Гены едут!

Исцеление больным клеткам принесут наноконтейнеры

Пройдет лет эдак 10–15, может быть, меньше, может быть, больше, и страдающим от тяжких недугов медики предложат совершенно новые препараты – генетические. А доставят их непосредственно в больную клетку необыкновенные транспортные средства – наноконтейнеры, движущиеся по кровотоку человека

.

Привычные таблетки да уколы, объясняют мне в Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова, воздействуют скорее не на больной орган, а на весь организм, фактически они лечат лишь последствия болезни, но не устраняют ее причину, да еще имеют кучу побочных эффектов. Такое лечение чаще всего дает лишь временное облегчение. Есть другой, куда более эффективный путь, его открывает новая область медицины – генная терапия.

Используя необыкновенные возможности, генетики ищут способы, как заменить здоровыми копиями поврежденные, вызывающие болезни гены. Какие из них – истинные виновники возникновения таких тяжких заболеваний, как рак, наследственные и инфекционные заболевания, ученые теперь знают. Знают, как их исправить, чтобы вылечить больных. Осталось всего ничего: осуществить все это на практике. Однако уже два десятилетия исследователям это никак не удается.

• Сложностей с созданием искусственных лечебных генов у ученых нет, поскольку существует целый ряд апробированных подходов и методов. Но как быть дальше? Если вводить гены в кровеносные сосуды, чтобы они по кровотоку попадали в клетки нужных органов, то защитные системы нашего организма сразу начнут разрушать их, приняв за инородные вещества. Нужны новые транспортные средства: нано- или микроскопические контейнеры, которые защитят и доставят лечебные гены в поврежденные клетки.

Первую попытку в 1990 году осуществили американские ученые при лечении четырехлетней девочки Ашанти ДеСильва (она страдала наследственным иммунодефицитом). В качестве “почтальона” они использовали известные природные объекты – вирусы. Уж они-то свое дело знают, рассуждали биологи, – природа их такова, что вирусы чрезвычайно легко проникают в самое ядро клетки. И действительно, при испытаниях такая транспортная система показала себя чрезвычайно эффективной. Ученые решили, что нашли идеального в прямом смысле слова “проходимца”, предусмотрели все опасности, возникающие в связи с враждебной человеку природой вируса.

• Но 11 лет спустя во Франции лечение детей с таким же заболеванием привело к печальным последствиям: через год у них возникла лейкемия (еще один трагический случай произошел и в Америке в 1999 году). Худшие опасения подтвердились: вирусы сумели встроиться в гены человека и вызвать лейкемию. Эти трагедии заставили ученых искать более безопасные, невирусные способы доставки лечебных генов.

Начинать пришлось с самого начала: создания оболочки. Ее конструируют из искусственных, синтетических, молекул на основе липидов (безвредных, жизненно необходимых человеку химических соединений). Чтобы контейнер с геном не распаковался раньше времени, ген должен быть прочно связан с защитной оболочкой. Ученые нашли простое и оригинальное решение. Они получили искусственные липиды, которые имеют положительный заряд, в то время как ген – отрицательный. И их как магнитом притягивает друг к другу. Все, проблема решена: ген упакован в прочную защитную оболочку. Размеры этого уникального контейнера не должны превышать 100 нанометров – это в 10 тысяч раз меньше игольного ушка. Потому что чем компактнее, меньше посылка, тем быстрее и легче она проникнет в клетку.

• Теперь, наверное, самое сложное: как без почтальона посылка может найти адресата? Это куда труднее, чем, скажем, рассчитать и произвести стыковку двух кораблей в космосе – ведь вместо орбиты здесь бесчисленное множество капилляров. В принципе ученые и эту проблему решили. К наноконтейнеру прикрепляют молекулы, играющие роль антенны. Эти небольшие молекулы, чаще всего белковые или углеводные, – своего рода ключ, который подходит к молекуле-замку на поверхности нужной клетки. Ключ входит в замочную скважину – контейнер связывается с больной клеткой, лечебный ген проникает внутрь и заменяет больной ген. Пациент чувствует облегчение, постепенно он выздоравливает. Все замечательно. Почему же этот метод транспортировки так и не действует?

Проблема в том, что до конца не решена едва ли не главная задача – разработка эффективного, безопасного, невирусного, транспортного средства, – продолжает объяснения докторант кафедры химии и технологии биологически активных соединений Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова Михаил Маслов. – Чтобы, как на автопилоте, в соответствии с заданной программой, могло доставить посылку из пункта А в пункт Б. Сложность и в том, что новый, встроенный ген не в состоянии работать так долго, как хотелось бы ученым. А нам надо, чтобы он исправно трудился как можно дольше. Ведь мы ждем от него очень многого: он должен регулировать важные процессы, происходящие в организме. Это еще одна очень серьезная проблема. И таковых, наверное, десятки, недаром ученые бьются над ними лет 20.

Наша группа, ее возглавляет профессор Галина Андреевна Серебренникова, пытается сконструировать такие универсальные молекулы, которые взяли бы на себя эффективную доставку генной копии в нужную клетку. Уже 15 лет мы проводим глубокие фундаментальные исследования, в частности сложный синтез положительно заряженных липидов, и изучаем их биологические свойства. Эти работы ведутся, как говорится, не на пустом месте: наша кафедра накопила огромный опыт благодаря научной школе, сформированной в вузе в 60-х годах прошлого века.

Сегодня нам удалось сконструировать сложные многокомпонентные молекулы. Серьезные биологические испытания этих молекул взяли на себя наши коллеги из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Мы используем их результаты для дальнейшего усовершенствования структуры наших транспортных средств. Коллеги в России и за рубежом с большим интересом следят за нашими работами, считают их важными и относятся к ним с уважением.

Юрий Дризе

http://www.poisknews.ru/…ny_edut.html