ГЕНОТЕРАПИЯ

ГЕНОТЕРАПИЯ (греч. genos род, происхождение + therapeia лечение)— раздел медицинской генетики, разрабатывающий в эксперименте возможные методы лечения наследственных заболеваний путем исправления генетических дефектов. Г. является одним из разделов генной инженерии (см.), изучающей экспериментальные методы целенаправленной реконструкции геномов (см.) низших и высших организмов. Предпосылками для развития Г. явились достижения современной молекулярной генетики: препаративное выделение индивидуальных генов или их некоторых фрагментов, принципиальное доказательство возможности хим. и ферментативного синтеза генов, доказательство возможности переноса генов из одного организма в другой. У человека известно ок. 2000 наследственных заболеваний, многие из которых обусловлены генными мутациями (см. Мутация). Большой процент наследственных болезней составляют обменные заболевания, вызванные нарушением в структуре единичных генов, следствием чего является либо неэффективность контролируемой геном продукции — фермента, либо полное отсутствие выработки специфического фермента (см. Энзимопатии). К таким заболеваниям относят фенилкетонурию, аргининемию, цистинурию и др. Относительная коррекция этих ферментов осуществляется, как правило, с помощью диетотерапии.

Наметились два возможных пути развития Г. Один из них исходит из представления, что во всех клетках организма содержится одинаковый объем генетической информации. Существующие различия между клетками организма связаны с тем, что в процессе дифференцировки в разных клетках из группы, ответственной за проявление признака, выключаются (репрессируются) некоторые гены. Предполагается изыскать возможность замещения генного дефекта в одних тканях путем активации соседних нормальных, но репрессированных генов в других тканях организма. Синсхаймер (R. L. Sinsheimer, 1970) рассматривает такую возможность для Г. диабета, полагая, что синтез инсулина может быть налажен путем реализации генетической информации любых клеток организма (вне островков Лангерганса поджелудочной железы). Известна, в частности, возможность гормональной активации генов.

Другое направление связано с разработкой методов внесения генетической информации в клетки организма для нормализации генотипа больного (заместительная терапия). С этой целью изучаются возможности гибридизации клеток, к-рую осуществляют на клеточных культурах. Оригинальным методом гибридизации явилось слияние клеток с помощью инактивированного вируса парагриппа типа Сендай. Таким путем были гибридизированы даже далекие по биол, происхождению клетки (человек — комар). Предполагается попытка внесения таких гибридизированных клеток, культивированных на искусственной среде, в организм человека. Разрабатываются также методы клеточной хирургии, позволяющие трансплантировать ядра с интересующим генотипом из соматических клеток в безъядерное яйцо [Гердон (J. В. Gurdon), 1973].

Особенно перспективной является проблема введения отсутствующей генетической информации с помощью вирусов [Роджерс (S. Rogers), 1971]. Многие вирусы при инфицировании клетки не вредят ей. Выделены такие виды и среди вирусов, инфицирующих человека: вирус SV40, папилломы Шоупа, Sa7 и др. Вирус SV40 наблюдался как загрязнение в вакцинах, однако его действие на организм человека не проявилось. Вирус Шоупа, вызывающий образование папилломы у кроликов, не дает подобных эффектов у человека, обезьян, собак, крыс, мышей. Это обстоятельство позволяет использовать в Г. собственную генетическую информацию вируса или чужеродную экзогенную информацию, привнесенную в его геном.

Возможности использования собственной информации вирусов были показаны работами Роджерса (с 1959 по 1971) на примере вируса папилломы Шоупа, который несет в своем геноме информацию для синтеза специфического энзима — аргиназы и способен индуцировать выработку этого фермента в других организмах. В частности, после внутривенного введения вируса мышам, кроликам, обезьянам уровень аргинина в крови у этих животных снижался. Аналогичный эффект (низкий уровень аргинина в крови) был отмечен у людей, проводящих экспериментальные исследования с этим вирусом. В 1975 г. Терхегген (H. G. Тегheggen) с соавт, сообщил о попытке лечения трех больных гипераргининемией внутривенным введением вируса Шоупа; эффекта, наблюдаемого у животных, достичь не удалось. Никаких других воздействий этого вируса на организм животных и человека не наблюдалось. Меррил (С. R. Merrill) с соавт. (1971) успешно использовал бактериальный вирус для переноса генетической информации в клетки кожи человека, страдающего галактоземией, выращенные в культуре ткани. Отсутствующий в клетках галактозный ген был введен при помощи фага А, несущего галактозный оперон кишечной палочки. Ген бактерии стал работать в клетках человека, синтезируя нужный фермент. Пока эта работа не получила подтверждения у других экспериментаторов, но намеченный ею путь исключительно важен. Перспективным является использование вирусов в качестве «переносчиков» полезной экзогенной генетической информации, к-рая может быть привнесена в них путем добавления к их нуклеиновой к-те кодирующих последовательностей для специфических ферментов. Напр., присоединение поли-А к РНК вируса табачной мозаики стимулирует в растениях синтез полилизина. Вирус, выделяемый в дальнейшем из этих растений, продолжает сохранять приобретенное свойство на протяжении нескольких пассажей. Обнаружено также, что полиорнитин или полилизин защищают РНК вируса табачной мозаики от действия рибонуклеазы. Следовательно, добавляя различные полипептиды, можно также обеспечить защиту вирусной нуклеиновой к-ты от действия клеточных нуклеаз. Внесение гена в «вирус-переносчик», который мог бы доставить его по назначению, возможно с помощью ферментативных реакций.

Разработка методов Г. является перспективной областью мед. генетики, однако ее использование на человеке связано с рядом трудностей и ограничений. Неизвестно, как будет вести себя чужеродный ген в клетке, биол, особенность к-рой не позволит, очевидно, нарушить ее специфичность и целостность генома (см.); введение чужеродного гена приведет к появлению в клетке чужеродного белка, и, следовательно, в организме возникнет угроза иммунологического конфликта.

В 1972 г. вопрос о перспективах использования Г. обсуждался на заседаниях ВОЗ, подтвердивших перспективность и важность разработки этого нового метода лечения наследственных заболеваний. Использование Г. на практике будет возможно только после проведения ряда фундаментальных экспериментальных исследований.

См. также Наследственные болезни.


Библиография: Физиологическая генетика, под ред. М. Е. Лобашева и С. Г. Инге-Вечто-мова, Л., 1976, библиогр.; Avery О. Т., MacLeod С. М. a. McCarty М. Studies on chemical nature of substance inducing transformation of pneumococcal types, J. exp. Med., v. 79, p. 137, 1944; Mer ri 1 C. R., G e i e r M. R. a. P e t-Ticciani J. C. Bacterial virus gene expression in human cells, Nature (Lond.), v. 233, p. 398, 1971; Qasba P. K. a., A p o s h i a n H. V. DNA and gene therapy, Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.), v. 68, p. 2345, 1971, bibliogr.; Rogers S. Gene therapy, Res. commun. ehem. path, pharma-col., v. 2, p. 587, 1971.


Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание