ного мозга, трансдуцированных in vitro. Путем трансфекции
клеток крови соответствующими генами можно лечить не только
собственно заболевания крови, но и использовать их для лече-
ния многих других заболеваний как моногенной природы
(Табл. 9.2), так и различных опухолей и инфекций (см.ниже).
Другими достаточно универсальными реципиентами чужерод-
ных генов могут быть фибробласты и мышечные клетки (миоблас-
ты, миофибриллы). Они могут быть использованы для тех забо-
леваний, где необходима коррекция генов, белковые продукты
которых должны поступать в сыворотку крови или дифундировать
в соседние клетки. Особенно удобны для целей генной терапии
скелетные мышцы, в которых благодаря отсутствию эндонуклеаз-
ной активности (см.раздел 9.4.2) принципиально возможен пе-
ренос генов in vivo путем прямой иньекции экзогенной ДНК.
Инъецированная в мышцы ДНК способна экспрессироваться в мио-
фибриллах находясь в неинтегрированном, эксрахромосомном
состоянии. Белковые продукты экспрессии в течение длительно-
го времени после трансдукции будут поступать в кровь. Про-
должительность экспрессии значительно увеличивается, если
генетическую модификацию производят в аутологичных миоблас-
тах, которые после этого инъецируют в зрелую мышцу. Эти осо-
бенности уже позволили начать эксперименты по генной терапии
таких заболеваний как гемофилии А и В, дефицит антитрипсина,
диабет, врожденный дефицит гормона роста и даже болезнь Пар-
кинсона (Culver, 1994; Lowenstein, 1994). Достаточно удобны-
ми для генетических модификаций оказались и фибробласты ко-
жи, в первую очередь, благодаря легкости генноинженерных ма-
нипуляций ex vivo.
Раздел 9.6. Генотерапия ненаследственных заболеваний:
опухоли, инфекции.
Параллельно с развитием исследований в области генокор-
рекции наследственных дефектов успешными также оказались по-
иски методов терапевтического использования смысловых после-
довательностей ДНК для лечения ненаследственных заболеваний
и, главвным образом, злокачественных опухолей и вирусных ин-
фекций. Существенно, что именно в этих разделах патологии
поиски путей генокоррекции проводятся особенно интенсивно, а
число уже одобренных протоколов клинических испытаний во
много раз превышает число таковых для лечения моногенных бо-
лезней (см.Рис. 9.1). Такое положение дел, по-видимому,
прежде всего объясняется широкой распространенностью онколо-
гических заболеваний и отсутствием достаточно эффективной
терапии. В Табл. 9.3 перечислены основные методологические
подходы к генотерапии различных опухолей, разработанные и
широко используемые уже на современном этапе. Многие из этих
подходов вполне приложимы и для борьбы с наиболее серьезными
инфекционными заболеваниями, например, со спидом.
Таблица 9.3. Основные методологические подходы в генокоррек-
ции онкологических заболеваний.
---------------------------------T-----------------------------¬
¦ П Р И Н Ц И П ¦ ВВОДИМЫЕ ГЕНЫ ¦
+--------------------------------+-----------------------------+
¦1. Повышение иммунореактивности ¦ гены чужеродных ¦
¦ опухоли ¦ антигенов, цитокинов ¦
¦2. Генетическая модификация ¦ гены цитокинов, ¦
¦ иммунных клеток ¦ ко-стимуляторов ¦
¦3. Инсерция генов "чувствитель- ¦ гены тимидин-киназы HSV, ¦
¦ ности" либо генов "самоубийц"¦ цитозин дезаминазы ¦
¦4. Блок экспрессии онкогенов ¦ антисмысловые Ki-ras мРНК, ¦
¦ ¦ гены внутриклеточных антител¦
¦5. Инсерция генов-супрессоров ¦ р53 ¦
¦ опухолей ¦ ¦
¦6. Защита нормальных клеток от ¦ гены лекарственной ¦
¦ химеотерапии. ¦ устойчивости тип 1. ¦
¦7. Индукция синтеза противоопухо¦ гены интерлейкина-2, ¦
¦ левых в-в нормальными клеткам¦ интерферона ¦
¦8. Продукция противопухолевых ¦ вакцины типа БЦЖ, экспресси-¦
¦ рекомбинантных вакцин. ¦ рующей опухолевой антиген ¦
¦9. Локальная радиопротекция нор-¦ гены трансферазы, ¦
¦ мальных тканей с помощью ¦ глутатион синтетазы ¦
¦ антиоксидантов. ¦ ¦
L--------------------------------+------------------------------
Подробный анализ используемых при этом подходов и ре-
зультаты первых клинических испытаний выходит за рамки наше-
го изложения. Однако, материал этот настолько интересный и
многообещающий, что мы позволим себе на нескольких примерах
охарактеризовать основные принципы построения таких геноте-
рапевтических программ.
Как упоминалось ранее (см. 9.1), перенос гена в орга-
низм человека был осуществлен в 1989 году в большей степени
в исследовательских, а не в терапевтических целях. Это был
маркерный прокариотический ген neo, сообщающий клеткам ус-
тойчивость к неомицину. Он был введен пациенту, страдающему
злокачественной меланомой, в составе трансдуцированных
TIL-клеток (Т -лимфоцитов, полученных из опухолевых тканей
больного). В 1986г. вскоре после идентификации этого нового
класса иммунных клеток, была предпринята попытка лечения ме-
ланомы путем аутологичной внутривенной инфузии TIL-клеток,
предварительно выделенных из опухолей пациентов и интенсивно
наращиваемых in vitro в присутствии ростового фактора IL-2.
Примерно у трети пациентов лечение оказалось эффективным,
хотя в последующем наблюдали значительное число рецидивов
заболевания. Для анализа причин терапевтического эффекта TIL
-клеток и совершенствования методики лечения меланомы необ-
ходимо было исследовать устойчивость вводимых T-лимфоцитов и
их миграцию в организме больного. С этой целью была произве-
дена маркировка используемых для лечения TIL-клеток путем их
трансдукции в культуре ретровирусным вектором, несущим ген
neo, с последующим отбором неомицин-устойчивых клонов и вы-
ращиванием их на среде G418. Результаты исследований показа-
ли, что реинфузированные G418-устойчивые TIL-клетки действи-
тельно проникают в опухоль и могут быть обнаружены там в не-
большом количестве даже спустя 9 недель после введения. Най-
дены отличия субпопуляции T-лимфоцитов в опухоли от общей
популяции инфузированных TIL-клеток.
После успешного испытания переноса маркерного гена neo
в опухолевые ткани путем аутологичной реинфузии трансфециро-
ванных T-лимфоцитов лечение меланомы было дополнена введени-
ем в вектор мышиного гена, контролирующего продукцию, так
называемого фактора некроза опухоли - TNF. Предолагалось,
что локальная секреция этого токсичного для клеток белка в
опухолевых тканях будет способствовать формированию иммунно-
го ответа. Опасность данной терапевтической процедуры обус-
ловлена возможностью разрушения TIL-клеток в печени, мозге и
легких. Поэтому экспрессия TNF-гена под гетерологичным про-
мотором может оказать сильный токсический эффект в этих ор-
ганах. Первые клинические испытания описанной схемы лечения
начаты в январе 1991 года в Национальном Институте Здоровья
(NIH) США.
Другая программа генной терапии, предложенная для лече-
ния меланом, основана на стимуляции противоопухолевого имму-
нитета, опосредованного T-лимфоцитами. Для этого в изолиро-
ванные опухолевые клетки пациента вводят TNF- или IL2-ген
или какие-либо другие гены, секретирующие цитокины, и затем
проводят иммунизацию пациента путем подкожного введения
трансдуцированных клеток. Эта процедура сама по себе может
привести к рассасыванию первичной опухоли или может быть ис-
пользована для изоляции более эффективных TIL-клеток из лим-
фоузлов, вблизи от места инъекции. Подобная иммунизация мо-
жет быть рекомендована для предотвращения рецедивов у паци-
ентов, подвергавшихся другим курсам противоопухолевой тера-
пии. Первая попытка прямого переноса гена в опухолевые клет-
ки пациента без их предварительной изоляции также была
предпринята с целью формирования иммунного ответа против
злокачественной меланомы. Процедура включала прямую иньекцию
в опухоль липосом-плазмидного комплекса с геном, контролиру-
ющим отсутствующий у пациента антиген гистосовместимости
HLA-B7. Другой тип модификации опухолевых клеток основан на
введении в них гена тимидинкиназы Герпеса. Использованный в
работе ретровирусный вектор обеспечивал включение генной
конструкции только в активно пролифирирующие клетки, каковы-
ми и являются клетки опухоли. Впервые эта схема была апроби-
рована при лечении карциномы яичника. После интраперитоне-
альной аутологичной иньекции трансдуцированных клеток злока-
чественной карциномы пациентам назначали противогерпесный
препарат - ганцикловир, избирательно убивающий клетки, экс-
прессирующие ген вирусной тимидин-киназы. Противоопухолевый
эффект был обусловлен летальным действием токсина, образую-
щегося в модифицированных клетках и последующей иммунной ре-
акцией организма на опухолевые клетки.
Подходы, используемые для лечения вирусных инфекций пу-
тем введения в организм человека специфических нуклеиновых
кислот, очень разнообразны и основаны на детальном исследо-
вании молекулярных механизмов взаимодействия инфецирующих
агентов с клетками-хозяина. Мы лишь коротко перечислим ос-
новные принципы, используемые при разработке соответствующих
медицинских протоколов. Наибольшее количество противовирус-
ных программ генной терапии предложено в рамках борьбы со
спидом, хотя аналогичные методы разрабатываются для лечения
гепатита, цитомегаловирусных, герпесных и иных вирусных ин-
фекций. Одна из первых таких программ была направлена на
разрушение регуляторных механизмов репликации вируса иммуно-
дефицита - HIV, путем введения в T-лимфоциты от 20 до 50 ко-