Информационная мозаика (Терра Медика Нова »» № 4 98)

Комментарии

Опубликовано в журнале
Терра Медика Нова »» № 4 '98

А.Г. Голубев,
кандидат биологических наук

Знаменитая овца Долли, получившая жизнь в результате клонирования, больше не является единственной в своем роде (Science 1998; 281:495). В Гавайском университете (Гонолулу) уже клонировано около полусотни мышей. Суть операции клонирования состоит в том, что из соматической донорской клетки достают диплоидное ядро и пересаживают в яйцеклетку, из которой предварительно извлекают ее гаплоидное ядро. Затем каким-либо способом стимулируют яйцеклетку к делению. После пересадки ядра яйцеклетку, содержащую ядро соматической клетки, подсаживают в матку псевдоматери, которая и донашивает генетическую копию исходного организма до способности к отдельному существованию.

В процессе "изготовления Долли" для переноса ядра от донорской клетки в яйцеклетку применяли метод электропорации. В экспериментах с мышами ядро переносили механически с помощью ультратонкой иглы. От некоторых клонированных мышей уже получены клоны 2-го поколения. Другие клонированные мыши дали нормальное потомство. Тем временем в Университете Кинки (Япония) было получено 2 клонированных теленка.

Очевидные возможности клонирования в применении к человеку, включая использование клонов конкретного лица в качестве источника запасных органов для него, стали предметом бурного обсуждения самого различного толка и уровня. Воздерживаясь от комментариев по этому поводу, можно упомянуть о не столь очевидных способах применения клонирования животных. В настоящее время методами генной инженерии уже получены организмы, несущие гены продуктов, представляющих значительный медицинский интерес (гормоны, цитокины и т.п.) и, кроме того, получены "очеловеченные" животные, лишенные тех генов, которые делают невозможной пересадку их органов человеку. Еще один генно-инженерный подход к снижению вероятности отторжения трансплатированного органа предлагает исследование (Nature Medicine 1998; 4: 698), в ходе которого в печень мышей вводили рекомбинантный адено-вирус, содержащий ген митохондриальной супероксиддисмутазы. Таким образом предотвращалось свободнорадикальное повреждение печени при последующей ишемии, или реперфузии. Известно, что предшествующая трансплантации ишемия является одним из самых серьезных факторов, могущим сделать трансплантацию безуспешной. Ксенотрансплантатам можно придавать не только "очеловеченность", но и устойчивость к ишемии. А клонирование может стать способом воспроизведения этого ценнейшего материала.

В настоящее время из числа пациентов, которым требуется пересадка донорского органа, дождаться такой возможности удается лишь примерно 1 из 3. В Испании, которая вышла на 1-е место в мире по удельному (на душу населения) числу доноров органов для трансплантации (30 чел на 1 млн жителей в год), опубликованы официальные установки по ксенотрансплантации. Они включают требование получить согласие не только от реципиента, но и от его близких, интимные контакты с которыми после операции должны быть ограничены, поскольку необходимо отследить возможность передачи реципиенту свиных ретро-вирусов (Nature Medicine 1998; 3: 282). Потенциальную опасность трансвидового пассирования ретровирусов, особенно если есть возможности для того, чтобы она происходила многократно, наглядно демонстрирует вирус иммунодефицита человека. Одна из гипотез происхождения этого ретровируса предполагает возникновение условий для многократного обмена предковой формой вируса между обезьянами и человеком.

В Англии и США, несмотря на протесты со стороны активистов защиты животных, ведется подготовка юридической базы для клинических испытаний пересадки людям органов от свиней, лишенных методами генной инженерии тех генов, продукты которых вызывают иммунный ответ со стороны организма человека и отторжение пересаженного органа. Для начала планируется экстракорпоральное применение печени "очеловеченных" свиней для поддержки больных, ожидающих донорскую человеческую печень. Сейчас в мире уже насчитывается 160 пациентов, которым были 'подсажены" клапаны кровеносных сосудов свиньи (состоящие из неиммуногенной соединительной ткани), и 35 пациентов, которые получили трансплантат эмбриональных нейронов свиньи (для лечения паркинсонизма) и клеток островков Лангерганса (для лечения диабета). До сих пор не было выявлено ни одного случая передачи им ретровирусов свиньи. Однако была зарегистрирована передача ретровирусов от свиных клеток к человеческим при их совместном культивировании in vitro (Science 1998; 281: 767).

Даже если, благодаря успехам генной инженерии, получение пептидных и белковых лекарственных препаратов перестанет быть проблемой, таковой будет оставаться их введение, которое часто приходится выполнять только внутривенно. Это затруднение слишком хорошо известно пациентам с инсулинзависимым диабетом. Другое дело, если бы действие инсулина на рецепторы можно было воспроизводить небольшими мономерными молекулами, подобно тому, как действие низкомолекулярных нейромедиаторов воспроизводится их многочисленными используемыми в фармакологии аналогами для перорального применения. Но для того, чтобы маленькая молекула подействовала на рецептор к инсулину, необходимо стерическое соответствие маленького мономера относительно крупному полипептиду, каким является инсулин. Опубликованные результаты экспериментов (Science 1998; 281: 257), продемонстрировали принципиальную возможность обойти эту трудность. Идея основана на особенностях механизма активации рецепторов инсулина и рецепторов других полипептидных факторов, включая цитокины, факторы роста и т.д. В отличие от рецепторов к нейромедиаторам, рецепторы к таким факторам активируются в результате образования димеров между молекулами рецепторов. В составе таких димеров молекулы рецепторов могут фосфорилировать одна другую и уже в результате фосфорилирования приобретают способность передавать сигнал дальше - в клетку. Природные лиганды таких рецепторов просто удерживают димеры рецепторов вместе - и все. Давно известно, что это действие может воспроизводиться бивалентными антителами к рецепторам (на этом основан, например, механизм аутоиммунного тиреоидита). В обсуждаемой работе синтезирована молекула, способная одним из своих симметричных концов взаимодействовать с одной молекулой рецептора к фактору активации образования колоний гранулоцитов (он применяется для стимуляции гемопоэза после химиотерапии и облучения), а другим - с другой молекулой такого же рецептора. Причем молекула этого активатора взаимодействует вовсе не с теми участками молекул рецепторов, на которые действует их природный активатор. Тем не менее она оказывает такое же действие на эти рецепторы и при том не воздействует на аналогичные рецепторы к другим факторам, например эритропоэтину и интерферонам. Неприятной и непонятной особенностью оказалось то, что этот активатор действует только на мышиные, но не на человеческие рецепторы при том, что сам фактор, стимулирующий образование гранулоцитов, лишен видовой специфичности. Но, тем не менее, начало разработке низкомолекулярных активаторов рецепторов к полипептидным факторам положено.

Правительство Исландии поддержало проект создания единого компьютерного банка медицинских данных о гражданах страны (Science 1998; 281: 890). В этот банк планируется заносить результаты всех обращений в медицинские учреждения и при этом, что делает проект уникальным, получаемые биологические материалы (кровь, биоптаты и т.п.) предполагается анализировать на выявление генов, которые могут быть связаны с теми или иными заболеваниями. Особенности населения Исландии - немногочисленность (180 тыс. чел.), гомогенность и частые родственные браки - делает применение существующих методик выявления таких генов делом относительно простым. Все это, может быть, не вызвало к себе болезненного отношения со стороны общественности, если бы права на разработку и распространение медицинских технологий, которые могут стать результатом выявления новых генов, не были бы заранее закуплены за 200 млн долларов базирующейся в Швейцарии фирмой "Hoffrnan La Roche", что вызвало вполне понятные протесты.

Тем временем в Индии предполагают поставить под государственный контроль все случаи передачи в иностранные фирмы тканей или клеток, получаемых от жителей страны для исследований (Nature Medicine 1998; 4: 653). Там считают, что примерно те же, что и в Исландии, особенности многих групп населения Индии (изолированность, длительное пребывание в ограниченных географических регионах, родственные браки) придают генофонду этой страны особую ценность, и его следует рассматривать как национальное достояние. Если вспомнить о таких примерах, как успехи в понимании патогенеза болезни Альцгеймера, ставшие результатом генетических исследований немцев Поволжья (открытие генов пресенилинов) или наследственных геморрагий голландского и шведского типов (названия говорят за себя), и об их значении для разработки возможных средств лечения этой самой распространенной формы слабоумия, а также учесть потенциальные дивиденды этих достижений (не зря же тратит сотни миллионов долларов "Hoffman La Roche"), вполне можно приравнять генофонд страны к ее полезным ископаемым - со всеми последствиями, касающимися разработки и экспорта. В таком ракурсе совершенно по новому предстает эмиграция и, тем более, лечение за границей. Для Госдумы это просто кладезь.

Фирма "MJ Research, Inc." (США) создала переносной (!!!) комплект для анализа ДНК с применением полимеразной цепной реакции. Комплект включает генератор температурных циклов в пределах от -9 до +120&deg.С, прибор для гель-электрофореза, источник питания, трансиллюминатор, все нужное для фотодокументирования результатов, набор реактивов, микроцентрифугу и холодильник. То, что обычно занимает несколько квадратных метров лабораторной площади, умещается в чемоданчике весом 23 кг. Комплект испытан в полевых условиях в джунглях Амазонки при исследованиях лейшманиоза. С его помощью можно надежно ставить диагноз и идентифицировать отдельные линии возбудителя этой болезни как у больных, так и в источниках заражения (собаки) и векторах передачи (насекомые) возбудителя. (Nature Medicine 1998; 4: 10).

Полностью расшифрован геном возбудителя туберкулеза Mycobacterium tuberculosis (Nature 1998; 393: 573). По данным мировой статистики, туберкулез уносит 3,1 млн, жизней в год, 2 млрд жителей Земли являются носителями М. tuberculosis. В мире ведутся работы по 10 проектам разработки вакцины против туберкулеза, из которых пока только 1 дошел до III фазы клинических испытаний (Nature Medicine 1998; 4:1097).

Многочисленные статистические данные об увеличении риска развития злокачественных опухолей в результате курения сигарет подтверждаются результатами молекулярно-биологических исследований, которые показывают, что в клетках курильщиков (причем не только в клетках легких) накапливаются мутации, многие из которых характерны для злокачественных клеток. До сих пор такие исследования проводились на взрослых, которые уже имели значительный фон соматических мутаций, накопленных даже в отсутствие курения. Опубликованы результаты сравнения генетического материала, полученного из пуповинной крови новорожденных, родившихся от матерей, которые не подвергались действию табачного дыма, и матерей, которые, хотя сами не курили, но были вынуждены находиться в присутствии курильщиков. Такое пассивное курение приводило к тому, что у новорожденных спектр мутаций сдвигался в сторону делеций, характерных для детских лейкемий и лимфом (Nature Medicine 1998; 4: 1144).

Почему так трудно отвыкнуть от курения? Для ответа на этот вопрос был проведен ряд экспериментов (Nature 1998; 393: 76). Крысам вживляли электроды в область головного мозга, известную как "центр удовольствия". Стимулиряция этого центра током после совершения крысой каких-либо действий побуждала крысу к повторению этих действий. Таким способом экспериментальных крыс приучили к тому, чтобы они, по предъявлении им специального колесика, поворачивали его на определенный угол. Дрессировка была успешной, только если сила тока, стимулирующего "центр удовольствия", была достаточно высокой. Меняя силу тока, определили порог стимуляции этого центра. Другим таким же крысам подшили под кожу спины мини-насос, доставлявший в их организм никотин и поддерживавший его содержание на уровне, который достигается человеком при выкуривании пачки сигарет в день. У таких крыс тоже определили порог стимуляции "центра удовольствия" и... никаких изменений не нашли. Третьей группе крыс сначала вводили никотин, а потом прекращали его введение. У таких животных уже через 4 ч после отмены никотина для выработки рефлекса требовалась значительно большая сила тока, чем у контрольных. Максимум необходимой силы тока приходится на 6-8 ч после отмены никотина. Порог, необходимый для того, чтобы вызвать ощущение удовлетворения, оставался повышенным еще около 4 дней.

Вот и все, что на самом деле может никотин - лишать жизнь радости своим отсутствием.

Зато в составе табачного дыма никотин поступает в организм в сочетании с таким, например, продуктом, как оксид углерода (он же угарный газ, известный как боевое отравляющее вещество, защититься от которого можно, только снабдив противогаз гопкалитовым патроном). Но даже в концентрациях меньших, чем применяемые в боевых целях, угарный газ переводит гемоглобин в метгемоглобин и ингибирует дыхательную цепь митохондрий. Видимо, отчасти и по этой причине количество госпитализаций по поводу сердечно-сосудистых проблем коррелирует с уровнем оксида углерода в воздухе (J Toxicol Environ Health 1998; 55: 185; Environ Health Perspect 1998; 106: 649). Интересно, что угарный газ образуется и в самом организме человека и животных, где выполняет определенные физиологические функции. Источником образования угарного газа является гем, из которого при действии фермента гемоксигеназы образуется билирубин и угарный газ и, кроме того, высвобождается свободное железо. Существуют две формы гемоксигеназы - конститутивная и индуцируемая. Индукция второй из них происходит в условиях окислительного стресса. В этой связи, а также памятуя о затронутых выше проблемах трансплантации, можно отметить исследование, в котором было показано, что от уровня экспрессии гемоксигеназы зависит выживаемость ксенотрансплантантов, подсаженных в сердце (Nature Medicine 1998; 4: 1073). Образующийся при действии гемоксигеназы билирубин обладает свойствами антиоксиданта, а угарный газ действует во многом аналогично еще одному газообразному продукту нормальных метаболических процессов - оксиду азота. Как и у оксида азота, главной мишенью действия оксида углерода является растворимая форма гуанилатциклазы. По своей вездесущности в организме оксид углерода немногим уступает своему более известному коллеге. В головном мозге он участвует в регуляции мозгового кровотока (Neuroreport 1998; 9: 2341) и функций синаптических контактов (Brain Res Rev 1998; 26: 167). В сердечно-сосудистой системе в целом его образование является одним из факторов, противодействующим развитию гипертонии (Circulation Research 1998; 83: 568). В легких он регулирует тонус бронхов (Вг J Pharmacol 1998; 126: 1065). В гипоталамусе он стимулирует секрецию кортиколиберина и вазопрессина при действии эндотоксина (J Neuroimmunol 1998; 86: 104) и при стрессе (J Neuroendocrinol 1998; 10: 793). В матке он снижает сократительные свойства миометрия (J Clin Invest 1998: 101: 949). В печени он опосредует регуляцию тонуса желчевыводящих протоков (Hepatology 1998; 28: 286). Список физиологических функций оксида азота постоянно пополняется текущими исследованиями. Можно полагать, что поступление угарного газа в организм при концентрациях ниже тех, что вызывают острое отравление, приводит к нарушениям всех этих функций и общего физиологического баланса в организме.

1 июля 1999 г.
Комментарии (видны только специалистам, верифицированным редакцией МЕДИ РУ)
Если Вы медицинский специалист, войдите или зарегистрируйтесь

МЕДИ РУ в: МЕДИ РУ на YouTube МЕДИ РУ в Twitter МЕДИ РУ на FaceBook МЕДИ РУ вКонтакте Яндекс.Метрика