Методы генной инженерии 2 страница

Экспериментаторы рассматривают почвенную бактерию как природного геноинженера. Пришлось только обезоружить ее: опухолеиндуцирующую область плазмиды удалили и заменили на искусственно сконструированный вектор, в который включен избранный чужой ген, переносимый в ядерный геном растений. Следует отметить, что все трансгенные растения получены на основе схемы агробактериального переноса (рис.58). Однако она эффективна лишь для двудольных растений. Для однодольных, в основном злаковых растений, разработаны другие способы переноса генетических конструкций, из них чаще используется баллистический - с помощью установки под названиями «генная пушка», или «дробовик». На микрочастицы золота или вольфрама помещаются ДНК-векторы и под давлением «выстреливаются» в растительные клетки.

Сейчас разрабатывается получение так называемых съедобных вакцин. Этим занимаются многие лаборатории в мире, но пока на экспериментальном уровне. На первых этапах работы получены трансгенные растения табака и люцерны с геном Р-интерферона человека, очень мощного иммуногенного фактора. Затем приступили к созданию трансгенных растений табака и люцерны с генами иммуногенных белков микобактерий, вызывающих туберкулез, и с генами оболочки вируса гепатита В. При экспрессии подобных генов в растениях, которые съедают животные, в их организме предполагается получить иммунный ответ с образованием антител на продуцируемый антиген. Иными словами, будет проведена естественная вакцинация по устойчивости к заболеванию туберкулезом или гепатитом В. В этом и заключается смысл создания съедобных вакцин.

В настоящее время у 120 видов растений существуют трансгенные формы. Разрешено использование трансгенных сои, кукурузы, хлопка, рапса, картофеля, томатов, свеклы, тыквы, табака, папай, льна; заканчиваются испытания трансгенного риса и пшеницы. Трансгенные растения выращиваются в 11 странах мира - США, Китае, Аргентине, Канаде, Австралии, Мексике, Испании, Франции, Южной Африке, Португалии и Румынии. В 2000 г. под ними была занята площадь около 40 млн. га.

С использованием трансгенных растений были решены такие проблемы, как гербицидоустойчивость, устойчивость к насекомым, к вирусам, к грибковым и бактериальным заболеваниям, регуляция сроков созревания, повышение общей продуктивности, съедобные вакцины. Сегодня выращивается 71 % трансгенных растений, устойчивых к гербицидам, 22% - к вредителям и 7% - к гербицидам и вредителям (в основном соя, кукуруза, хлопок, рапс). Идет поиск подходов к резкому повышению продуктивности растений.

Ведутся работы по образованию биоинженерных растений, которые могли бы иметь следующие особенности: 1) высокую приспособительность к условиям внешней среды; 2) вмещать большее количество необхо­димых для человека питательных веществ; 3) долгое время сохранятся.

Разрабатываются трансгенные растения, которые способны проду­цировать в интересах человека химические вещества и лекарства. Реконструировано картошку для продукции альбумина человека. Предвидится, что в будущем растения смогут образовывать в своих семенах такие белки, как гормоны человека.

Трансгенные животные как модели заболеваний и биореакторы. Трансгенных животных, чьи клетки производят нужные белки, можно называть биореакторами. От них можно получать потомство, т.е. процесс воспроизводится из поко­ления в поколение.

Создание трансгенных животных начинается со «сшивки» двух генов, каждый из которых клонирован от­дельно. Один ген кодирует нужный белок, другой взят из железы или другого органа, который будет про­изводить этот белок. Например, если белок продуцируется с моло­ком, то специфическими органны­ми генами будут гены из молочной железы.

Гибридная ДНК инъецируется в оплодотворенную яйцеклетку или в эмбрион. Примерно в 5—10% слу­чаев ДНК встраивается в геном. Все яйцеклетки подсаживают в самок, а родившихся животных проверя­ют на присутствие гибридного гена. От «животного-основателя» полу­чают потомство и создают стадо.

Одним из примеров живых био­реакторов является свинья, проду­цирующая НЬ (гемоглобин) человека. «Сконструирована» она в 1991 г. Около 15% эритроцитов свиньи со­держат человеческий гемоглобин. Его можно отделять от свиного с помощью препаративных методов. Такой НЬ не содержит вирусов че­ловека. Однако в отдельных случа­ях не исключаются аллергические реакции.

Другим трансгенным животным явилась корова, которая с молоком производит человеческий лактоферрин. В результате подсадки трансгенной яйцеклетки родился бык, от которого получено много трансгенных тёлок, в последующем производящих и выделяющих лактоферрин с молоком.

Получены и другие трансгенные животные. Коза выделяет с молоком акти­ватор плазминогена, который растворяет тромбы; трансгенные кро­лики — фермент осглюкозидазу для лечения болезни Помпе; трансгенные куры несут яйца с человеческими антителами.

В 70-х годах была показана возможность получения ферментов из тканей человека и разработаны системы наблюдения за судьбой ферментов в орга­низме млекопитающих. Первые клинические испытания были проведены при различных лизосомных нарушениях: ганглиозидозе Ош типа 2 (Р-гексозаминидаза А из мочи), гликогенозе типа 2 (плацентарная а-галактозидаза), болезни Фабри (плацентарная а-галактозидаза), болезни Гоше (плацентарная р-глюкозидаза). Перед клиническим испытанием было установлено, что высокоочищенные ферменты человека гидролизуют естественный субстрат. Провер­ка показала, что ферменты обнаруживаются в печёночной ткани при их внут­ривенном или подкожном введении. При этом концентрация ферментов в крови уменьшается, а в печени повышается. Однако они не проникают в мозг в результате барьерных функций мозговых оболочек. Отсюда следует вывод о специфической доставке ферментов в клетки-мишени при каждой болезни. Доставка их в разные клеточные структуры может потребовать специфичес­кой очистки или какой-либо химической модификации фермента.

Экспериментальные разработки в области ферментотерапии наследствен­ных болезней позволили объективно оценивать захват молекул фермента ре­цепторами, гепатоцитами, клетками ретикулоэндотелиальной системы, фибробластами, клетками эндотелия сосудов и т.д. Это увеличило возможности направленных разработок лечения наследственных болезней и в первую оче­редь разработок с использованием новых методов доставки ферментов к клет­кам-мишеням в синтетических «пузырьках-носителях» или микрокапсулах— липосомах, либо естественных элементах — аутологичных эритроцитах. Такие методы доставки разрабатываются для лечения не только наследственных бо­лезней, но и других видов патологии. Направленная доставка лекарственных веществ в органы, ткани и клетки является актуальной проблемой для меди­цины в целом.

Ценным инструментом для генетических исследований стали трансгенные мыши. Они дают информацию при планирова­нии генной терапии человека. Ученые, изучающие мышечную дистрофию Дюшена, выделили ген, который отсутствует у больных. Предложен способ обеспечения больных детей дистрофином. Но что будет, если дистрофии попадет в другие ткани, или его будет образовываться очень много? Для решения этих вопросов были созданы трансгенные мыши, в мышцах которых имеется дистрофина в 50 раз больше, а также происходит продукция этого белка в других тканях. Дистрофии не вызывает у таких мышей патологических отклонений.

Трансгенные мыши выявились необходимыми при изучении злокачественных опухолей, моно­генных и мультифакториальных болезней человека. Но трансгенная технология является неточной, потому что введение ДНК не направленное на определенный локус хромосомы. Ген, что переносится, может нарушить функцию другого гена или попасть под контроль других генов. Даже если трансген встраивается в хромосому и экспрессируется, его эффект может быть перекрыт таким же геном клетки-хозяина. Поэтому была разработана технология более точного «прицеливания» гена, при котором ген, что вводится, занимает место своего двойника в хромосоме клетки хозяина. При этом используется природный процесс гомологической рекомбинации. Вследствие такой технологии заменяют инактивированым геном активный ген у мышей и следят эффект его отсутствия даже в эмбрионе. Так изучают функцию белков иммунной системы, механизм взаимодействия онкогенов в возникновении опухоли, развитии генетических заболеваний.

«Прицеливание» гена - сложная методология, она не работает в оплодотворенной клетке млекопитающих. Ген можно ввести только в клетки на ранних этапах развития зародыша, до его имплантации в стенку матки.

Животных с «исключенным» геном используют в изучении сложных заболеваний, у которых задействовано много генов. Так, например, изучают атеросклероз путем инактивации соединения генов, продукты которых контролируют липидный метаболизм.

Проблемы экологической безопасности. Считается, что трансгенез у растений и животных - наиболее перспективная биотехнология для решения продовольственной и медицинской проблем на ближайшее десятилетие. Трансгенные животные - козы, овцы, свиньи, коровы - используются для секреции под промоторами «генов молока» высокоактивных биологических веществ для медицины и фармакологии. Уже прошли лицензирование и поступили на рынок полученные через трансгенных животных антитрипсин, применяемый при легочных заболеваниях, антитромбин III для предотвращения инфарктов и инсультов, факторы свертываемости крови, белок С, обладающий защитными функциями, и ряд других.

Однако во всем мире в средствах массовой информации развернута дискуссия об опасностях применения генетически модифицированных организмов - трансгенных растений и животных. Научной основы для такой обеспокоенности нет, так как наш организм уже давно пользуется продуктами этих генов в виде пула аминокислот и коротких невоспроизводящихся фрагментов нуклеиновых кислот как основы для собственных биосинтетических процессов. Добавим, что каждое трансгенное растение, рекомендуемое к применению, проходит жесткую проверку по многим параметрам с испытанием на животных и только после этого получает лицензию.

В России и Украине также идут бурные дискуссии об опасностях использования трансгенных организмов. Однако в нашей стране пока не возделывается ни одно трансгенное растение, хотя российскими учеными уже созданы трансгенные растения более чем у 20 видов, некоторые из них сейчас проходят тщательную проверку.

Приведем две, до конца еще не решенные проблемы, связанные с использованием трансгенных растений. Первая - утечка трансгенов к другим диким видам-сородичам через спонтанную гибридизацию. Хотя этот процесс маловероятен, он не исключается. Можно представить последствия, когда гены гербицидоустойчивости вдруг окажутся у сорняков.

Так как трансгенные растения устойчивы к болезням и вредителям, то не исключается повышение устойчивости самих возбудителей болезней и тех же насекомых-вредителей, то есть их коэволюция. Это вторая проблема, последствия которой необходимо предвидеть. Возможно, что, создавая устойчивость у растений, стимулируется процесс отбора более устойчивых возбудителей и вредителей. Естественно, что трансгенез вызывает весьма ощутимые последствия, которые нужно тщательно изучать.

Генная терапия. Генную терапию на современном этапе можно определить как лечение наследственных, мультифакториальных и ненаследственных (инфекцион­ных) заболеваний путем введения генов в клетки пациентов с целью направленного изменения ген­ных дефектов или придания клеткам новых функ­ций.

Принципы генной терапии. В зависимости от способа введения экзогенных ДНК в геном пациента генная терапия может прово­диться либо в культуре клеток (ex vivo), либо непо­средственно в организме (in vivo). Клеточная генная терапия или терапия ex vivo предполагает выделение и культивирование специфических типов клеток пациента, введение в них чужеродных генов, отбор трансфецированных клеток и реинфузию их тому же пациенту (рис.59). В настоящее время в большин­стве допущенных к клиническим испытаниям про­грамм генной терапии используется именно этот подход.

Рис.59. Генотерапия способом ex vivo. Клетки по­лучают от пациента, культивируют in vitro, прово­дят их генетическую трансформацию, отбирают нужные клоны клеток и возвращают в организм пациента. В случае опухолей клетки трансформи­руют генами, резко усиливающими иммунный от­вет организма, облучают и трансплантируют под­кожно тому же пациенту.

Генная терапия in vivo основана на прямом вве­дении клонированных и определенным образом упакованных последовательностей ДНК в специ­фические ткани больного. Особенно перспектив­ным для лечения генных болезней in vivo представ­ляется введение генов с помощью аэрозольных или инъецируемых вакцин. Аэрозольная генотерапия разрабатывается, как правило, для лечения пуль­монологических заболеваний (муковисцидоз, рак легких).

Разработке программы генной терапии предше­ствуют тщательный анализ тканеспецифической экспрессии соответствующего гена, идентификация первичного биохимического дефекта, исследование структуры, функции и внутриклеточного распреде­ления его белкового продукта, а также биохимиче­ский анализ патологического процесса. Все эти данные учитываются при составлении соответству­ющего медицинского протокола. Апробацию про­цедуры генокоррекции наследственного заболева­ния проводят на первичных культурах клеток больного, в которых в норме функционально акти­вен данный ген. На этих клеточных моделях оцени­вают эффективность выбранной системы переноса экзогенной ДНК, определяют экспрессию вводи­мой генетической конструкции, анализируют ее взаимодействие с геномом клетки, отрабатывают способы коррекции на биохимическом уровне.

Используя культуры клеток, можно разработать систему адресной доставки рекомбинантных ДНК, однако проверка надежности работы этой системы может быть осуществлена только на уровне целого организма. Поэтому такое внимание в программах по генной терапии уделяется экспериментам in vivo на естественных или искусственно полученных мо­делях соответствующих наследственных болезней у животных. Успешная коррекция генетических дефектов у таких животных и отсутствие нежела­тельных побочных эффектов генной терапии явля­ются важнейшей предпосылкой для разрешения клинических испытаний.

Таким образом, стандартная схема генокоррекции наследственного дефекта включает серию по­следовательных этапов. Она начинается созданием полноценно работающей (экспрессирующейся) генетической конструкции, содержащей смысловую (кодирующую белок) и регуляторную части гена. На следующем этапе решается проблема вектора, обес­печивающего эффективную, а по возможности и адресную доставку гена в клетки-мишени. Затем проводится трансфекция (перенос полученной конструкции) в клетки-мишени, оценивается эф­фективность трансфекции, степень коррегируемости первичного биохимического дефекта в условиях клеточных культур (in vitro) и, что особенно важно, in vivo на животных — биологических моделях. Толь­ко после этого можно приступать к программе кли­нических испытаний.

Генная терапия ex vivo и in vivo. Первые клинические испытания методов ген­ной терапии были предприняты 22 мая 1989 года с целью генетического маркирования опухоль-инфильтрующих лимфоцитов в случае прогрессирую­щей меланомы. Первым моногенным наследствен­ным заболеванием, в отношении которого были применены методы генной терапии, оказался на­следственный иммуннодефицит, обусловленный му­тацией в гене аденозиндезаминазы (ADA). 14 сентя­бря 1990 года в Бетесде (США) четырехлетней девочке, страдающей этим достаточно редким забо­леванием (1: 100000), были пересажены ее собст­венные лимфоциты, предварительно трансформи­рованные вне организма (ex vivo) геном ADA (ген ADA + ген neo + ретровирусный вектор). Лечебный эффект наблюдался в течение нескольких месяцев, после чего процедура была повторена с интервалом 3—5 месяцев. За три года терапии в общей слож­ности проведены 23 внутривенные трансфузии ADA-трансформированных Т-лимфоцитов без видимих неблагоприятных эффектов. В результате лечения состояние пациентки настолько улучшилось, что она смогла вести нормальный образ жизни и не бо­яться случайных инфекций. Столь же успешным оказалось и лечение второй пациентки с этим забо­леванием. В настоящее время клинические испыта­ния генной терапии этого заболевания проводятся в Италии, Франции, Великобритании и Японии.

В 1997 году число допущенных к клиническим испытаниям протоколов уже составляло 175, более 2000 пациентов приняли участие в их реализации. Большинство таких проектов (около 80%) каса­ются лечения онкологических заболеваний, а также ВИЧ-инфекции (СПИДа). Вместе с тем и в совре­менных исследованиях по генной терапии необхо­димо учитывать, что последствия манипулирования генами или рекомбинантными ДНК in vivo изучены недостаточно.

В странах с наиболее продвинутым уровнем ис­следований в этой области, особенно в США, меди­цинские протоколы с использованием смысловых последовательностей ДНК подвергаются обяза­тельной экспертизе в соответствующих комитетах и комиссиях.

Вирусные и невирусные векторы в генотерапии. Решающим условием успешной генотерапии яв­ляется обеспечение эффективной доставки, то есть трансфекции (в широком смысле) или трансдукции (при использовании вирусных векторов) чужерод­ного гена в клетки-мишени, обеспечение длитель­ного функционирования его в этих клетках и созда­ние условий для полноценной работы гена (его экспрессии). Трансфекция может проводиться с ис­пользованием чистой («голой» — naked) ДНК, леги­рованной (встроенной) в соответствующую плазмиду, или комплексированной ДНК (плазмидная ДНК, соединенная с солями, белками (трансферрин), ор­ганическими полимерами (DEAE-декстран, поли­лизин, липосомами или частицами золота), или ДНК в составе вирусных частиц, предварительно лишенных способности к репликации.

Основные методы доставки чужеродных генов в клетки разделяются на химические, физические и биологические. Только вирусные векторы или генетические конст­рукции, включающие вирусные последовательнос­ти, способны к активной трансдукции, а в некото­рых случаях и к длительной экспрессии чужеродных генов. Из более 175 уже одобренных протоколов клинических испытаний по генотерапии более 120 предполагают использовать вирусную трансдукцию и около 100 из них основаны на применении ретровирусных векторов.

Обзор литературных данных позволяет прийти к заключению, что, несмотря на усилия многих лабораторий мира, все уже известные и испытанные in vivo и in vitro век­торные системы далеки от совершенства. Если проблема доставки чужеродной ДНК in vitro прак­тически решена, а ее доставка в клетки-мишени разных тканей in vivo успешно решается (главным образом путем создания конструкций, несущих ре-цепторные белки, в том числе и антигены, специ­фичные для тех или иных тканей), то другие харак­теристики существующих векторных систем — стабильность интеграции, регулируемая экспрес­сия, безопасность — все еще нуждаются в серьезных доработках.

Прежде всего, это касается стабильности интег­рации. До настоящего времени интеграция в геном достигалась только при использовании ретровирусных либо аденоассоциированных векторов. Повысить эффективность стабильной ин­теграции можно путем совершенствования генных конструкций типа рецептор-опосредованных сис­тем (рис.60) либо путем создания достаточно ста­бильных эписомных векторов (то есть ДНК-струк­тур, способных к длительной персистенции внутри ядер).

Рис.60. Рецептор-опосредованный перенос гена. ДНК-последовательность нужного гена соединя­ют с определенным мембранным рецептором (например, сиалогликопротеином в случае кле­ток печени), а также с аденовирусом, обеспечива­ющим проникновение генной конструкции в ядро клетки. Такой комбинированный вектор обеспе­чивает эффективную адресную доставку гена в клетки печени.

В последнее время особое внимание уделяет­ся созданию векторов на базе искусственных хромо­сом млекопитающих. Благодаря наличию основных структурных элементов обычных хромосом такие мини-хромосо­мы длительно удерживаются в клетках и способны нести полноразмерные (геномные) гены и их естественные регуляторные элементы, которые необходи­мы для правильной работы гена, в нужной ткани и в должное время.

Перспективы и ограничения генной терапии. Успех первых клинических испытаний явился мощным стимулом для ускорения развития новых генотерапевтических методов применительно к другим наследственным болезням

Появление принципиально новых технологий, позволяющих активно манипулировать с генами и их фрагментами и обеспечивающих адресную до­ставку новых блоков генетической информации в заданные участки генома, стало важным событием в биологии и медицине. Уже сейчас на современном уровне знаний о ге­номе человека теоретически вполне возможны та­кие его модификации с целью улучшения некото­рых физических (например, рост), психических и интеллектуальных параметров. Таким образом, со­временная наука о человеке на своем новом витке развития вернулась к идее улучшения человеческой породы, когда-то постулированной выдающимся английским генетиком Ф. Гальтоном и развитой его учениками и последователями в Великобритании (К. Пирсон, Л. Пенроуз, Дж. Холдэйн), в России (Н.К. Кольцов, Ф.П. Филипченко), в США (Г. Мёллер). Дальнейший ход истории, как известно, пол­ностью дискредитировал саму идею улучшения че­ловеческой породы. Однако грядущее всевластие человека над собственным геномом заставляет вновь и вновь возвращаться к этой теме, делает ее предметом постоянных оживленных дискуссий в широкой и научной печати. Не вызывает сомне­ния, что первоначальные опасения, связанные с генной инженерией человека, были неоправданны. Уже признано целесообразным применение генной терапии для лечения многих заболеваний. Единст­венным и непременным ограничением, сохраняю­щим свою силу и в современных условиях, является то, что все генотерапевтические мероприятия долж­ны быть направлены только на конкретного боль­ного и касаться исключительно его соматических клеток.

Генная инженерия возможна на уровне зародышевых клеток. Профилактика наследственных болезней может быть наиболее полной и эффективной, если в зиготу будет встроен ген, по функции заменяющий мутантный ген. Устранение причины наследственной болезни (а именно это и есть наиболее глубокий подход к профилактике) означает достаточно серьез­ное «маневрирование» с генетической информацией в зиготе. Это могут быть введение нормального аллеля в геном путём трансфекции, обратная мутация патологического аллеля, «включение» нормального гена в работу, если он бло­кирован, «выключение» мутантного гена. Сложности этих задач очевидны, не интенсивные экспериментальные разработки в области генной инженерии свидетельствуют о принципиальной возможности их решения. Вопрос о ген­но-инженерной профилактике наследственных болезней является уже не уто­пией, а перспективой, хотя и не близкой.

Предпосылки для коррекции генов человека в зародышевых клетках уже созданы. Их можно обобщить в виде следующих положений.

Первичная расшифровка генома человека завершена, особенно на уров­не секвенирования нормальных и патологических аллелей. Можно надеяться, что для большинства наследственных болезней мутации будут секвенированы в ближайшие годы. Интенсивно развивается функциональная геномика, бла­годаря которой будут известны межгенные взаимодействия.

Любые гены человека нетрудно получать в чистом виде на основе хи­мического или биологического синтеза. Интересно отметить, что ген глобина человека был одним из первых искусственно полученных генов.

Разработаны методы включения генов в геном человека с разными векто­рами или в чистом виде путём трансфекции.

Методы направленного химического мутагенеза позволяют индуцировать специфические мутации в строго определённом локусе (получение обратных мутаций — от патологического аллеля к нормальному).

Получены доказательства в экспериментах на разных животных транс­фекции отдельных генов на стадии зигот (дрозофила, мышь, коза, свинья и др.). Введенные гены функционируют в организме-реципиенте и передаются по наследству, хотя и не всегда по законам Менделя. Например, ген гормона роста крыс, введённый в геном зигот мышей, функционирует у родившихся мышей. Такие трансгенные мыши значительно больше по размерам и массе по сравнению с нормаль­ными.

Генно-инженерная профилак­тика наследственных болезней на уровне зигот разработана пока сла­бо, хотя выбор способов синтеза генов и способов их «доставки» в клетки уже достаточно широк. Решение вопросов трансгеноза у человека сегодня упирается не только в генно-инженерные труд­ности, но и в этические пробле­мы. Ведь речь идёт о «композиции» новых геномов, которые создают­ся не эволюцией, а человеком. Эти геномы вольются в генофонд че­ловечества. Какова будет их судь­ба с генетической и социальной точки зрения? Будут ли они фун­кционировать как нормальные геномы? Готово ли общество принять на себя последствия неудачных исходов? Сегодня ответить на эти вопросы трудно, а без ответа на них нельзя начинать клинические испытания. Ведь речь идёт о безвозвратном вмешательстве в геном человека. Без объективной оценки эво­люционных последствий генной инженерии нельзя применять эти методы на человеке (даже и с медицинскими целями на стадии зигот). Генетика человека ещё далека от полного понимания всех особенностей функционирования ге­нома. Неясно, как геном будет работать после введения в него дополнитель­ной генетической информации, как он будет вести себя после мейоза, редук­ции числа хромосом, в сочетании с новой зародышевой клеткой и т.п.

Все сказанное выше дало основание специалистам в области биомедицинс­кой этики на международном уровне, включая ВОЗ, ЮНЕСКО, Совет Евро­пы, временно воздержаться от проведения экспериментов, а тем более клини­ческих испытаний с трансгенозом зародышевых клеток.

Современный уровень знаний не позволяет про­водить коррекцию генных дефектов на уровне по­ловых клеток и клеток ранних доимплантационных зародышей человека в связи с реальной опасностью засорения генофонда нежелательными искусст­венными генными конструкциями или внесением мутаций с непредсказуемыми последствиями для будущего человечества. Вместе с тем в научной ли­тературе все чаще и настойчивее раздаются призы­вы к возобновлению дискуссии о целесообразности генокоррекции зародышевых и половых клеток че­ловека.

Вот некоторые вопросы, которые должны быть решены в рамках предлагаемой генетиками широ­кой дискуссии по генной терапии.

Сможет ли в будущем генная терапия обеспе­чить столь полноценную генокоррекцию, которая не представит угрозы для потомства?

В какой мере полезность и необходимость генотерапевтической процедуры для одной супружес­кой четы перевесят риск такого вмешательства для всего человечества?

Сколь оправданны будут эти процедуры на фоне грядущего перенаселения планеты?

Как будут соотноситься генноинженерные мероприятия на человеке с проблемами гомеостаза общества и биосферы?

Таким образом, генетическая революция, апо­феозом которой явилась генотерапия, не только предлагает реальные пути лечения тяжелых наслед­ственных и ненаследственных недугов, но и в своем стремительном развитии ставит перед обществом новые проблемы, решение которых настоятельно необходимо уже в ближайшем будущем.

Генные вакцины (ДНК-вакцины). Используемые сегодня вакцины можно разделить в зависимости от методов их получения на следующие типы:

· живые аттенуированные вакцины;

· инактивированные вакцины;

· вакцины, содержащие очищенные компоненты микроорганизмов;

· рекомбинантные вакцины, содержащие компоненты микроорганизмов,
полученные методом генной инженерии.

Технологию рекомбинантной ДНК применяют также для создания живых ослабленных вакцин нового типа, достигая аттенуации путем направленных мутаций генов, кодирующих вирулентные протеины возбудителя заболевания. Эту же технологию используют и для получения живых рекомбинантных вакцин, встраивая гены, кодирующие иммуногенные протеины, в живые непатогенные вирусы или бактерии (векторы), которые и вводят человеку. В 1990г. в некоторых исследовательских лабораториях приступили к разработке новых вакцин, которые основаны на введении «голой» молекулы ДНК. Уже в 1992-1993 гг. несколько независимых групп исследователей в результате эксперимента доказали, что введение чужеродной ДНК в организм животного способствует формированию иммунитета. Принцип применения ДНК-вакцин заключается в том, что в организм пациента вводят молекулу ДНК, содержащую гены, кодирующие иммуногенные белки патогенного микроорганизма. ДНК-вакцины называют еще генными, генетическими, полинуклеотидными вакцинами, вакцинами из нуклеиновых кислот.

На совещании специалистов по генным вакцинам, проведенном в 1994 г. под эгидой ВОЗ, было решено отдать предпочтение термину «вакцины из нуклеиновых кислот» с их подразделением соответственно на ДНК - и РНК - вакцины. Такое решение основывалось на том, что употребление термина «ДНК - вакцина» не сформирует ошибочное мнение о том, что новые вакцины вносят изменения в генетические структуры организма вакцинируемого человека. Тем не менее, многие специалисты считают более точным термин «генные вакцины» (поскольку иммунная реакция направлена не против ДНК, а против антигенного белка, кодируемого геном), который также часто применяют. Для получения ДНК-вакцин ген, кодирующий продукцию иммуногенного протеина какого-либо микроорганизма, встраивают в бактериальную плазмиду. Кроме гена, кодирующего вакцинирующий протеин, в плазмиду встраивают генетические элементы, которые необходимы для экспрессии («включения») этого гена в клетках эукариотов, в том числе человека, для обеспечения синтеза белка. Такую плазмиду вводят в культуру бактериальных клеток, чтобы получить большое количество копий. Затем плазмидную ДНК выделяют из бактерий, очищают от других молекул ДНК и примесей. Очищенная молекула ДНК и служит вакциной.

Дата добавления: 2014-11-29