Наталия Первякова: через 50 лет часть раковых заболеваний можно будет лечить быстро и просто

Сможет ли человечество победить рак? Оказывается, уже сегодня существует технология, вселяющая надежду. Подробнее о системе CRISPR-Cas9 рассказала докторант Института молекулярной и клеточной биологии Тартуского университета и научный сотрудник Эстонского генного фонда Наталия Первякова.

Наше интервью мы начали с главного:

Наталия, расскажите, пожалуйста, что такое система CRISPR-Cas9 и в чем её суть?

На сегодняшний день под CRISPR-Cas9 подразумевают систему редактирования генома организмов. Редактированию подвергались геномы разных видов живых существ, от бактерий до человека. Читателям я бы порекомендовала рассматривать эту систему как методику, которая направлена, прежде всего, на излечение тяжёлых заболеваний. Эта методика молодая, но довольно многообещающая, именно поэтому уже пять лет она активно набирает обороты в обсуждениях в научных сообществах и СМИ.

Если коснуться самой сути системы, то это пример того, как человечество заимствует у природы нужные ему вещи и модифицирует их под свои нужды без ущерба для окружающего мира. В природе CRISPR-Cas9 является иммунной системой прокариотов – одноклеточных существ, не имеющих ядра, например, бактерий. Эта иммунная система помогает прокариотам противостоять чужеродным элементам, которые попадают в клетку и могут серьезно её повредить. К тому же, у этой системы есть огромное преимущество – она умеет «запоминать» информацию и передавать её последующим поколениям. Как раз это свойство и называется адаптивной иммунной системой.

В природе бактериям приходится противостоять прежде всего вирусам. В этом случае мы не сильно отличаемся от бактерий, вирусы их атакуют так же часто, как и нас с вами – при любой удобной возможности. Чтобы защититься от атак вирусов, бактерия создала себе схему, которую мы теперь называем CRISPR-Cas9. Выглядит она следующим образом: в геноме бактерий есть некодирующая часть, содержащая повторяющиеся участки, между ними встроены кусочки генома вируса, которые когда-либо уже атаковали бактерию или её предшественников. Когда геном вируса проникает в бактерию, бактерия сравнивает геном вируса с теми участками ДНК, что имеются внутри этой системы, и если они совпадают – уничтожает.

Поскольку всё живое на планете имеет общую структуру ДНК, учёные нашли способ переделать эту систему таким образом, чтобы перенести её в другие организмы  и заставить работать уже в модифицированном виде в новом организме. Вообще, перенос генов от одного вида к другому совершенно не чужой нашему миру. У людей есть ДНК неандертальцев, которой наш организм активно пользуется и по сей день.

Изучаются ли методы CRISPR-Cas9 в Тарту?

По моим сведениям, в Тарту сейчас этот метод не используется, но я уверена, что в скором времени появятся учёные, заинтересованные в применении и дальнейшем изучении этой системы.

Какие заболевания позволяет лечить этот метод?

Человек, конечно, является основной целью исследований для внедрения системы CRISPR-Cas9. Параллельно и независимо в Китае и США его испытывали на людях, болеющих раком уже в терминальной стадии. Людям стало легче, но об окончательной победе над раком говорить слишком рано, хотя надежда есть. На сегодняшний день прогноз таков, что через 50 лет часть раковых заболеваний будет лечиться очень быстро и просто. Однако нужно понимать, что это всё ещё очень молодая технология, и для начала её нужно хорошо изучить и протестировать. Если говорить конкретно о человеке, то только в 2016 году начался период испытаний, целью которых является редактирование генома на самых ранних стадиях. Пока что только несколько стран разрешили ставить эксперименты на эмбрионах при помощи системы CRISPR-Cas9. Здесь важно знать, что основной целью является избавление от заболеваний, против которых медицина сейчас бессильна.

В целом, сейчас внимание приковано к моногенным заболеваниям, то есть к тем, которые вызваны мутацией в одном гене. Для испытания лечения таких заболеваний берутся модельные организмы. Один из примеров – лечение серповидно-клеточной анемии. Это болезнь, при которой мутация происходит в одном гене и меняет структуру бета-глобина, из-за чего гемоглобин слипается внутри эритроцитов и красные кровяные тельца разрушаются. У мышей смоделировали эту болезнь, а затем пересадили мышам здоровые человеческие стволовые клетки крови, куда была внедрена система CRISPR-Cas9. Эксперимент показал, что хоть и не все клетки крови мышей восстановились, но этого было достаточно, чтобы значительно повысить качество жизни и убрать симптоматику.

Говоря о применении этой системы, стоит упомянуть, что универсальной формулы нет из-за сложности нашего организма. Все заболевания разные, поэтому для каждого случая нужна своя редакция системы и свой способ её внедрения. Однако есть надежда, что в относительно скором будущем человечество научится использовать систему для лечения как наследственных, так и приобретенных заболеваний.

Можно ли излечить человека от СПИДа?

Со СПИДом немного сложнее. Синдром приобретенного иммунного дефицита является терминальной стадией ВИЧ-инфекции, поэтому на сегодняшний день уделяют внимание не только лечению СПИДа, но и возможности развития в организме устойчивости к ВИЧ. Надо признать, что и без системы CRISPR-Cas9 смертность от СПИДа с 2005 по 2016 год в мире сократилась почти вдвое – с 1,9 до 1 миллиона человек в год. Но эти цифры далеки от идеала, поэтому китайские биологи попытались использовать систему CRISPR-Cas9 для редактирования генома человеческих эмбрионов. Здесь важно отметить, что как и в других подобных исследованиях, эти эмбрионы готовились для процедур ЭКО, но были отбракованы из-за серьёзных мутаций. Идеей эксперимента было сделать Т-лимфоциты, клетки нашей иммунной системы, устойчивыми к ВИЧ. В итоге китайским учёным удалось отредактировать лишь часть генов, однако даже такую попытку можно считать удачной.

На каких животных уже испытана данная система?

В основном испытания проводят на мышах. Также улучшенную версию системы применяли для лечения бычков от туберкулёза. На мой взгляд, эксперимент прошёл очень удачно, так как было создано трансгенное животное без определяемых побочных эффектов. И это значит, что теперь можно улучшить здоровье животных, а значит, и качество сельского хозяйства, фермеры будут нести меньше убытков.

Сейчас активно обсуждается заявление о воссоздании мамонта с использованием яйцеклеток слона. Может, кому-то это покажется баловством, но на самом деле это важный проект. Его главная цель – воссоздание земель, пригодных для жизни других животных. Было доказано, что крупнейшие животные не только создают саванну, луга и пастбища для животных меньших размеров, но и поддерживают её в этом состоянии. На территории северной лесостепи мы видим в основном тайгу, поэтому воссоздание мамонта ставит своей целью сделать жизнь в тайге более приемлемой для некоторых видов животных, особенно тех, которые изначально обитали на этих территориях, но были вынуждены покинуть их вследствие зарастания. Кроме того, это шанс показать, что человечество теперь умеет не только искоренять виды, но и восстанавливать их.

Это дорогая технология?

Да, можно сказать, что технология дорогая, но по сравнению со стоимостью подобных операций с использованием других технологий стоимость CRISPR-Cas9 значительно меньше, в первую очередь за счёт того, что для сложных и требующих высокой точности операций используются природные механизмы. К тому же, технология ещё совсем молодая, не поставлена на поток, человечество делает первые шаги в использовании таких технологий, поэтому ожидаемо, что с увеличением применения этой системы её стоимость будет падать.

Каковы прогнозы на будущее?

Я думаю, что лет через 40-50 эта система уже будет у многих на слуху, благодаря её частому использованию, но говорить о полном избавлении от всех болезней, конечно, рано.

Интервью брала Анна Гудым

Фото: Юрий Первяков

Please follow and like us:
0

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *