Понятно, что японцы изо всех сил стремятся быть пионерами в области, в которой их соотечественник совершил форменный переворот. Правительство выделяет на стволовые клетки беспрецедентные инвестиции, в этом году — 21,4 млрд иен. Ожидается, что ближайшие десять лет будут объявлены японским правительством «десятилетием iPS» с бюджетом около 90 млрд иен.
Сейчас объем мирового рынка регенеративной медицины составляет примерно 3,6 млрд долларов, а к 2030 году, по прогнозам японского правительства, он достигнет более 180 млрд долларов. С введением новых регенеративных технологий затраты на лечение, по мнению японского министерства здравоохранения, могут сократиться на 60%, ведь с их помощью можно будет лечить очень многие болезни, в том числе пока не поддающиеся стандартной терапии.
Нужно тыкать в гены пальцами
Понимание роли генов в клетке и возможности манипулировать ими помогли созданию iPS. Эти же знания привели к идее лечения генами. Если болезнь связана с мутацией в каком-то гене, то совершенно естественно желание заменить его на здоровый. Идеи о возможности введения правильных или здоровых генов с целью лечения высказывались еще с 1970-х, после эпохального открытия ДНК. С тех пор ученые многому научились: они могут делать конструкции с нужным правильным геном и вирусной основой, которая будет «провозить» ген в ядро. Ученые используют свойство вируса проникать в ядро, где, собственно, и хранится ДНК. Но до клиники дело не доходило. Слишком много еще оставалось проблем. Во-первых, хотя вирус технологически лишался возможности размножаться в клетке, он все равно мог вызвать непредсказуемые реакции организма; во-вторых, конструкция могла встроиться в любое место генома и теоретически нарушить работу других генов. А могла вообще никуда не встроиться и не дать никакого эффекта. Шли многочисленные исследования, в основном на животных. В исключительных случаях разрешалось применение не очень проверенной генной терапии. Первый такой случай произошел в 1990 году. Уильям Андерсен впервые применил генную терапию для Ашанти де Сильва , девочки, которой не было и пяти лет. У нее была страшная, не совместимая с жизнью болезнь — врожденный иммунодефицит — вследствие дефекта в гене, кодирующем фермент аденозиндезаминазу (ADA). Дети с таким диагнозом не могут сопротивляться инфекциям, поэтому какое-то время они живут в своеобразном стерильном пузыре. Андерсен взял у Ашанти клетки костного мозга, внедрил в них здоровый ген ADA, нарастил эти клетки в культуре и ввел в организм девочки. Таких процедур ей делали несколько. Сейчас Ашанти около тридцати, она работает, у нее есть дети. Этот опыт чрезвычайно вдохновил и ученых, и врачей, и общественность. Правда, после пары случаев гибели пациентов, к которым была применена генная терапия (хотя и не было доказано, что виноваты генные методы), исследователей попросили не торопиться лечить людей.
Ученые думали, как можно осуществить встраивание нужного гена в геном. С некоторых пор стало известно, что в природе такие вставки происходят, например, при зачатии ребенка: смешиваясь, хромосомы мамы и папы могут обмениваться частями ДНК. Но как добиться такого направленного обмена во взрослом состоянии? Помогло открытие неких белков, которые назвали «цинковыми пальцами». «Кстати, одним из авторов этого открытия был наш соотечественник из биотехнологической компании Sangamo BioSciences Федор Урнов, — рассказывает Сергей Киселев. — Ученые показали, что “цинковые пальцы” могут легко прилипать к соответствующим участкам ДНК». Используя эти качества, исследователи синтезировали много конструкций с такими белками, которые могли не только швартоваться в определенных местах генома, но и вырезать, к примеру, испорченный ген, чтобы на его место мог встроиться специально запущенный в клетку здоровый ген. Правда, эту технологию быстро прикупила другая американская компания, которая продает такие белки за приличные деньги. Однако исследователи нашли выход. «Существуют похожие белки растительного происхождения, так называемые талены, — продолжает Киселев. — К тому же выяснилось, что их возможности гораздо шире, чем у “цинковых пальцев”, работать с ними легче, и они могут быть более эффективными. Поэтому конструкции с таленами позволяют проводить почти ювелирное редактирование генома в клетках». Кстати, журнал Science назвал эту технологию одним из десяти научных прорывов наряду с созданием iPS.