Миодистрофия Дюшенна — одно из нечасто встречающихся, но все же относительно распространенных генетических заболеваний. Болезнь диагностируется в трех-пятилетнем возрасте, обычно у мальчиков, проявляясь поначалу лишь в затрудненных движениях, к десяти годам страдающий такой миодистрофией уже не может ходить, к 20−22 годам его жизнь заканчивается. Она вызвана мутацией гена дистрофина, который находится в Х-хромосоме. Он кодирует белок, соединяющий мембрану мышечной клетки с сократительными волокнами. Функционально это своеобразная пружина, обеспечивающая плавное сокращение и целостность клеточной мембраны. Мутации в гене приводят к дистрофии скелетных мышечных тканей, диафрагмы и сердца. Лечение заболевания носит паллиативный характер и позволяет лишь немного облегчить страдания. Однако с развитием генной инженерии появился свет в конце тоннеля.

О войне и мире

Генная терапия — это доставка внутрь клетки конструкций на основе нуклеиновых кислот для лечения генетических заболеваний. С помощью такой терапии можно исправить генетическую проблему на уровне ДНК и РНК, меняя процесс экспрессии нужного белка. Например, в клетку можно доставить ДНК с исправленной последовательностью, с которой синтезируется функциональный белок. Или, напротив, возможны удаления определенных генетических последовательностей, что также поможет уменьшить вредные последствия мутации. В теории это просто, однако на практике генная терапия базируется на сложнейших технологиях работы с объектами микромира и представляет собой совокупность передовых ноу-хау в области молекулярной биологии.

Инъекция ДНК в пронуклеус зиготы — одна из самых ранних и наиболее традиционных технологий создания трансгенов. Инъекция производится вручную с помощью сверхтонких игл под микроскопом с 400-кратным увеличением.

«Ген дистрофина, мутации которого порождают миодистрофию Дюшенна, огромный, — рассказывает директор по развитию биотехнологической компании «Марлин Биотех», кандидат биологических наук Вадим Жерновков. — Он включает в себя 2,5 млн пар нуклеотидов, что можно было бы сравнить с количеством букв в романе «Война и мир». И вот представим себе, что мы вырвали из эпопеи несколько каких-то важных страниц. Если на этих страницах описываются существенные события, то понимание книги было бы уже затруднено. Но с геном все сложнее. Найти другую копию «Войны и мира» несложно, и тогда недостающие страницы можно было бы прочитать. Но ген дистрофина находится в X-хромосоме, а у мужчин она одна. Таким образом, в половых хромосомах у мальчиков при рождении хранится лишь одна копия гена. Другую взять негде.

Наконец, при синтезе белка из РНК важно сохранение рамки считывания. Рамка считывания определяет, какая группа из трех нуклеотидов считывается как кодон, что соответствует одной аминокислоте в белке. Если произошло удаление в гене фрагмента ДНК, не кратное трем нуклеотидам, происходит сдвиг рамки считывания — кодировка изменяется. Это можно было бы сравнить с ситуацией, когда после вырванных страниц во всей оставшейся книге все буквы заменятся на следующие по алфавиту. Получится абракадабра. Вот то же самое происходит с неправильно синтезируемым белком».

Биомолекулярный пластырь

Один из эффективных методов генной терапии для восстановления нормального синтеза белка — пропуск экзонов с помощью коротких нуклеотидных последовательностей. В «Марлин Биотех» уже отработана технология работы с геном дистрофина с помощью такого метода. Как известно, в процессе транскрипции (синтеза РНК) сначала формируется так называемая прематричная РНК, заключающая в себе как кодирующие белок участки (экзоны), так и некодирующие (интроны). Далее начинается процесс сплайсинга, в ходе которого интроны и экзоны разъединяются и формируется «зрелая» РНК, состоящая только из экзонов. В этот момент некоторые экзоны можно заблокировать, «залепить» с помощью особых молекул. В итоге в зрелой РНК не окажется тех кодирующих участков, от которых мы предпочли бы избавиться, и таким образом восстановится рамка считывания, белок будет синтезироваться.

«Эту технологию мы отладили in vitro, — рассказывает Вадим Жерновков, то есть на клеточных культурах, выращенных из клеток пациентов с миодистрофией Дюшенна. Но отдельные клетки — это не организм. Вторгаясь в процессы клетки, мы должны наблюдать последствия вживую, однако привлечь к испытаниям людей не представляется возможным по разным причинам — от этических до организационных. Поэтому возникла необходимость получения модели миодистрофии Дюшенна с определенными мутациями на основе лабораторного животного».

Как уколоть микромир

Трансгенные животные — это полученные в лаборатории животные, в геном которых целенаправленно, осознанно внесены изменения. Еще в 70-е годы прошлого века стало понятно, что создание трансгенов — это важнейший метод исследования функций генов и белков. Одним из самых ранних методов получения полностью генно-модифицированного организма стала инъекция ДНК в пронуклеус («предшественник ядра») зигот оплодотворенных яйцеклеток. Это логично, так как модифицировать геном животного проще всего в самом начале его развития.

На схеме продемонстрирован процесс CRISPR/Cas9, в котором участвуют субгеномная РНК (sgRNA), ее участок, работающий как РНК-гид, а также белок-нуклеаза Cas9, который рассекает обе нити геномной ДНК в указанном РНК-гидом месте.

Инъекция в ядро зиготы — весьма нетривиальная процедура, ведь речь идет о микромасштабах. Яйцеклетка мыши имеет диаметр 100 мкм, а пронуклеус — 20 мкм. Операция происходит под микроскопом с 400-кратным увеличением, однако инъекция — это самая что ни на есть ручная работа. Разумеется, для «укола» применяется не традиционный шприц, а специальная стеклянная игла с полым каналом внутри, куда набирается генный материал. Один ее конец можно держать в руке, а другой — сверхтонкий и острый — практически не виден невооруженным глазом. Конечно, такая хрупкая конструкция из боросиликатного стекла не может храниться долго, поэтому в распоряжении лаборатории есть набор заготовок, которые непосредственно перед работой вытягиваются на специальном станке. Используется особая система контрастной визуализации клетки без окрашивания — вмешательство в пронуклеус само по себе травматично и является фактором риска для выживания клетки. Краска стала бы еще одним таким фактором. К счастью, яйцеклетки достаточно живучи, однако количество зигот, которые дают начало трансгенным животным, составляют лишь несколько процентов от общего числа яйцеклеток, в которые была сделана инъекция ДНК.

Следующий этап — хирургический. Проводится операция по трансплантации микроинъецированных зигот в воронку яйцевода мыши-реципиента, которая станет суррогатной матерью будущим трансгенам. Далее лабораторное животное естественным путем проходит цикл беременности, и на свет появляется потомство. Обычно в помете находится около 20% трансгенных мышат, что также говорит о несовершенстве метода, ибо в нем присутствует большой элемент случайности. При инъекции исследователь не может контролировать, как именно внедренные фрагменты ДНК встроятся в геном будущего организма. Высока вероятность таких комбинаций, которые приведут к гибели животного еще на эмбриональной стадии. Тем не менее метод работает и вполне годен для ряда научных целей.

Развитие трансгенных технологий позволяет производить животные белки, востребованные фармацевтической промышленностью. Эти белки экстрагируются из молока трансгенных коз и коров. Также есть технологии получения специфических белков из куриного яйца.

Ножницы для ДНК

Но есть более эффективный способ на основе целевого редактирования генома по технологии CRISPR/Cas9. «Сегодня молекулярная биология в чем-то подобна эпохе дальних морских экспедиций под парусами, — говорит Вадим Жерновков. — Практически каждый год в этой науке происходят значительные открытия, которые могут изменить нашу жизнь. Например, несколько лет назад микробиологи обнаружили у давно, казалось бы, изученного вида бактерий иммунитет к вирусным инфекциям. В результате дальнейших исследований выяснилось, что ДНК бактерий содержат в себе особые локусы (CRISPR), с которых синтезируются фрагменты РНК, умеющие комплементарно связываться с нуклеиновыми кислотами чужеродных элементов, например с ДНК или РНК вирусов. С такой РНК связывается белок Cas9, представляющий собой фермент-нуклеазу. РНК служит для Cas9 гидом, помечающим определенный участок ДНК, в котором нуклеаза совершает разрез. Примерно три-пять лет назад появились первые научные труды, в которых разрабатывалась технология CRISPR/Cas9 для редактирования генома».

Трансгенные мыши позволяют создавать живые модели тяжелых генетических заболеваний человека. Люди должны быть благодарны этим крохотным существам.

По сравнению со способом введения конструкции для случайного встраивания, новый метод позволяет подобрать элементы системы CRISPR/Cas9 таким образом, чтобы точно нацелить РНК-гиды на нужные участки генома и добиться целенаправленной делеции или вставки нужной последовательности ДНК. В этом методе тоже возможны ошибки (РНК-гид иногда соединяется не с тем участком, на который его нацеливают), однако при использовании CRISPR/Cas9 эффективность создания трансгенов составляет уже около 80%. «Этот метод имеет широкие перспективы, и не только для создания трансгенов, но и в других областях, в частности в генной терапии, — говорит Вадим Жерновков. — Однако технология находится только в начале пути, и представить себе, что в ближайшее время исправлять генный код людей будут с помощью CRISPR/Cas9, довольно сложно. Пока есть вероятность ошибки, есть и опасность, что человек лишится какой-то важной кодирующей части генома».

Молоко-лекарство

Российской компании «Марлин Биотех» удалось создать трансгенную мышь, в которой полностью воспроизведена мутация, приводящая к миодистрофии Дюшенна, и следующим этапом станут испытания технологий генной терапии. Вместе с тем создание моделей генетических заболеваний человека на основе лабораторных животных — не единственное возможное применение трансгенов. Так, в России и западных лабораториях ведутся работы в области биотехнологий, позволяющие получать важные для фарминдустрии лекарственные белки животного происхождения. В качестве продуцентов могут выступать коровы или козы, у которых можно изменять клеточный аппарат производства содержащихся в молоке белков. Из молока можно экстрагировать лекарственный белок, который получен не химическим способом, а с помощью природного механизма, что повысит эффективность лекарства. В настоящее время разработаны технологии получения таких лекарственных белков, как лактоферрин человека, проурокиназа, лизоцим, атрин, антитромбин и другие.

Генная терапия - это лечение наследственных, ненаследственных, которое осуществляется путем введения в клетки пациента других генов. Целью терапии является устранение генных дефектов либо придание клеткам новых функций. Намного проще ввести в клетку здоровый, полноценно работающий ген, чем исправлять дефекты в имеющемся.

Генная терапия ограничивается исследованиями в соматических тканях. Это связано с тем, что любое вмешательство в половые и зародышевые клетки может дать совершенно непредсказуемый результат.

Применяемая в настоящее время методика эффективна при лечении как моногенных, так и мультифакториальных заболеваний (злокачественные опухоли, некоторые виды тяжелых сердечно-сосудистых, вирусных заболеваний).

Около 80% всех проектов генной терапии касаются ВИЧ-инфекции и В настоящее время ведутся исследования таких как гемофилия В, муковисцидоз, гиперхолестеринемия.

Лечение подразумевает:

· выделение и размножение отдельных типов клеток пациента;

· введение чужеродных генов;

· отбор клеток, в которых «прижился» чужеродный ген;

· вживление их больному (например, посредством переливания крови).

Генная терапия основывается на введении клонированных ДНК в ткани больного. Самыми эффективными методами при этом считаются инъекционные и аэрозольные вакцины.

Генная терапия работает в двух направлениях:

1. Лечение моногенных заболеваний. К ним относятся нарушения в работе головного мозга, которые связаны с какими-либо повреждениями клеток, которые вырабатывают нейромедиаторы.

2. Лечение Основные подходы, использующиеся в данной области:

· генетическое усовершенствование иммунных клеток;

· повышение иммунореактивности опухоли;

· блок экспрессии онкогенов;

· защита здоровых клеток от химиотерапии;

· ввод генов-супрессоров опухоли;

· производство противоопухолевых веществ здоровыми клетками;

· продукция противоопухолевых вакцин;

· локальное воспроизведение нормальных тканей при помощи антиоксидантов.

Использование генной терапии имеет много плюсов и в некоторых случаях является единственным шансом на нормальную жизнь для больных людей. Тем не менее, эта область науки до конца не изучена. Существует международный запрет на испытания на половых и доимплантационных зародышевых клетках. Это сделано с целью предотвращения нежелательных генных конструкций и мутаций.

Разработаны и общепризнанны некоторые условия, при которых допускаются клинические испытания:

Ген, перенесенный в клетки-мишени, должен быть активен продолжительное время.

В чужеродной среде ген должен сохранять свою эффективность.

Перенос гена не должен вызывать негативных реакций в организме.

Существует ряд вопросов, которые и сегодня остаются актуальными для многих ученых по всему миру:

Смогут ли ученые, работающие в области генной терапии, разработать полную генокоррекцию, которая не будет представлять угрозы потомству?

Будет ли необходимость и полезность генотерапевтической процедуры для отдельной супружеской пары превосходить риск этого вмешательства для будущего человечества?

Оправданы ли подобные процедуры, учитывая в будущем?

Каким образом будут соотноситься подобные процедуры на человеке с вопросами гомеостаза биосферы и общества?

В заключении можно отметить, что генетическая терапия на современном этапе предлагает человечеству пути лечения самых тяжелых заболеваний, которые совсем недавно считались неизлечимыми и смертельными. Однако, в то же время, развитие этой науки ставит перед учеными новые проблемы, которые необходимо решать уже сегодня.

Здоровье

Концепция замены дефективных генов здоровыми, которая стала активно приобретать научную оболочку еще в начале девяностых годов прошлого века , казалось, подарит надежду самым безнадежным больным. Однако с момента первого эксперимента по генной терапии, осуществленном в 1990-ом году, оптимизма у ученых несколько поубавилось – и все из-за определенных неудач и трудностей в реализации методов генной терапии. Однако возможности, которые предлагает генная терапия для лечения болезни Паркинсона, кистозного фиброза, различных видов рака, и многих других заболеваний, поистине безграничны. Именно поэтому ученые трудятся не покладая рук , стараясь преодолеть все возникающие у них на пути трудности, связанные с генотерапией.

Что такое генотерапия?

Так чем же является генная терапия на самом деле? Для того, чтобы ответить на данный вопрос, необходимо напомнить, что основной функцией генов в нашем организме является регулирование производства белков , необходимых для нормальной работы и здоровья всех клеток. Но некоторые генетические дефекты (изъяны в генах) мешают выполнению их главной функции, в той или иной степени препятствуя выработке белков. Целью же генной терапии (генотерапии) является замена дефективных генов здоровыми . Это поможет наладить воспроизводство соответствующего белка, а значит, человек будет излечен от определенной болезни.

Если рассматривать идеальный сценарий развития, клетки с подкорректированными молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) начнут делиться, производя, в свою очередь, множественные копии исправленного гена, что позволит организму избавиться от генетической аномалии и полностью излечиться. Однако введение здоровых генов в больные клетки (как и попытки исправить соответствующие отклонения) является крайне сложным процессом, который пока крайне редко приводил к успеху . Именно поэтому большинство современных исследований направлено на разработку безопасных и надежных механизмов введения генов в поврежденные клетки.

Виды генной терапии: терапия ex vivo и in vivo

Генная терапия, в зависимости от способа введения ДНК в геном пациента, может осуществляться либо в культуре клеток (ex vivo), либо непосредственно в организме (in vivo) . В случае с генной терапией ex vivo, клетки изымаются из организма пациента, генетически модифицируются, а затем вводятся обратно в организм индивидуума. Этот метод особенно полезен в лечении заболеваний крови, так как клетки крови можно довольно легко изъять и ввести обратно. Однако в случае с большинством других заболеваний, изъять клетки из организма и ввести обратно далеко не так просто. К примеру, в случае с заболеваниями сердца, обусловленными генетическими причинами , эффективным мероприятием является так называемая генная терапия in vivo, когда изменения генов осуществляются непосредственно в организме пациента. Для того чтобы проделать данную процедуру, генетическая информация доставляется непосредственно в клетку посредством вектора – молекулы нуклеиновой кислоты, используемой в генной инженерии для передачи генетического материала . В большинстве случаев, для того чтобы осуществить эту передачу, исследователи используют не опасные для здоровья и жизни вирусы.

Способы доставки в клетку генетической информации

Как показывают многочисленные исследования, использование различных вирусов является весьма эффективным решением, которое позволяет пробраться через имунную защиту организма , а затем инфицировать клетки, используя их для распространения вируса. Для осуществления данной процедуры, генные инженеры выбрали наиболее подходящие вирусы из группы ретровирусов и аденовирусов. Ретровирусы привносят генетическую информацию в виде рибонуклеиновой кислоты (РНК), молекулы, похожей на молекулу ДНК, которая помогает перерабатывать генетическую информацию, сохраненную в ДНК. Как только удается проникнуть вглубь так называемой клетки-мишени, из молекулы РНК получается копия молекулы ДНК. Данный процесс называется обратной транскрипцией. Как только новая молекула ДНК оказывается присоединенной к клетке, все новые копии клеток будут содержать этот модифицированный ген.

Аденовирусы несут генетическую информацию сразу в виде ДНК, который доставляется в неделящуюся клетку. Хотя эти вирусы доставляют ДНК непосредственно в ядро клетки-мишени , ДНК не совмещается с геномом клетки. Таким образом, модифицированный ген и генетическая информация не передаются дочерним клеткам. Преимуществом генной терапии, проводимой с помощью аденовирусов, заключается в том, что существует возможность введения генов в клетки нервной системы и в слизистую оболочку дыхательных путей, опять же, посредством вектора. Кроме того, существует и третий метод генной терапии, осуществляемый посредством так называемых аденоассоциированных вирусов. Эти вирусы содержат относительно небольшое количество генетической информации , и их гораздо сложнее вывести, чем ретровирусы и аденовирусы. Однако преимущество аденоассоциированных вирусов заключается в том, что они не вызывают реакции иммунной системы человека.

Сложности, при использовании вирусов в генной терапии

Главная проблема, которая связана со способом доставки генетической информации в клетку посредством вирусов, заключается в том, что полностью проконтролировать соединение генов с клеткой-мишенью чрезвычайно сложно . Это может быть крайне опасно, так как не исключена так называемая экспрессия генов, которая способна превратить здоровые клетки в раковые. На данный момент времени, эта проблема является особенно насущной в работе с ретровирусами. Вторая проблема, решение которой пока невозможно организовать , заключается в том, что одной процедуры применения генной терапии, чаще всего, бывает недостаточно. Большинство генетических терапий необходимо время от времени повторять. И, в третьих, использование вирусов для доставки генетической информации в клетку, осложняется риском возникновения реакции иммунной системы организма. Это также является крайне серьезной проблемой, особенно в тех случаях, когда требуется неоднократное повторение процедуры генной терапии , так как организм пациента постепенно адаптируется и начинает все эффективнее бороться с вводимыми вирусами.

Генная терапия: исследования продолжаются

Если говорить об успехах, то на данный момент времени генетическая терапия является крайне эффективным мероприятием в лечении так называемого комбинированного иммунодефицита , сцепленного с X-хромосомой ген. С другой стороны, случаев успешного использования генотерапии для лечения данной болезни крайне мало. Кроме того, само лечение представляет собой рискованное мероприятие, так как способно вызвать у пациентов ряд симптомов, которые встречаются у людей, страдающих от лейкемии. Помимо данного заболевания, случаев использования генной терапии, которые были бы так же эффективны, очень и очень мало, хотя последние исследования и дают надежду на скорое использование генотерапии для лечения больных, страдающих от артрита, рака мозга, серповидно-клеточной анемии, расщелины сетчатки и от некоторых других состояний.

Получается, что о практическом применении генной терапии в медицине говорить еще очень рано. Тем не менее, исследователи продолжают искать способы безопасного и эффективного использования генной терапии , проведя большую часть экспериментов в живой ткани, перенесенной из организма в искусственную внешнюю среду. Среди этих экспериментов крайне интересными представляются исследования, в рамках которых ученые пытаются ввести в клетку-мишень искусственную, 47-ю хромосому. Недавние научные изыскания позволили ученым лучше разобраться в процессах, происходящих при внедрении молекулы РНК . Это позволило разработать механизм подавления транскрипции гена (так называемое выключение гена), который, возможно, принесет пользу в лечении болезни Гамильтона. Ученые сообщают также о том, что им удалось разработать способ доставки генетической информации в клетки мозга, чего раньше нельзя было осуществить с помощью вектора, так как данная молекула была чересчур велика для этой цели . Иными словами, исследования продолжаются, а это значит, что у человечества есть все шансы научиться бороться с заболеваниями посредством использования методов генной терапии.

Генетические заболевания - это болезни, которые возникают у человека из-за хромосомных мутаций и дефектов в генах, то есть в наследственном клеточном аппарате. Повреждения генетического аппарата приводят к серьезным и разнообразным проблемам - тугоухости, нарушению зрения, задержке психо-физического развития, бесплодию и многим другим болезням.

Понятие о хромосомах

В каждой клетке организма есть клеточное ядро, основную часть которого составляют хромосомы. Набор 46 хромосом - это кариотип. 22 пары хромосом являются аутосомами, а последняя 23 пара - половыми хромосомами. Вот этими половыми хромосомами мужчина и женщина разнятся друг с другом.

Всем известно, что у женщин состав хромосом - XX , а у мужчин - XY . При возникновении новой жизни мать передает Х хромосому, а отец - или Х или Y .Именно с этими хромосомами, вернее с их патологией, и связывают генетические заболевания.

Ген может мутировать. Если он рецессивный, то мутация может передаваться из поколения в поколение, никак не проявляясь. Если мутация доминантная, то она обязательно проявится, поэтому желательно обезопасить свой род, вовремя узнав о потенциальной проблеме.

Генетические заболевания - проблема современного мира.

Наследственной патологии с каждым годом выявляется все больше и больше. Генетических заболеваний уже сейчас известно более 6000 наименований, они связаны как с количественными, так и с качественными изменениями в генетическом материале. По данным Всемирной организации здравоохранения приблизительно 6% детей страдают наследственными заболеваниями.

Самое неприятное, что генетические заболевания могут проявиться только через несколько лет. Родители радуются здоровому малышу, не подозревая, что дети больны. Так, например, некоторые наследственные болезни могут заявить о себе в том возрасте, когда у самого больного появляются дети. И половина из этих детей может быть обречена, если родитель носит доминантный патологический ген.

А ведь иногда достаточно знать, что организм ребенка не способен усваивать определенный элемент. Если родители будут вовремя об этом предупреждены, то в дальнейшем, просто избегая продуктов, содержащих этот компонент, можно защитить организм от проявлений генетической болезни.

Поэтому очень важно, чтобы при планировании беременности был сделан тест на генетические болезни. Если тест покажет вероятность передачи мутированного гена будущему ребенку, то в клиниках Германии могут провести генную коррекцию при искусственном оплодотворении. Сделать анализы можно и во время беременности.

В Германии Вам могут быть предложены инновационные технологии самых последних диагностических разработок, которые смогут развеять все Ваши сомнения и подозрения. Около 1000 генетических заболеваний могут быть выявлены еще до рождения ребенка.

Генетические заболевания - какие бывают виды?

Мы рассмотрим две группы генетических заболеваний (на самом деле их больше)

1. Болезни с генетической предрасположенностью.

Такие болезни могут проявиться под воздействием внешних факторов среды и очень зависят от индивидуальной генетической предрасположенности. Некоторые болезни могут проявиться у лиц преклонного возраста, а другие могут выявиться неожиданно и рано. Так, например, сильный удар по голове может спровоцировать эпилепсию, прием неусвояемого продукта может вызвать бурную аллергию и т.д.

2. Болезни, которые развиваются при наличии доминантного патологического гена.

Такие генетические заболевания передаются из поколения в поколение. Например, мышечная дистрофия, гемофилия, шестипалость, фенилкетонурия.

Семьи с высоким риском рождения ребенка с генетическим заболеванием.

Каким семьям в первую очередь необходимо посетить генетические консультации и выявить риск возможности наследственных заболеваний у потомства?

1. Кровнородственные браки.

2. Бесплодие невыясненной этиологии.

3. Возраст родителей. Считается фактором риска, если будущей маме больше 35 лет, а отцу - больше 40 (по некоторым данным -больше 45). С возрастом в половых клетках появляется всё больше повреждений, которые увеличивают риск рождения малыша с наследственной патологией.

4. Наследственные семейные болезни, то есть похожие заболевания у двух и более членов семьи. Есть заболевания с ярко выраженными симптомами и сомнений, что это наследственная болезнь у родителей не остается. Но есть признаки (микроаномалии), на которые родители не обращают должного внимания. Например, необычная форма век и ушей, птоз, пятна на коже кофейного цвета, странный запах мочи, пота и т.д.

5. Отягощенный акушерский анамнез - рождение мертвого ребенка, более одного самопроизвольного выкидыша, замершие беременности.

6. Родители являются представителями малочисленной народности или выходцами из одного маленького населенного пункта (в этом случае высокая вероятность кровнородственных браков)

7. Воздействие неблагоприятных бытовых или профессиональных факторов на одного из родителей (дефицит кальция, недостаточное белковое питание, работа в типографии и т.д.)

8. Плохая экологическая обстановка.

9. Употребление лекарств с тератогенными свойствами во время беременности.

10. Болезни, особенно вирусной этиологии (краснуха, ветряная оспа), которые перенесла беременная.

11. Нездоровый образ жизни. Постоянные стрессы, алкоголь, курение, наркотики, плохое питание могут вызвать поражение генов, так как структура хромосом под воздействием неблагоприятных условий может меняться в течение всей жизни.

Генетические заболевания - какие есть методики для определения диагностики?

В Германии диагностика генетических заболеваний высокоэффективна, так как применяются все известные высокотехнологичные методы и абсолютно все возможности современной медицины (анализ ДНК, секвенированиеДНК,генетический паспорт и т.д.) для определения потенциальных наследственных проблем. Остановимся на самых распространенных.

1. Клинико-генеалогический метод.

Этот метод - важное условие качественной диагностики генетического заболевания. Что в него входит? Прежде всего, подробный опрос пациента. Если есть подозрение на наследственное заболевание, то опрос касается не только самих родителей, но и всех родственников, то есть собирается полная и тщательная информация о каждом члене семьи. В последующем составляется родословная с указанием всех признаков и заболеваний. Этот метод заканчивается генетическим анализом, на основании которого ставится верный диагноз и выбирается оптимальная терапия.

2. Цитогенетический метод.

Благодаря этому методу определяются болезни, возникающие из-за проблем хромосом клетки.Цитогенетический метод исследует внутреннюю структуру и расположение хромосом. Это очень простая методика - берется соскоб со слизистой внутренней поверхности щеки, затем соскоб рассматривается под микроскопом. Этот метод проводится у родителей, у членов семьи. Разновидность цитогенетического метода - молекулярно-цитогенетический, который позволяет увидеть мельчайшие изменения в строении хромосом.

3. Биохимический метод.

Данный метод, исследуя биологические жидкости матери (кровь, слюну, пот, мочу и т.д.), может определить наследственные болезни, в основе которых лежат нарушения обмена веществ. Одна из самых известных генетических болезней, связанных с нарушением метаболизма - альбинизм.

4. Молекулярно-генетический метод.

Это самый прогрессивный метод в настоящее время, определяющий моногенные заболевания. Он очень точен и выявляет патологию даже в последовательности нуклеотидов. Благодаря этому методу можно определить генетическую предрасположенность к развитию онкологии (рак желудка, матки, щитовидной железы, простаты, лейкоза и др.) Поэтому он особенно показан лицам, у которых близкие родственники страдали эндокринными, психическими, онкологическими и сосудистыми заболеваниями.

В Германии для диагностики генетических болезней вам будет предложен весь спектр цитогенетических, биохимических, молекулярно-генетических исследований, пренатальная и постнатальная диагностика плюс неонатальный скрининг новорожденного. Здесь можно пройти около 1000 генетических тестов, которые допущены к клиническому применению на территории страны.

Беременность и генетические заболевания

Пренатальная диагностика дает большие возможности для определения генетических болезней.

В пренатальную диагностику входят такие исследования, как

• биопсия хориона - анализ тканихориальной оболочки плода на 7-9 недели беременности; биопсия может выполняться двумя способами - через шейку матки или путем прокола передней брюшной стенки;
• амниоцентез - на 16-20 неделе беременности получают околоплодную жидкость благодаря пункции передней брюшной стенки;
• кордоцентез - это один из самых важных методов диагностики, так как исследуют кровь плода, полученную из пуповины.

Также в диагностике используют такие скрининговые методы, как трипл-тест, фетальная эхокардиография, определение альфа-фетопротеина.

Ультразвуковое изображение плода в 3D - и 4D измерениях позволяет существенно сократить рождение младенцев с пороками развития. Все эти методики обладают низким риском побочных эффектов и не сказываются отрицательно на течение беременности. Если выявлено генетическое заболевание во время беременности, то врач предложит определенную индивидуальную тактику ведения беременной женщины. В раннем периоде беременности в немецких клиниках могут предложить генную коррекцию. Если коррекция генов проведена в эмбриональном периоде вовремя, то можно откорректировать некоторые генетические дефекты.

Неонатальный скрининг ребенка в Германии

Неонатальный скрининг новорожденного выявляет самые распространенные генетические заболевания у младенца. Ранняя диагностика позволяет понять, что ребенок болен еще до появления первых признаков болезни. Таким образом, можно выявить следующие наследственные заболевания - гипотиреоз, фенилкетонурия, болезнь кленового сиропа, адреногенитальный синдром и другие.

Если вовремя выявить эти болезни, то шанс их вылечить достаточно высок. Качественный неонатальный скрининг тоже является одной из причин, из-за которой женщины прилетают в Германии, чтобы именно здесь родить ребенка.

Лечение генетических заболеваний человека в Германии

Еще совсем недавно генетические болезни не лечились, это считалось невозможным, а значит, бесперспективным. Поэтому диагноз генетического заболевания расценивался как приговор, и в лучшем случае можно было рассчитывать только на симптоматическое лечение. Сейчас ситуация изменилась. Прогресс заметен, появились положительные результаты лечения, мало того, наука постоянно открывает новые и эффективные способы лечения наследственных болезней. И хоть многие наследственные болезни вылечить сегодня еще невозможно, но на будущее врачи-генетики смотрят с оптимизмом.

Лечение генетических заболеваний очень сложный процесс. Он основывается на тех же принципах воздействиях, как и любая другая болезнь - этиологических, патогенетических и симптоматических. Коротко остановимся на каждом.

1. Этиологический принцип воздействия.

Этиологический принцип воздействия - самый оптимальный, так как лечение направлено непосредственно на причины болезни. Это достигается с помощью методов генной коррекции, выделении поврежденной части ДНК, его клонировании и внедрении в организм. На сегодняшний момент эта задача очень сложная, но при некоторых заболеваниях уже выполнимая

2. Патогенетический принцип воздействия.

Лечение направлено на механизм развития болезни, то есть оно изменяет физиологические и биохимические процессы в организме, устраняя дефекты, вызванные патологическим геном. По мере развития генетики патогенетический принцип воздействия расширяется, и для разных болезнейс каждым годом будут находиться новые пути и возможности коррекции нарушенных звеньев.

3. Симптоматический принцип воздействия.

Согласно этому принципу лечение генетического заболевания направлено на снятие боли и других неприятных явлений и препятствует дальнейшему прогрессированию болезни. Симптоматическое лечение назначается всегда, оно может сочетаться с другими методами воздействия, а может быть самостоятельным и единственным лечением. Это назначение обезболивающих препаратов, успокаивающих, противосудорожных и других лекарств. Фармакологическая промышленность сейчас очень развита, поэтому спектр лекарственных средств, применяемый для лечения (вернее, для облечения проявлений) генетических болезней очень широк.

Помимо медикаментозного лечения к симптоматическому лечению относят применение физиотерапевтических процедур - массаж, ингаляции, электротерапия, бальнеолечение и т.д.

Иногда применяется хирургический метод лечения для корректирования деформаций, как внешних, так и внутренних.

Врачи-генетики Германии имеют уже большой опыт лечения генетических заболеваний. В зависимости от проявления болезни, от индивидуальных параметров применяются следующие подходы:

• генетическая диетология;
• генная терапия,
• трансплантация стволовых клеток,
• трансплантация органов и тканей,
• энзимотерапия,
• заместительные терапии гормонами и ферментами;
• гемосорбция, плазмофорез, лимфосорбция - очистка организма специальными препаратами;
• хирургическое лечение.

Конечно, лечение генетических болезней длительное и не всегда успешное. Но с каждым годом растет количество новых подходов к терапии, поэтому врачи настроены оптимистично.

Генная терапия

Особые надежды врачи и ученые всего мира возлагают на генную терапию, благодаря которой можно ввести качественный генетический материал в клетки больного организма.

Генная коррекция состоит из последующих этапов:

• получение генетического материала (соматических клеток) от пациента;
• введение в этот материал лечебного гена, который корректирует генный дефект;
• клонирование скорректированных клеток;
• внедрение новых здоровых клеток в организм пациента.

Генная коррекция требует большой осторожности, так как наука еще не располагает полными сведениями о работе генетического аппарата.

Список генетических заболеваний, которые можно выявить

Классификаций генетических заболеваний много, они условны и различаются по принципу построения. Ниже мы приводим список наиболее распространенных генетических и наследственных болезней:

• болезнь Гюнтера;
• болезнь Кэнэвэн;
• болезнь Ниманна-Пика;
• болезнь Тея-Сакса;
• болезнь Шарко-Мари;
• гемофилия;
• гипертрихоз;
• дальтонизм - невосприимчивость к цвету, дальтонизм передается только с женской хромосомой, но болезнью страдают исключительно мужчины;
• заблуждение Капграса;
• лейкодистрофия Пелицеуса-Мерцбахера;
• линии Блашко;
• микропсия;
• муковисцидоз;
• нейрофиброматоз;
• обостренная рефлексия;
• порфирия;
• прогерия;
• расщепление позвоночника;
• синдром Ангельмана;
• синдром взрывающейся головы;
• синдром голубой кожи;
• синдром Дауна;
• синдром живого трупа;
• синдром Жубера;
• синдром каменного человека
• синдром Клайнфелтера;
• синдром Клейна-Левина;
• синдром Мартина-Белла;
• синдром Марфана;
• синдром Прадера-Вилли;
• синдром Робена;
• синдром Стендаля;
• синдром Тернера;
• слоновья болезнь;
• фенилкетонурия.
• цицеро и другие.

В этом разделе мы остановимся подробно на каждом заболевании и расскажем, как можно вылечить некоторые из них. Но лучше предупредить генетические заболевания, чем их лечить, тем более многие болезни современная медицина не знает, как вылечить.

Генные болезни - это группа заболеваний очень неоднородная по своим клиническим проявлениям. Основные внешние проявления генетических заболеваний:

• маленькая голова (микроцефалия);
• микроаномалии («третье веко», короткая шея, необычной формы уши и т.д.)
• задержка физического и умственного развития;
• изменение половых органов;
• чрезмерная расслабленность мышц;
• изменение формы пальцев стопы и кисти;
• нарушение психологического статуса и др.

Генетические заболевания - как получить консультацию в Германии?

Беседа в генетической консультации и пренатальная диагностика способны предотвратить тяжелые наследственные болезни, передающиеся на генном уровне. Главная цель консультирования у генетика - это выявление степени риска у новорожденного генетической болезни.

Для того чтобы получить качественное консультирование и совет по поводу дальнейших действий, надо серьезно настроиться на общение с врачом. Перед консультацией необходимо ответственно подготовиться к разговору, вспомнить болезни, которыми перенесли родственники, описать все проблемы здоровья и записать основные вопросы, на которые вы бы хотели получить ответы.

Если в семье уже есть ребенок с аномалией, с врожденными пороками развития, захватите его фотографии. Обязательно надо рассказать о самопроизвольных выкидышах, о случаях мертворождения, о том, как проходила (проходит) беременность.

Врач генетической консультации сможет рассчитать риск появления младенца с тяжелой наследственной патологией (даже в будущем). Когда можно говорить о высоком риске развития генетического заболевания?

• генетический риск до 5% считается низким;
• не более 10% - риск слегка повышенный;
• от 10% до 20% - риск средний;
• выше 20% - риск высокий.

Врачи советуют расценивать риск около и выше 20% как повод к прерыванию беременности или (если таковой еще нет) как противопоказание к зачатию. Но окончательное решение принимает, конечно, супружеская пара.

Консультация может проходить в несколько этапов. При диагностике генетического заболевания у женщины, врач вырабатывает тактику ведения ее до беременности и при необходимости во время беременности. Врач подробно рассказывает о течении заболевания, о продолжительности жизни при данной патологии, обо всех возможностях современной терапии, о ценовой составляющей, о прогнозе заболевания. Иногда генная коррекция во время искусственного оплодотворения или в период эмбрионального развития позволяет избежать проявлений болезни. С каждым годом разрабатываются новые методы генной терапии и профилактики наследственных заболеваний, поэтому шансы вылечить генетическую патологию постоянно увеличиваются.

В Германии активно внедряются и уже успешно применяются методы борьбы с генными мутациями при помощи стволовых клеток, рассматриваются новые технологии для лечения и диагностики генетических заболеваний.

Рынок генной терапии имеет все шансы стать самым быстрорастущим рынком в мире в ближайшие 10 лет. Перспективы, которые открывают генетические манипуляции мотивируют представителей Большой Фармы не только вести собственные исследования, но и активно скупать наиболее многообещающие компании.

Фармгигант Novartis, судя по всему, может положить начало широкому внедрению генной терапии в мировую клиническую практику: управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA) одобрило использование генной терапии для пациентов в возрасте от 3 до 25 лет, страдающих острым лимфобластным лейкозом.

Лечение помогает достигнуть ремиссии, а в некоторых случаях даже победить заболевание. СМИ уже справедливо окрестили это событие «новой эрой медицины» - человечество при помощи генетических манипуляций постепенно справляется с неизлечимыми ранее заболеваниями.

Вспомним, что привело к началу «новой эры» и посмотрим, куда движется один из самых многообещающих рынков.

С чего всё начиналось

Примерно 15 лет назад учёным удалось «прочитать» геном и наконец-то получить доступ к «исходному коду» человеческого организма, который хранит в себе все необходимые данные о нём, а главное - контролирует его жизнь и смерть. Ещё несколько лет потребовалось на то, чтобы осмыслить полученные знания и постепенно начать транслировать их в область практического применения: сначала в диагностическую, а затем и в клиническую практику.

За последние 100 лет справляться с возбудителями различных заболеваний, вроде вирусов и бактерий, наука научилась довольно хорошо - спасибо вакцинам и антибиотикам, - но недуги, вызванные мутациями в генах, долгое время считались неизлечимыми. Поэтому расшифровка более 3 млрд пар нуклеотидов открыла поистине неограниченные перспективы для развития «медицины будущего» - в первую очередь превентивной генетической терапии, а, в идеале, медицины полностью персонализированной.

Рыночные эксперты предрекают этим областям бурный рост: рынок генной терапии рака прогнозируется в $4 млрд к 2024 году, рынок генной терапии в целом - в $11 млрд к 2025, а прогнозы для всей персонализированной медицины ещё более оптимистичны: от $149 млрд в 2020 году до $2,5 трлн к 2022.

Первыми плодами расшифровки человеческого генома стало усовершенствование диагностики врожденных заболеваний или предрасположенности к ним (многие вспомнят случай с геном BRCA1 и Анджелиной Джоли). На этом фоне начал стремительно развиваться рынок так называемой «потребительской генетики» - , что к 2020 году он вырастет до $12 млрд.

Генетические тесты дают пациенту возможность провести анализ и найти «плохие гены» в своём организме или, наоборот, возрадоваться их отсутствию. Изначально довольно дорогое удовольствие ($999–2500) становилось всё более доступным по мере уменьшения стоимости секвенирования. Например, цена комплексного исследования, которое предлагает сегодня один из лидеров мирового рынка, компания 23andMe, составляет $199. В России цены несколько выше: от 20 000 до 30 000 рублей.

Помимо этого, реальностью становится таргетная терапия, которая особенно важна не только для наследственных заболеваний, но и для сердечно-сосудистых и инфекционных болезней, а также онкологии - ведущих причин смерти по всему миру . Генетические манипуляции позволяют ввести пациенту «хорошие» гены, чтобы компенсировать проблемы, вызванные халтурной работой генов «плохих» - например, как в случае с гемофилией , а в будущем позволят и «ремонтировать» или полностью удалять вредоносные гены - например, те, что вызывают нейродегенеративную болезнь Гентингтона . Пока генная терапия занимает на фармацевтическом рынке весьма скромное место, но её доля обязательно будет неуклонно расти.

Конечно, остаётся множество проблем, которые требуют решения: это и высокий риск иммунных реакций, высокая стоимость терапии и, быть может, даже этические вопросы, связанные с внесением изменений в человеческий организм на генетическом уровне. Однако подобные манипуляции - шанс для пациентов, болезни которых либо признаны неизлечимыми, либо не поддаются эффективной терапии при помощи существующих лекарств, а также новое оружие в борьбе против старения, дающее человечеству надежду на здоровое долголетие на совершенно ином уровне, а рынку - новые, куда более многообещающие пути для развития.

Первые победы

Эта программа начинает действовать ещё с момента полового созревания и медленно, но неумолимо приводит к смерти. Причём это достаточно регламентированный процесс. У каждого вида наблюдается четкий лимит жизни, который ему отпущен. У мыши, например, - это, в среднем, 2,5 года, у человека - примерно 80 лет. При этом есть другие грызуны, живущие в разы или даже на порядок дольше мышей - например, белки или знаменитый голый землекоп.

Главный вопрос заключается в том, можно ли старение отключить или хотя бы замедлить. Возможно, ответить на этот вопрос поможет революционная технология, обращающая клеточное развитие вспять, которую открыл Синъя Яманака, профессор Института передовых медицинских наук в Университете Киото: он установил, что индукция совместной экспрессии четырёх факторов транскрипции (Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc, а все вместе - OSKM, или факторы Яманаки), которые тесно связаны с основными этапами жизненного цикла клетки, превращает соматические клетки обратно в плюрипотентные. За это поистине революционное открытие в 2012 году Яманака получил Нобелевскую премию.

Используя прорыв Яманаки, группа учёных из Института Солка под руководством Хуана Карлоса Исписуа Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte) попыталась применить этот природный механизм обнуления биологических часов для продления жизни взрослых животных. И не ошиблась. При помощи факторов Яманаки им удалось подтвердить гипотезу о возможности отката «эпигенетических часов», то есть омоложения клеток, и увеличить среднюю продолжительность жизни быстростареющим мышам на 33%-50% по сравнению с различными контрольными группами.