Вспомогательные репродуктивные технологии

В последние десятилетия получила широкое развитие техника экстракорпорального оплодотворения (ЭКО). ЭКО – это вспомогательная репродуктивная технология, основанная на оплодотворении in vitro. Процедура состоит из нескольких этапов: 1) инициация суперовуляции – гормональная инициация созревания нескольких яйцеклеток; 2) хирургическое извлечение созревших яйцеклеток из фолликулов яичника; 3) забор семени; 4) оплодотворение; 5) отбор эмбрионов; 6) введение эмбриона в матку; 7) контроль за имплантацией эмбриона. В случае высокого риска наследственных заболеваний технология ЭКО позволяет проводить отбор нормальных эмбрионов.

Клонирование животных

Животные клетки, в отличие от растений не обладают тотипотентностью, поэтому вырастить целый организм из нескольких соматических клеток невозможно. Для клонирования животных приходится использовать процедуру переноса ядер. Из яйцеклетки микропипеткой удаляют собственное ядро и на его место помещают ядро соматической клетки. Затем вне организма индуцируют деление получившейся «зиготы», эмбрион на стадии бластоцисты помещают в матку суррогатной матери. Процедура переноса ядер часто сопровождается повреждением внутриклеточных структур, что приводит к гибели большинства зародышей. Выход потомства не превышает 10-15 % от количества полученных «зигот». Среди исследователей нет однозначного мнения о влиянии переноса ядер на здоровье и продолжительность жизни животных, поэтому в настоящее время действует мораторий на эксперименты по клонированию человека.

Генная терапия

Генная терапия (генотерапия) – это лечение наследственных болезней путем введения пациенту здоровых генов помимо или вместо дефектных. При этом важно не просто ввести новый ген в клетку. Необходимо добиться встраивания чужеродного гена в подходящий участок хромосомы и его последующей экспрессии, что требует решения множества сложных технических задач.

Первая успешная попытка применения генотерапии в клинической практике была предпринята в 1990 г. в США. Ребенку, страдающему тяжелым комбинированным иммунодефицитом, вместо дефектного гена, аденозиндезаминазы ввели его неповрежденную копию. К сожалению, полного излечения достичь не удалось, т.к. требовались повторные введения того же гена в новые клоны лимфоцитов. Сегодня на различных стадиях разработки находится более двухсот различных проектов генной терапии, направленных на лечение моногенные заболеваний (фенилкетонурии, гемофилии, талассемии, муковисцидоза, лизосомных болезней накопления и других).

В лечение генами существуют несколько подходов. Гены можно вводить в половые клетки, в клетки эмбриона на ранних стадиях развития либо в соматические клетки. Предполагается, что при работе с половыми и эмбриональными клетками, «здоровый» ген попадет во все клетки реципиента. Тем самым происходит исправление его собственного генотипа, и, что важно, создадутся условия для оздоровления генофонда будущих поколений. Однако в настоящее время подобные исследования находятся под запретом по этическим причинам.

Генотерапия соматических клеток, получившая большее развитие, затрагивает только организм самого пациента. Генетическая модификация может производиться непосредственно в организме больного (in vivo) либо вне его (ex vivo). В первом случае предусмотрено прямое введение последовательностей ДНК в ткани больного, что сопряжено с техническими трудностями по целенаправленной доставке ДНК к определенным типам клеток. Пока заметные успехи достигнуты только в разработке аэрозольных вакцин для лечения легочных заболеваний. Технология ex vivo предполагает выделение и культивирование специфических типов клеток пациента, введение в них чужеродных генов, отбор трансформированных клеток и их возвращение в организм больного.

Все перечисленные методы используются для так называемой заместительной терапии, когда дефектный ген в геноме сохраняется, а внесенная копия заменяет его по функциям. Вероятно, в будущем станет возможно проведение корректирующей терапии, направленной на исправление дефектов «больного» гена.