Генная терапия недостаточности аденозиндезаминазы
Генная терапия недостаточности аденозиндезаминазы была осуществлена посредством модификации гематопоэических клеток . Это была первая успешная попытка применения ex vivo терапии .
Это событие произошло 14 сентября 1990 г., и дата считается днем рождения реальной генной терапии. С этого года стал издаваться журнал Генная терапия.
Почему был выбран именно ген ADA ? Нужно сказать, что в течение многих лет усилия тех, кто надеялся на генную терапию, как на перспективу для медицины, были направлены в первую очередь на бета - талассемию . Это была очень хорошо изученная болезнь и казалось достаточно простым применить принципы генной терапии именно здесь. Однако, где-то к 1984 году оказалось, что регуляция синтеза глобинов слишком сложна. И поэтому стали искать чего-либо попроще. При этом рассматривали в первую очередь стратегию ex vivo. Искали такую болезнь, где лечение уже осуществлялось путем пересадки клеток. Тогда эти клетки можно было бы улучшить с помощью генно-инженерных манипуляций и потом подсадить по уже отработанной в предыдущкей лечебной практике схеме. Кроме того, очень хотелось, чтобы генетический эффект для исправления был хорошо известен и затрагивал один ген. Конечно, хотелось и третьего: чтобы те клетки, которые пересаживают, имели селективное преимущество в росте по сравнению с собственными больными клетками. Тогда после пересадки новые здоровые клетки имели бы шанс постепенно заменить больные. Это значит, что искали болезнь, где больной ген ингибировал бы клеточное деление. Наконец, еще одно пожелание, чтобы уровень фермента мог бы быть существенно ниже нормы и при этом не сказываться на здоровье пациента. Этой группе пожеланий более или менее удовлетворяли три болезни: дефицит аденозиндезаминазы, дефицит пуриннуклеозидфосфорилазы (PNP) и уже многократно упоминавейся нами дефицит гипоксантингуанин фосфорибозилтрансферазы.
АДА недостаточность успешно лечилась пересадкой костного мозга. Наблюдения за пациентами, получившими такое лечение, показало, что у них собственные Т-клетки часто замещались донорскими, т.е. донорские клетки как раз и обладали селективными преимуществами перед собственными, больными. Именно поэтому в качестве первой модели для генной терапии была выбрана АДА недостаточность.
Ген ADA расположен на хромосоме 20. Фермент аденозин дезаминаза , который кодируется этим геном катализрует превращение аденозина в инозин и аммиак. Дефектность по этому ферменту приводит к иммунодефициту . Эта болезнь представляет собой аутосомное рецессивное заболевание. Дети, больные этим наследственным дефектом, гомозиготны по поврежденному гену и обычно не имеют аденозиндезаминазы. А гетерозиготные родители имеют пониженный уровень фермента. Вот от этой болезни и лечили 4-х летнюю девочку. Перед этим она в течение 2-х лет получала стандартное лечение бычьей аденозидезаминазой, конъюгированной с полиэтиленгликолем. При этом сначала ее здоровье начало улучшаться, а затем наступило резкое ухудшение. И тогда решили применить генную терапию.
Был использован следующий протокол: от пациентки с помощью лейкофореза изолировали мононуклеарные клетки. Их растили в культуре в условиях пролиферации Т-клеток . Для этого использовали ОКТ3 антитела (они стимулируют деление Т-клеток) и фактор роста, лимфокин IL-2. После деления Т-клеток они трансдуцировались ретровирусным вектором, который содержал нормальный АДА ген и NeoR ген.
Через несколько дней трансдуцированные лимфоциты вводили обратно девочке. Она по-прежнему получала ПЭГ конъюгированный бычий АДА. Процесс введения генно-инженерных лимфоцитов повторяли 7 раз на протяжении 10,5 месяцев. После этого произошло заметное улучшение иммунной функции и примерно четверть ее Т-клеток оказались генно-инженерными. Наблюдалось повышение уровня АДА. За девочкой наблюдали полгода и затем с с интервалами 3 - 5 месяцев повторяли введение лимфоцитов, модифицированных, как об этом говорилось выше. Вот это -то и привело к чуду, с которого я начал этот рассказ. Одновременно такую же обработку получала еще одна 9-летняя девочка и тоже с позитивным эффектом. В этом случае использовали зрелые Т-лимфоциты. Их средняя продолжительность жизни невелика, они постоянно замещаются в организме новыми. И поэтому приходилось повторять введение генно- инженерных клеток многократно, чтобы повысить их уровень в крови. Конечно, это большой недостаток такого подхода и, конечно, генные терапевты размышляют над тем, чтобы вводить не зрелые, а стволовые клетки, которые способны были бы затем давать потомство с геном- пополнителем. Тогда обработку пациента можно было бы осуществлять один раз, а затем введенные клетки сами бы размножались. Если бы у них к тому же было селективное преимущество, то в конце концов наступал бы момент, когда в организме их оказывалось бы достаточно много, чтобы обеспечить уровень фермента, требуемый для хорошего самочувствия пациента.
Лимфоциты больной заранее были отделены от остальных элементов крови, Т-лимфоциты стимулированы к росту. Затем в условиях in vitro в них был введен ген АДА с помощью ретровирусного вектора . Приготовленные таким образом генно-инженерные лимфоциты были возвращены в кровоток.
