми с нормальным генотипом. Пока непонятно, в чем заключается это преимущество; возможно, оно определяет повышенную устойчивость к холере - болезни, которая вплоть до конца XIX столетия была основным убийцей в Европе. [27]
С помощью клонирования специфических генов и последующей их экспрессии в бактериях получен целый ряд белков, которые можно будет использовать в качестве лекарственных препаратов. Большинство этих белков имеют эука-риотическое происхождение, так что для выделения нужного гена сначала получают препарат мРНК, обогащенный интересующими исследователя фракциями, затем создают кДНК - библиотеку и встраивают соответствующую ДНК в подходящий вектор для экспрессии. Произведя обмен участков родственных генов, кодирующих аналогичные белковые домены, или прямо заменяя сегменты клонированного гена, кодирующие функциональные части белка, можно создавать новые модификации таких белков. Например, для снижения вязкости слизи, которая накапливается в легких больных муковисцидозом, применяют в виде аэрозоля рекомбинантную ДНКазу I и альгинатлиазу. [28]
 |
Уровень экспрессии гена интерлейкина-3 в разных системах клеток-хозяев 1. [29] |
Наиболее частым летальным наследственным заболеванием среди европеоидов является муковис-цидоз. Пациенты с муковисцидозом часто страдают инфекционными заболеваниями, поражающими легкие. Лечение рецидивирующих инфекций антибиотиками в конце концов приводит к появлению резистентных штаммов патогенных бактерий. Бактерии и продукты их лизиса вызывают накопление в легких вязкой слизи, затрудняющей дыхание. Одним из компонентов слизи является высокомолекулярная ДНК, которая высвобождается из бактериальных клеток при лизисе. Ученые из биотехнологической компании Genentech ( США) выделили и экспрессировали ген ДНКазы - фермента, который расщепляет высокомолекулярную ДНК на более короткие фрагменты. Очищенный фермент вводят в составе аэрозоля в легкие больных муковисцидозом, он расщепляет ДНК, вязкость слизи снижается, что облегчает дыхание. Хотя эти меры и не излечивают муковисцидоз, они облегчают состояние больного. Применение данного фермента было недавно одобрено Департаментом по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств ( США), и объем его продаж составил в 2000 г. примерно 100 млн. долларов. [30]
Страницы: 1 2 3