Следует учитывать, что микрокапсулы, вводимые в кровь, могут забивать кровеносные сосуды и, следовательно, являться причиной образования тромбов. Однако эффективность микрокапсул при использовании их в виде колонок для диализа в аппарате «искусственная почка» несомненна. При этом объем аппаратов и, соответственно, количество необходимых и очень дорогих растворов резко сокращается.
В ряде случаев используются высокомолекулярные соединения, растворимые в определенных условиях и сохраняющие высокую прочность оболочек в других. Так ведет себя ацетилфталилцеллюлоза, микрокапсулы из которой интактны в желудочном соке и растворяются в кишечнике, освобождая содержимое. Сейчас интенсивно исследуются свойства микрокапсул, стенка которых состоит из оболочек эритроцитов. Содержимое эритроцитов удаляется, а «тень» заполняется ферментом. Серьезные успехи достигнуты при лечении аспарагин-зависимых опухолей препаратами аспарагиназы в оболочках эритроцитов. Используются оболочки и других клеток. Так, описаны лекарственные препараты, включенные в оболочки макрофагов. Последние имеют тенденцию накапливаться в очагах воспалений, а следовательно, могут транспортировать туда как низко-, так и высокомолекулярный лекарственный препарат. Существенной положительной стороной «теней» клеток в качестве носителя является их полная совместимость с организмом пациента, поскольку этот носитель готовят на основе клеток, выделенных из крови пациента, и возвращают их ему же с новым содержимым.
Другим важным классом лекарственных соединений являются генно-инженерные ферменты, соответствующие ферментам человека. По сравнению с ферментами, которые получают из природного сырья, они обладают рядом преимуществ: низкой антигенностью, высокой специфичностью фармакологического действия, отсутствием контаминирующих инфекционных агентов. Генно-инженерные технологии позволяют легко увеличивать промышленное производство ферментов.
Генная терапия, её сущность, цели и применение в медицине
Генная терапия -- совокупность генно-инженерных (биотехнологических) и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека в целях лечения заболеваний. Это новая и бурно развивающаяся область, ориентированная на исправление дефектов, вызванных мутациями (изменениями) в структуре ДНК, поражением ДНК человека вирусами или придания клеткам новых функций.
Новое направление в лечении наследственных болезней -- так называемая генотерапия, которую многие исследователи рассматривают как фармакотерапию XXI в.
Генную терапию можно определить как набор методов лечения, основанного на переносе генетического материала в организм человека. Необходимыми условиями генной терапии наследственных болезней являются как минимум идентификация и клонирование гена соответствующего заболевания и более или менее полные представления о его патогенезе. Последние 10 лет характеризовались беспрецедентным ростом числа картированных генов у человека. Выделение генов человека сразу дает предпосылки для создания с их помощью продуктов, которые могут быть использованы как лекарственные средства. Технологию рекомбинантных ДНК уже используют в фармакологической промышленности для получения лекарственных средств на основе продуктов генов человека, в том числе гормонов (инсулин и гормон роста), факторов свертывания крови (фактор VIII, IX и тканевый активатор плазминогена), b-, y- и a-интерферона, интерлейкина-2, эритропоэтина и др.
Теоретически генотерапию можно применить для лечения самых разнообразных заболеваний человека: моногенных, мультифакториальных, в том числе онкологических, инфекционных, дегенеративных неврологических и т.д. Обязательное условие -- достаточно хорошее знание патогенеза заболевания, по крайней мере тех его звеньев, которые являются, с одной стороны, геноконтролируемыми, а с другой -- критически важными в процессе развития заболевания. Для моногенных заболеваний ситуация упрощается, так как генотерапия может планироваться даже в том случае, когда мы не знаем патогенез заболевания, но знаем, функция какого гена должна быть исправлена.
Принципы, используемые при генотерапии моногенных заболеваний, одинаково применимы и к генотерапии любых других заболеваний. Известно, по-видимому, не менее 4000 моногенных наследственных болезней, и их число, теперь уже медленнее, чем это было раньше, растет. Моногенные заболевания поражают все органы и системы органов, значительная их часть проявляется в виде синдромов. По типу наследования различают рецессивные заболевания, среди которых значительную часть составляют наследственные болезни обмена веществ (считается, что они являются наиболее перспективным объектом для генотерапии), доминантные заболевания, причиной которых во многих случаях служат мутации в генах структурных белков (теоретически менее удобный объект для генотерапии) и сцепленные с Х-хромосомой заболевания как рецессивные, так и доминантные. К настоящему времени картировано примерно 1500 генов наследственных болезней и по крайней мере несколько сотен генов идентифицировано, т.е. для этих генов выполнено одно из условий их использования в качестве генотерапевтического средства.
Генотерапия моногенных, как, впрочем, и других заболеваний, может быть реализована при выполнении ряда условий. Прежде всего должен быть выделен соответствующий ген с его регуляторными последовательностями. Существует два основных класса регуляторных последовательностей. Во-первых, это цис-регуляторные последовательности, т.е. расположенные в той же хромосоме, что и регулируемый ген. Цис-регуляторные последовательности могут выступать в качестве промоторов, в этом случае они располагаются непосредственно за 5'-концом от инициирующей последовательности гена. Цис-регуляторные последовательности могут действовать как энхансеры (небольшие участки ДНК, способные связываться с белками), тогда они могут быть расположены в любой ориентации и на любом расстоянии от регулируемого гена. Во-вторых, это трансрегулирующие последовательности, которые могут быть расположены в других хромосомах и действуют на оба гомологичных аллеля. Считают, то при трансгенозе соответствующий ген должен переноситься с цис-регулирующими последовательностями, а трансдействующие регуляторные белки будут поставляться клеткой-реципиентом. Сведения о требуемых для регулируемой экспрессии трансгенов цис-расположенных регуляторных элементах были почерпнуты в основном из экспериментов с трансгенными мышами. Оказалось, что в некоторых случаях для адекватной экспрессии «чужого» гена достаточно его перенести вместе с промотором, в то время как в других случаях в переносимую генетическую конструкцию для ее регулируемой экспрессии, как, например, для генов а- или b-глобина, кроме пучков соответствующих генов, необходимо вводить регуляторные области, расположенные на значительном расстоянии от самих генов.
1. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология: Принципы и применение. М.: Мир, 2002; Дженкинс М.
2. Дубинин Н. П. Новое в современной генетике. М.: Наука, 2010.
3. Медицинская биология и общая генетика: учебник для студентов учреждений высшего образования по специальности "лечебное дело": Учебник / В.Я. Бекиш, Я.Л. Бекиш. 3-е изд., испр. и перер. Витебск: Издательство ВГМУ, 2018. 420 с.
4. Медицинская биология и общая генетика: учебник /М42 Р. Г. Заяц [и др.]. 2-е изд., испр. Минск: Выш. шк., 2012. 496 c.: ил.
5. Кольман Я. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2018.
6. Щелкунов С. Н. Генетическая инженерия. Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та, 2015.