Журнал «Компьютерра» N 33 от 12 сентября 2006 года

Генная инженерия контрразведки

Автор: Дмитрий Шабанов

Информационные агентства с энтузиазмом повторяют новость, посвященную якобы одержанной победе над раком. К сожалению, до победы очень далеко, но в этой теме радует любая подвижка…

Рак считается столь грозной болезнью именно потому, что раковые клетки - это собственные клетки организма, у которых нарушилось взаимодействие с их окружением. Результат: снятие тормозов в размножении и легкость в расселении по организму. Кроме того, у перерожденцев «слетает» блок, отвечающий за самоуничтожение в случае поломок. Разнообразие типов клеток, с которыми эта беда может случиться, - одна из составляющих разнообразия опухолей. Так, меланома (распространенная форма рака) возникает в результате перерождения интенсивно делящихся клеток кожи.

Всем известен феномен загара. В ответ на увеличение ультрафиолетового облучения клетки кожи (меланоциты) увеличивают синтез черного пигмента, меланина, который защищает от избытка ультрафиолета. А почему меланин синтезируется только после облучения? Это связано с двойственностью влияния ультрафиолета. Его высокоэнергетичные кванты используются для синтеза витамина D, важного регулятора обмена ионов кальция. Поэтому кожа европеоидов, сформировавшихся в условиях, где ультрафиолета может быть недостаточно, проницаема для этого излучения. Однако избыток ультрафиолета опасен, поскольку вызывает нарушения в структуре ДНК. Непосредственный эффект от действия излучения (фотодимеризацию расположенных рядом тиминовых оснований) исправят восстановительные системы клетки, но при этом они наделают ошибок, которые могут вызвать нарушение работы клетки. Поэтому меланома (раковое перерождение меланоцитов) - распространенная болезнь европейцев и белокожих американцев.

Тем не менее меланома считается не самым худшим видом рака. И дело не только в том, что при ней первичная опухоль находится на поверхности тела. Известен целый ряд надежно задокументированных случаев, когда развитие меланомы останавливалось и обращалось вспять под влиянием иммунной системы больного. Свойства сигнальных молекул на поверхности клеток при меланоме несколько меняются, и выискивающие «измену» иммунные стражи могут среагировать на эту разницу. Впрочем, чаще не реагируют…

Исследователи из американского Национального института рака работали с быстро растущей формой меланомы. Они взяли иммунные клетки (Т-лимфоциты) у больного, который смог победить собственную опухоль. Ввести их другим больным было невозможно: иммунная система немедленно начала бы с ними войну. Значит, надо было обучить Т-лимфоциты больных тому, что умеют клетки счастливого первопроходца. Первым шагом в этом деле оказалось опознание рецептора, благодаря которому лимфоциты выздоровевшего опознавали клетки опухоли. Это позволило определить структуру гена, кодирующего столь ценное свойство. Для переноса гена в культуру Т-лимфоцитов других больных были использованы ретровирусы.

Ретровирусы используют «черный ход» в передаче молекулярно-биологической информации. Используя фермент обратную транскриптазу, они строят ДНК по матрице РНК (основной поток информации направлен в противоположном направлении). Построенный фрагмент ДНК может встраиваться в хромосомы клетки-хозяина. Генные инженеры вставляют в ретровирусы нужные гены в виде «РНК-версий», заражают вирусами клетки-мишени и надеются, что требуемая последовательность ДНК попадет туда, где сможет нормально работать.

С помощью ретровирусов нужный ген ввели в полученные у больных иммунные клетки. Затем из культуры лимфоцитов были выбраны и размножены те клетки, у которых появились необходимые рецепторы. Эти клетки ввели их хозяевам обратно. Чтобы повысить шансы на победу над опухолью, пациентов подвергли химиотерапии. Токсическому удару при этом подвергаются все быстроделящиеся клетки, не только раковые, но даже иммунные. На фоне ослабленной иммунной системы новые клоны лимфоцитов показали устойчивый рост: они были найдены в значительном количестве у пятнадцати больных из семнадцати. Увы, исправить ситуацию они смогли лишь в двух случаях, остальные тринадцать человек, которым удалось передать лимфоциты, как и те двое, в отношении которых процедура не сработала, скончались. Прошло полтора года; в живых осталось двое больных. Одному из них потребовалась дополнительная операция.

Итак, суть нового метода состоит в обучении иммунных клеток больного, при котором в качестве источника информации используются молекулярные находки преодолевших болезнь людей, а перенос данных обеспечивает генно-инженерная процедура. Рекламируя полученный результат, американские медики приводят имя и фотографию одного из спасенных. Благодаря описанной процедуре он побывал на свадьбе дочери! Естественно, за него можно только порадоваться. Так что, тянет этот результат на победу над раком? Увы, пока это лишь большая удача для двух спасенных и новая надежда для всех остальных, благо предложенная технология может совершенствоваться.

Интересно, должны ли противники генной инженерии потребовать запрета подобных исследований?