ГЛАВА 20 МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЕ

Принципы лечения

Терапия любого наследственного и ненаследственного заболевания направлена на устранение или блокирование причины болезни (этиологическая терапия), механизма болезни (патогенетическая терапия) и симптомов болезни (симптоматическая терапия).

Реализация любого из этих трех принципов является достаточно сложным делом: врачу необходимо учитывать множество индивидуальных особенностей организма больного (включая этнические), а также психологические, экономические и этические последствия для самого больного и его ближайших родственников.

Как сказано в главе 17, одним из признаков наследственной патологии является ее резистентность (невосприимчивость) к терапии, и именно она объясняет преимущественное применение в настоящее время симптоматической терапии, тогда как радикальная этиологическая и патогенетическая терапия большинства форм наследственной патологии практически полностью отсутствует либо слабо разработаны. Поэтому неудивительно, что «застарелая» проблема клинической генетики, связанная с отсутствием этиологической и патогенетической терапии наследственной патологии, ведет к врачебному нигилизму, не говоря уже о неверии самих пациентов в возможность излечиться от такого заболевания.

Вместе с тем, в последние годы в развитых странах мира были получены определенные положительные результаты в этой области и разработаны подходы к радикальной терапии ряда моногенных и мультифакториальных заболеваний человека (см. ниже).

Сначала рассмотрим симптоматическую терапию.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ЛЕЧЕНИЯ

Методы симптоматической терапии

Симптоматическая терапия широко применяется при всех формах патологии человека. Она направлена на облегчение состояния больного, снижение темпа прогрессирования и тяжести течения патологического процесса, предотвращение развития осложнений. Такая терапия не предусматривает устранения или блокирования причин и механизмов заболевания, но она и не требует от врача знания особенностей этиологии и патогенеза.

Как правило, симптоматическая терапия дает кратковременный эффект. Поэтому при ее проведении необходимы повторные курсы лечения, эффективность которых снижается по мере прогрессирования заболевания. Для симптоматической терапии общей патологии обычно используются лекарственные препараты, локальные хирургические вмешательства, физиотерапевтические методы.

Например, при болевом синдроме врач применяет анальгетики, при артериальной гипертензии - гипотензивные средства, при эпилепсии - противосудорожные препараты, при аллергических и атопических реакциях - антигистаминные средства и гормоны.

В случае наследственной патологии проводится лекарственная терапия функциональных нарушений разных органов и систем организма, психолого-педагогическая коррекция патологии поведения, интеллектуального дефицита и УО. Например, при БА и МВ назначаются бронхолитики и дыхательная гимнастика, улучшающие легочное дыхание; при прогрессирующих мышечных дистрофиях и митохондриальных болезнях - препараты, улучшающие тканевое дыхание; при скелетных дисплазиях, миопатиях и мукополисахаридозах - электрофорез лекарств, грязевые аппликации и другие физиотерапевтические процедуры; при врожденных аномалиях развития, деформациях суставов и конечностей, моторно-сенсорных нейропатиях и мукополисахаридозах - хирургическая коррекция.

Методы патогенетической терапии

Патогенетическая терапия направлена на устранение или блокирование механизмов наследственной болезни. Она воздействует на обмен веществ в организме и проводится путем коррекции гормональных и метаболических нарушений, связанных с изменениями концентрации и функционирования утилизируемых в клет-

ках и тканях субстратов и их метаболитов, являющихся белковыми и небелковыми продуктами экспрессии патологических генов. Патогенетическая терапия зависит от:

•  пути утилизации субстрата - это либо воздействие на путь, по которому субстрат вводится извне (например, с пищей), либо на путь синтеза субстрата в самом организме;

•  дефицита продуктов метаболизма субстрата; например, при НБО коррекция путей утилизации субстрата и его метаболитов зависит от того, являются ли симптомы заболевания следствием накопления метаболического продукта - предшественника метаболического блока, или они появляются в результате дефицита конечного метаболического продукта.

Если это следствие накопления метаболического продукта, врачу необходимо решить еще ряд вопросов: синтезируется такой субстрат в организме или поступает с пищей?; Обусловлен патогенез заболевания нарушением ферментативного расщепления субстрата или нарушением его транспорта через слизистую оболочку желудочнокишечного тракта или почки?

В настоящее время в молекулярной медицине широко применяются следующие методы патогенетической терапии.

Диетотерапия

Если утилизируемый субстрат поступает с пищей, а не синтезируется в организме, то основным способом коррекции служит диетотерапия, при которой ограничивается или полностью прекращается поступление в организм продукта, метаболизм которого нарушен в результате дефекта белка-фермента. Примеры: диетотерапия, назначаемая в первые недели жизни новорожденных, диетотерапия при ФКУ (пища без ФА), диетотерапия при галактоземии (пища без лактозы). Такая диета предотвращает дальнейшее развитие у больных детей механизмов этих заболеваний и, следовательно, их симптоматики.

Другие примеры - тирозинемия (коррекция ФА и тирозином), лейциноз (коррекция лейцином, изолейцином и валином) и т.д.

Устранение метаболического блока и выведение субстрата через обходные метаболические пути

Если утилизируемый субстрат синтезируется в организме, то способы терапии направлены на устранение метаболического блока и выведение накапливающегося субстрата и его продуктов через обходные метаболические пути, минуя основной путь.

Нарушения утилизации субстрата возникают, как правило, в результате мутаций в генах, кодирующих ферменты соответствующих биохимических реакций. Вместе с тем, в ряде случаев метаболический блок может быть обусловлен снижением концентрации или нарушением транспорта коферментов (чаще всего витаминов). В таких случаях терапия направлена на повышение активности ферментов, что может быть достигнуто с помощью:

•  приема лекарств - стимуляторов синтеза ферментов ЭР; например, для стимуляции ферментов дыхательных цепей митохондрий при митохондриальных болезнях назначают лекарственные препараты, содержащие филлохинон (витамины К₁ и К₃), янтарную кислоту, рибофлавин, никотинамид, витамины С и Е; эти препараты являются донорами и акцепторами электронов, обеспечивающих антиоксидантный эффект в клетках и тканях организма;

•  введения коферментов (витаминов); например, при метилмалоновой ацидемии назначается кобаламин (витамин В₁₂); при гомоцистинурии и пиридоксинзависимых судорогах - пиридоксин (витамин В₆); при недостаточности биотиназы - биотин; при атаксии с дефицитом витамина Е - витамин Е; при витамин-D- резистентном рахите - витамин D; при системной недостаточности карнитина - L-карнитин;

•  введения чистого фермента в клетки-мишени; это наиболее эффективный способ патогенетической терапии, но при его применении следует соблюдать ряд условий (стерильность и неиммуногенность вводимых ферментов, необходимость преодоления иммунной защиты организма, точная доставка фермента в клеткумишень); наибольшие успехи от применения этого способа были достигнуты в терапии лизосомных болезней, сопровождающихся снижением активности ферментных систем лизосом, например, при аутосомно-рецессивной болезни Гоше, обусловленной мутацией в гене фермента - глюкоцереброзидазы, дефицит которой вызывает нарушения расщепления глюкоцереброзида - липида лизосом клеток моноцитарно-микрофагальной системы печени, селезенки и костного мозга (см. главы 4 и 21).

Наилучшим корректирующим препаратом является церезим, содержащий 200 ЕД модифицированного фермента бетаглюкоцереброзидазы, которая расщепляет глюкоцереброзид до глюкозы и церамида. Своевременная терапия этим препаратом предотвращает развитие болезни Гоше и инвалидизацию таких больных.

Другие примеры: индукция фенобарбиталом ферментных систем при синдромах Жильбера и Криглера-Найяра, заместительная ферментная терапия при болезнях Помпе, Фабри, мукополисахаридозах, висцеральных формах лизосомных болезней без поражения ЦНС.

Подавление активности ферментов

Кроме болезней, обусловленных снижением активности ферментов, у человека выделены редкие наследственные заболевания, связанные с повышением активности ферментов. В этих случаях коррекция лекарственными препаратами направлена на подавление активности ферментов; например, при порфирии, сопровождющейся высокой активностью аминолевуленат-синтетазы, назначают гематин, который ингибирует действие этого фермента.

Стимуляция выведения субстрата

Если коррекция дефектного фермента невозможна, то для предотвращения токсического действия проводится стимуляция выведения из клеток и тканей организма самого продукта и его метаболитов. Для этого применяют препараты, связывающие продукт выведения и делающие его нетоксичным, а сам продукт выводится через почки или желудочно-кишечный тракт. Например, при болезни Вильсона-Коновалова, обусловленной мутацией в гене АТРазы, транспортирующей ионы меди к молекулам медьсодержащих белков (этот ген контролирует их экскрецию клетками печени), успешно применяется D-пенициламин, содержащий сульфгидрильные группы, образующие комплексы с тяжелыми металлами, в том числе медью.

Другой пример - применение L-карнитина при органических ацидуриях.

Возмещение недостающего субстрата

Если заболевание обусловлено дефицитом конечного продукта метаболической реакции, то применяется заместительная терапия, направленная на возмещение недостающего субстрата, например, при гормонодефицитных состояниях. В частности, при врожденном гипотиреозе раннее назначение тироксина полностью предотвращает развитие механизма болезни.

Также успешно проводится заместительная терапия гормоном роста (СТГ) при гипофизарном нанизме или стероидными гормонами при врожденной гипоплазии коры надпочечников.

Другие примеры: введение трипсина (альфа-1-антитрипсиногена) при дефиците трипсиногена (альфа-1-антитрипсина), а также криопреципитация фактора VIII при гемофилии А.

Избирательная индукция, подавление синтеза ферментов

Избирательная индукция синтеза одних ферментов и подавление синтеза других ферментов применяется для терапии подагры, когда индуцируется синтез гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы и, наоборот, подавляется синтез фосфорибозилпирофосфата.

Замещение поврежденных клеток и тканей

В качестве эффективных методов применяются:

•  переливание крови - при болезни Фабри, гемофилии, гемоглобинопатиях, ТКИД;

•  пересадка почек - при поликистозе почек у взрослых и болезни Фабри;

•  трансплантация клеток костного мозга - при ТКИД.

Хирургическое удаление поврежденных тканей

Примерами локального хирургического удаления пораженных тканей являются: колоэктомия при семейном аденоматозном полипозе кишечника, спленэктомия при сфероцитарной анемии, удаление фибром при нейрофиброматозе Реклингаузена.

Внутриутробная терапия и хирургия

Применяется для введения лекарств в ходе инвазивных процедур при пренатальной диагностике или декомпрессии при гидронефрозе и гидроцефалии.

МЕТОДЫ ЭТИОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ

Этиологическая терапия наследственной патологии занимает особое место в молекулярной медицине, ибо только она позволяет полностью устранить причину болезни. В медицине всегда были примеры радикальной терапии разных болезней человека, например хирургическое удаление первичной опухоли и ликвидация инфекционного агента с помощью антибиотиков.

Однако только во второй половине XX в. в медицине началась новая эпоха, связанная с появлением и развитием молекулярной медицины, внедрением в практику бурно развивающихся техноло-

гий, позволяющих найти способы решения проблем геномного и протеомного здоровья. Благодаря этому появились первые примеры радикальной терапии, направленной на устранение генетической причины наследственного заболевания. Радикальная терапия была нацелена на замену:

•  мутантного гена в поврежденной клетке его нормальной копией - область генотерапии;

•  поврежденных соматических клеток стволовыми клетками - область клеточной терапии;

•  поврежденных тканей новыми тканями - область тканевой терапии.

Кроме этих научных направлений, в молекулярной медицине появились и стали интенсивно развиваться нанотехнологии, нанобиотехнологии и наномедицина.

Последовательно рассмотрим эти области медицинских знаний.

Генотерапия как метод коррекции генетических дефектов

Генотерапия основана на исправлении (коррекции) генетических дефектов путем введения в «больную» клетку молекул специфического лекарства, придающего ей ранее несвойственные нормальные функции. В роли лекарства выступает клонированный ген или искусственно синтезированная молекула мРНК.

В 70-90-е годы минувшего века в развитых странах мира начала осуществляться экспериментальная разработка методов генотерапии, на успех которой ученые сначала возлагали большие надежды. Одновременно в медицине разрабатывались методы клеточной терапии дендритными и стволовыми клетками (см. ниже). В конце этого периода на основе результатов экспериментальных разработок стали проводиться клинические испытания, связанные с лечением сначала двух заболеваний: недостаточности аденозиндезаминазы, обусловливающей развитие ТКИД, и семейной гиперхолестеринемии.

Так, в США в 1990 г. 4-летнему ребенку с ТКИД ввели его же лимфоциты, в которых дефектный ген заранее заменили полноценным геном. Положительный эффект наблюдался в течение 6 мес. Спустя 4 года во Франции было опубликовано сообщение об успехах клеточной терапии взятыми из плаценты стволовыми клетками ребенка с лейкемией.

В этих случаях и генотерапия, и клеточная терапия обеспечивали полную компенсацию нарушенных функций (клеток и тканей соответственно) с помощью:

•  либо замены неполноценного (функционально неактивного) гена или аллеля его полноценным аналогом;

•  либо включения в функционирование в организме стволовых клеток параллельно с поврежденными клетками.

К 1995 г. было уже 10 больных с ТКИД, которые прошли курс генотерапии в виде повторной внутривенной реинфузии аутологичных лимфоцитов, модифицированных ретровирусом, содержащим ген АДА. В дальнейшем обнадеживающие результаты применения генотерапии и клеточной терапии были получены при лечении больных с гемофилией В, глиобластомой, МВ и семейной гиперхолестеринемией. Затем последовали попытки применения этих методов при лечении многих форм рака, тяжелых инфекционных заболеваний (бешенство, столбняк, СПИД) и миодистрофии Дюшенна. В последнем случае методика обеспечивала введение больному одноядерных миобластов - предшественников многоядерных клеток миофибрилл, образующихся путем слияния миобластов.

В настоящее время значительно расширен спектр заболеваний, при которых предполагается применение методов генотерапии и клеточной терапии. По состоянию на конец 2005 г., на завершающих экспериментальных стадиях или стадиях готовности к клиническим испытаниям находились свыше 1000 уникальных систем для генотерапии и клеточной терапии МБ и МФЗ. Среди всех отобранных для такой терапии заболеваний были выделены основные группы: опухоли (60% испытаний), МБ (12%,), сердечнососудистые болезни (8%) и инфекционные болезни (6%), включая СПИД и гепатит В. По экспертным оценкам, шансы на успех составляют 60-70%.

В развитых странах мира разрабатываются три подхода к генотерапии.

Первый подход - компенсация работы в клетке функционально неактивных аллелей гена экспрессией аллелей его дополнительных копий путем замены патологических структур их нормальными копиями (этот путь применяется редко), а также введение нормальных генетических структур при сохранении патологических копий (применяется часто). Оба пути этого подхода используются для исправления дефектов в соматических и половых клетках при

МБ и МФЗ.

Второй подход - подавление экспрессии продуктов дефектного гена путем:

•  введения генов-убийц («суицидные гены«), продукты экспрессии которых вызывают гибель избыточно пролиферирующих клеток, не повреждая нормальные клетки;

•  блокирования экспрессии онкогенов с помощью антисмысловых нуклеотидных последовательностей, а также генов, продуцирующих антитела против опухолевых клеток и вирусов;

•  введения в опухолевые клетки нормальных копий геновсупрессоров опухолевого роста.

Третий подход - повышение иммунореактивности клеток-мишеней или активация иммунной системы организма.

Все три подхода особенно перспективны для лечения онкологических и вирусных заболеваний.

Кроме того, к числу разрабатываемых в этой области других проблем относятся исследования по поиску и созданию противоопухолевых генов; созданию иммунитета против столбняка и других тяжелых инфекций. Например, для обеспечения эффективного иммунного ответа применяются: ген аллоантигена, ген опухольассоциированного антигена и гены цитокинов.

Для обеспечения эффективного цитотоксического или антипролиферативного ответа применяются гены-супрессоры опухолевого роста или антисенсовые гены.

Сначала рассмотрим примеры генотерапии инфекционных болезней.

Генотерапия инфекционных болезней

В этих случаях основной механизм генотерапии связан с блокировкой экспрессии гена-мишени в самом инфекционном агенте (инфекте). Суть блокировки заключается во введении антисмысловых нуклеотидных последовательностей (антисенсов) как инструмента, тормозящего экспрессию генов инфекта.

Антисенсы - это олигонуклеотиды, блокирующие специфические области генома инфекта, комплементарные уотсонкриковским парам нуклеотидов (АТ-пары и ГЦ-пары) на РНК или ДНК в клетках организма хозяина. Тем самым блокируется способность мРНК инфекта к трансляции и размножению в клетках организма хозяина либо образуется триплетная спираль, препятствующая дальнейшей транскрипции мРНК инфекта.

Установлено, что действие разных антисенсов избирательно проявляется на разных стадиях жизненного цикла инфекта (либо сразу на нескольких стадиях). Например, при СПИДе наблюдается дей-

ствие антисенсов на стадиях 3 и 4; действие рибозимов (это антисмысловые фрагменты РНК с каталитической активностью) - на стадиях 4 и 5, что позволяет гидролизовать мишень и значительно повысить эффект в сравнении с таковым у антисенсов; действие трансдоминантных негативных белков (ТДБ) - на стадии 6.

Таким образом, в ходе антисенс-терапии обеспечивается ингибирование сразу нескольких стадий жизненного цикла инфекта, а применение генетических вакцин обусловливает еще и высокий уровень иммунной защиты с минимальным риском развития осложнений.

Генетическая вакцина - это новый класс антимикробных генотерапевтических препаратов. В них содержатся самые маленькие структурно-функциональные единицы, сохранившие свойства и специфичность исходных антител за счет оставшегося в каждой из них участка связывания с антигеном.

Генетическая вакцина при ВИЧ-1 блокирует стадию 4 жизненного цикла вируса, а сочетанное с ней действие антисенсов (на стадиях 1 и 2) повышает устойчивость Т-лимфоцитов к вирусу.

Следует отметить, что в современной биоинформатике, которая (наряду с геномикой и протеомикой) является основой молекулярной медицины, определен алгоритм для создания антисенсов, принципиально отличающийся от традиционного подхода к разработке лекарств. Этот алгоритм базируется на сходстве нуклеотидных последовательностей ДНК или РНК инфекта и генома человека; требования по выбору гена-мишени и клетки-мишени для такой терапии обязательны.

Сейчас уже получены: ген репликации вирусной ДНК (Е2-ген папилломавируса), ранние гены ЦМВ и гены белков оболочки ВИЧ-1 (gag-ген ВИЧ-1) .

Вместе с тем, выделены две проблемы, связанные с разработкой средств доставки антисенса в клетку-мишень:

•  использование определенного типа клеток для целевой доставки препарата, что снижает неспецифическое побочное действие на организм хозяина;

•  снижение стоимости препарата за счет введения аутотрансплантатов (клеток крови или костного мозга, взятых ex vivo).

К сожалению, адекватное решение этих проблем пока не найдено. Поэтому стали разрабатываться новые средства доставки антисенсов. Например, применяют физические факторы - катионные липиды; вирусные факторы - липосомные технологии.

Оказались эффективными генные технологии, используемые в иммунотерапии и также основанные на генетических вакцинах, обеспечивающих быстрое достижение высокого уровня иммунной защиты, сохраняющих напряженность иммунитета в течение длительного времени и его видоспецифичность, а также дающих минимальный побочный эффект.

Еще один способ генотерапии инфекционных заболеваний - это генетическое конструирование цитотоксических Т-лимфоцитов, основанное на восстановлении иммунной системы организма за счет использования собственных иммунных клеток (CD4, CD8, CD34) и антигенпрезентирующих клеток, инфицированных тем или иным агентом (например, ВИЧ и вирусом простого герпеса - HSV).

Кроме того, для лечения несистемных локализованных болезней была предложена тканеспецифическая генотерапия, основанная на способности некоторых вирусов к выраженному тканевому тропизму. Например, вирус простого герпеса избирательно проникает в нервные клетки, где латентно сохраняется в течение многих десятков лет.

Среди заболеваний, к которым применима тканеспецифическая генотерапия, значатся: болезнь Паркинсона, злокачественная глиома, мукополисахаридоз VII типа (болезнь Слая) и хорея Гентингтона.

Вернемся к «суицидным генам» (см. выше), которые были созданы с применением генно-инженерных технологий как гены, производящие токсические белки, уничтожающие только инфицированные клетки.

Например, так были получены: ген, экспрессирущий А-цепь дифтерийного токсина (DT-A), ген цитозиндезаминазы и ген HSV- тимидинкиназы. Последний ген вызывает апоптоз, когда клетка «лечится» аналогом антигерпетического нуклеозида - ганцикловира применяемым для лечения рака простаты.

Генотерапия опухолей

Ряд опухолей вызывается вирусами. Поэтому здесь были использованы подходы и методы генотерапии инфекционных заболеваний. Так, в качестве антигенпрезентирующих клеток оказалось возможным использование трансфецированных разными векторами опухолевых клеток, которые стали применяться для уничтожения метастазов на стадиях несформированных узлов и даже единичных клеток. Например, получен препарат гендицин, с помощью которого больным с разными опухолями вводится ген р53, продукты экспрес-

сии которого способствуют апоптозу. Доставка этого гена возможна при помощи аденовирусного вектора.

Генотерапия в трансплантологии

Решение генотерапевтических проблем в трансплантологии направлено на создание эффективных методов, предупреждающих развитие острого и хронического воспаления и отторжение трансплантата с помощью ряда генов.

Перспективными в этом отношении считаются: гены блокаторов костимуляторов сигнала (CTLA-41q, CTLA-4); гены, связанные с хроническим отторжением трансплантата (молекулы внутриклеточной адгезии 1 и гены синтазы N2 и с-myb); гены цитокиновых иммуносупрессоров; протоонкоген с-myb, гены MNC-1.

Подведем некоторые итоги.

•  Для успешной реализации задач генотерапии наследственной патологии обеспечено контролируемое in vitro и in vivo введение генетического материала в клетки человека (клетки крови, кожи, мозга, мышц, печени) с помощью разных векторных и безвекторных средств доставки наследственной информации. Разработаны два способа доставки: способ in vitro, перенос нормальных генов в культуру клеток человека, после чего трансдуцированные клетки вводятся в организм хозяина; способ in vivo, доставка нормального гена непосредственно в организм хозяина путем прямого переноса с помощью «голой» (свободной от белков) флуоресцентномеченой плазмидной ДНК или векторных систем. При втором способе используются следующие методики:

- гидродинамический шок;

- насыщение ДНК полианионом (введение гепарина, декстрансульфата); физическая доставка (электропорация, баллистическая трансфекция или «генное ружье», «бомбардировка» клеток молекулами ДНК, связанными с металлами или другими химическими элементами - Au+, Ca⁺⁺; векторные системы на основе вирусов, липосом и катионных полимеров).

•  Проблемы генотерапии наследственной патологии тесно связаны с решением трех задач. Это разработка способов и средств доставки нормальных генов и геномов в поврежденные клетки и ткани; разработка способов регистрации уровней экспрессии генов и геномов, доставленных в поврежденные клетки и ткани; создание оптимальных условий для регулируемой экспрессии доставленных генов и геномов.

•  Созданы оптимальные условия для регулируемой экспрессии генов, вводимых в клетки (но пока еще не геномы!).

•  Выяснено, что кроме структурного гена (в его полноразмерной форме) или гена, полученного в виде кДНК, в клетку можно вводить регуляторные последовательности нуклеотидов, имеющие ориентацию, зависящую от целей генотерапии.

•  Разработаны два основных метода этиологической терапии. Первый метод - метод химеропластики , добавления в культуру делящихся клеток фрагментов геномной ДНК (химеропластов). Этот метод основан на механизме генной конверсии в клетках, полученных от больного. Суть метода состоит в in vitro гибридизации ДНК больного с короткими антисмысловыми последовательностями РНК, комплементарными местам сплайсинга в первичном РНК-транскрипте, что ведет к проскальзыванию петли сплайсинга и удалению мутантных экзонов из мРНК. По этой причине данный метод называют также методом перепрыгивания экзонов. Второй метод - метод введения химических стимуляторов, специфически активирующих нормальные гены, являющиеся гомологами мутантных генов. Этот метод применяется для лечения серповидноклеточной анемии и миодистрофии Дюшенна- Беккера. При втором заболевании активируется ген мышечного белка - утрофина, локализованный на коротком плече хромосомы 6 (6р24).

•  Выделены приоритетные подходы к внедрению этиологической терапии. Среди них клонирование соматических клеток; получение чистых линий трансгенных животных; разработка векторных систем на основе вирусов, содержащих человеческие гены, встроенные в определенные участки вирусного генома, а также на основе аденовирусов, ретровирусов и лентивирусов с высокой эффективностью трансфекции в геном хозяина, длительной экспрессией и низкой иммуногенностью. Кроме того, разработаны векторы на основе липосом (липидные пузырьки с фрагментами ДНК) и катионных полимеров (полилизин, полиэтиленамин, лизин-гистидиновый полимер).

•  Установлено отсутствие универсального вектора для доставки генетического материала вне связи с конкретным наследственным заболеванием.

Регенераторная медицина

Использование клеток, выделенных из разных органов и тканей, для лечения наследственных заболеваний получило название регенераторной медицины. В ней два направления: клеточная и тканевая терапия, или инженерия.

Клеточная терапия

Клеточная терапия основана на выделении из организма специфических клеток, придании им in vitro (с помощью генетического конструирования или ряда сигнальных молекул) необходимых свойств и последующем введении в организм in vivo. Иными словами, клеточная терапия строится на основе инженерии, предусматривающей введение в клетку или удаление из нее конкретного гена.

Генетические (инженерные) манипуляции осуществляются с помощью методов молекулярной биологии, с использованием физического воздействия на наследственный материал человека. В результате такого воздействия происходит восстановление функции дефектного гена или внедрение нового гена, который добавляет клетке-мишени новые функции либо регулирует в ней активность других генов.

Потенциальный успех клеточной инженерии зависит от способности гена адекватно функционировать в клетке. Известны два подхода по доставке гена в клетку: вирусные и невирусные векторы; предварительное выделение клеток (лимфоциты, фибробласты, стволовые клетки), в которые вводится необходимый ген. После этого клетки наращиваются, тестируются и поставляются пациенту обратно.

Главными инструментами клеточной инженерии являются дендритные клетки и стволовые клетки (СК).

Дендритные клетки

Дендритные клетки (DCs-клетки) обладают способностью представлять антигены наивным Т-лимфоцитам и таким образом участвуют в определении направленности иммунных реакций (модулируют их) при опухолях, аутоиммунных и инфекционных заболеваниях.

Кроме того, DCs-клетки являются векторами и мишенями для изменения иммунного статуса организма.

Впервые DCs-клетки (в коже) описаны П. Лангергансом в 1868 г. Они представляют собой крупные клетки неправильной формы с ветвящимися отростками, проникающими между другими клетками, имеют хорошо развитый аппарат Гольджи, содержат в своей

цитоплазме большое количество везикул с овальной и неправильной формой ядер и обнаруживаются во всех тканях организма, где обычно представляют небольшой клеточный пул. В качестве антигенпрезентирующих DCs-клетки стали объектом изучения только спустя 105 лет - в 1973 г.

Выделено несколько популяций DCs-клеток, изучены их морфология и экспрессия в них молекулярных маркеров, а также функции, зависящие от стадии развития клеток, уровня их активации и степени дифференцировки.

В развитии DCs-клеток выделены следующие стадии.

•  Первая стадия - предшественники клеток костного мозга или небольшая фракция CD34⁺ кроветворных клеток, присутствующая в костном мозге и периферической крови.

•  Вторая стадия - предшественники DCs-клеток, циркулирующие в крови и лимфе; дают начало незрелым тканевым DCs-клеткам; их две субпопуляции, составляющие около 1% мононуклеарных клеток крови.

- А. Экспрессирующиеся маркеры миелоидных клеток, созревающие в ответ на воспалительные стимулы (например, в ответ на липополисахарид или TNF-альфа) - это DCs-клетки 1-го типа, происходящие либо из CD14+-моноцитов, либо из CD11c+- клеток. Они дифференцируются в незрелые DCs-клетки и макрофаги, дают начало эпидермальным клеткам Лангерганса и интерстициальным DCs-клеткам, известным также под названием тканевых DCs-клеток (дермальные клетки и макрофаги), которые локализуются в дерме и большинстве внутренних органов, включая легкие и сердце, где экспрессируют множество разных факторов.

- Б. Лимфоидные DCs-клетки 2-го типа, IF-N альфапролиферирующие клетки, созревающие в ответ на IL-13 и CD40L.

•  Третья стадия - незрелые антиген-захватывающие DCs-клетки. Они располагаются в разных тканях, где разными путями захватывают антигены (макропиноцитоз, рецептор-опосредованный эндоцитоз, фагоцитоз, через TLRS-рецепторы и поверхностные рецепторы).

•  Четвертая стадия - зрелые антиген-представляющие DCs- клетки. Они мигрируют во вторичные лимфоидные органы через высокий эндотелий венул лимфатических узлов или поступают непосредственно из кровяного русла.

В настоящее время описаны методики выделения и культивирования дендритных клеток из кожи, миндалин, печени, селезенки и крови. Проблемы и перспективы использования DCs-клеток при наследственной патологии имеют свои особенности.

Остановимся на особенностях иммунотерапии онкологических заболеваний с помощью дендритных клеток.

Первая особенность - важность выбора оптимального антигена, против которого следует вызвать иммунный ответ. Дендритные клетки способны мигрировать через ткани и проникать в опухоль, где захватывают опухоль-специфические антигены, переваривают их и реэкспрессируют для эффективной индукции клеточноопосредованного иммунного ответа.

Вторая особенность - DCs-клетки, как правило, применяются для терапии некурабельных больных, имеющих множественные метастазы и не поддающихся лечению традиционными методами. Например, использование DCs-клеток показано при В-клеточной лимфоме, меланоме, раке грудной железы, легких, поджелудочной железы, простаты, толстого кишечника и яичника, почечноклеточном раке.

Кроме того, имеются данные о широком использовании генетических вакцин на основе DCs-клеток при опухолях ЦНС.

Стволовые клетки

После выделения в 1998 г. потенциально плюрипотентных (многофункциональных) СК в регенераторной медицине открылись новые горизонты для их широкого применения. Известны два типа СК: эмбриональные (ЭСК) и соматические (ССК). И те, и другие имеют как преимущества, так и недостатки.

В частности, ЭСК - это, с одной стороны, возможность бесконечной пролиферации симметричным делением, выраженная клоногенность и плюрипотентность.

С другой стороны, ЭСК - это иммунологическая несовместимость при пересадке реципиенту, множество этических проблем (см. ниже), невозможность обнаружения генетических дефектов до их пересадки, несоответствие условий клеточной дифференцировки in vivo и in vitro, отсутствие убедительных доказательств эффективности и безопасности применения.

В свою очередь, ССК - это, с одной стороны, легкая идентификация и выделение из периферической крови и костного мозга взрослых пациентов, а также из пуповинной крови новорожденных младенцев,

отсутствие этических проблем, пластичность или мульти- и унипотентность, способность поддерживать дифференцировку в тканях взрослого организма в течение всей жизни, хорошее сохранение при лабораторных манипуляциях.

С другой стороны, ССК - это малочисленная популяция недифференцированных клеток, обнаруживаемых в дифференцированных специализированных тканях, низкий пролиферативный потенциал с асимметричным делением, ограниченная способность к росту в культуре. Кроме того, для ССК нет стандартных методов длительного поддержания и коммитирования (преобразования) из дифференцированных тканей в зрелые клетки других тканей, нет надежных маркеров для их идентификации в разных тканях.

В последние годы большие надежды связаны со стволовыми гемопоэтическими клетками, которые используются в качестве клетокмишеней в 40% случаев клеточной терапии на основе ССК, ибо эти клетки способны к самоподдержанию, что снижает риск элиминации гена, введенного с их помощью.

Определенные надежды связаны с другой разновидностью ССК - миобластами: ими предполагается лечить наследственные миопатии.

Тканевая инженерия

Тканевая инженерия является основным инструментом экзогенного управления молекулярными процессами в разных тканях. Разработка и внедрение ее методов стали необходимыми для понимания тонких механизмов клеточной дифференцировки, пролиферации и миграции, а также функционирования тканей.

Отметим, что сначала в молекулярной медицине появились возможности для понимания механизмов, регулирующих метаболизм внеклеточного матрикса. При этом учитывались особенности межклеточных и клеточно-матриксных взаимодействий и их роль в поддержании гомеостаза и целостности ткани. И именно эти особенности стали основой для разработки комплексных клеточных биоматриксных систем вне организма - тканевых эквивалентов. Благодаря параллельному развитию молекулярной медицины, биотехнологий, химии полимеров и разработке инженерных принципов конструирования тканевых эквивалентов удалось создать трехмерные функциональные анатомические единицы, обусловившие появление и развитие тканевой инженерии, использующей для замены

поврежденных (пораженных) тканей и органов их инженерные аналоги.

Новые инженерные конструкции построены с учетом принципов и методов, позволяющих восстанавливать, поддерживать и улучшать функции пораженных тканей и органов.

Показано, что новая инженерная ткань хорошо интегрируется в организм пациента, осуществляя в нем постоянное специфическое лечение. Сегодня при создании новых инженерных тканей применяется множество подходов. Рассмотрим основные из них.

Первый подход - это дизайн и выращивание ткани in vitro с последующей ее имплантацией для восстановления или замены поврежденной ткани (например, пересадка компонентов кожи при лечении ожогов или введение кожных эквивалентов, восстанавливающих эпителиально-стромальные дефекты с помощью добавления культивированных фибробластов дермы, растущих в трехмерном коллагеновом геле).

Стандартной клеточной моделью кожи человека служит двухмерная клеточная система, представленная дермальным эквивалентом (это кожные фибробласты, растущие в трехмерном коллагеновом геле) и эпидермальным эквивалентом (это кератиноциты, дифференцирующиеся на поверхности дермального эквивалента).

Данная модель широко используется в биологии, дерматологии (лечение инфекционно-аллергических болезней кожи), косметологии (апробация косметических средств), офтальмологии (реконструкция роговицы глаза для восстановления специализированного покрова), травматологии и хирургии (заживление ран), трансплантации (пересадка кожи), фармакологии (доклиническая апробация лекарств).

Второй подход - это имплантация клеток, содержащих молекулы и белковые факторы, индуцирующие репарацию (см. главу 11) или регенерацию функций поврежденной ткани.

Этот подход основан на технике выделения клеток, добавлении к ним определенных сигнальных молекул (подобных факторам роста) и переносе этих клеток в биоматериалы, обеспечивающие регенерацию тканей (например, добавление стимуляторов роста костной ткани при болезнях периодонта в стоматологии).

Третий подход - это использование внутреннего потенциала тканей и органов для восстановления поврежденных функций. Этот подход основан на технике выделения СК, которые имплантируются

пациенту либо непосредственно в суспензии, либо в структурном матриксе, либо после преобразования in vitro.

Четвертый подход - это метод культивирования клеток на микроносителях. Данный метод был разработан с целью оптимизации (модификации) технологии выращивания клеток и увеличения сроков жизни трансплантата (инженерной ткани). К микроносителям относятся коллагеновые микросферы, поверхности пленок разного биохимического состава, пересаживаемые на поврежденные участки кожи.

В настоящее время одной из трудноразрешимых проблем тканевой инженерии является ограниченность выбора субстрата (клеточного источника) из, казалось бы, широкого спектра материалов, перспективных для тканевой инженерии.

Среди таких материалов:

•  биосовместимые и биодеградируемые (биорезорбируемые) синтетические полимеры;

•  макромолекулярные полимеры, например гиалуроновая кислота, стабилизированная бензиловой этерификацией;

•  модифицированные полунатальные природные соединения;

•  природные полимеры (гликопротеиды, полисахариды);

•  целостные ткани для восстановления хряща и роговицы. Следует отметить, что самым доступным клеточным субстратом

для человека оказалась богатая белками плазма крови, например адгезивный субстрат из тромбина и фибриногена, стабилизированный протеазным ингибитором - апротинином.

Другая трудная проблема тканевой инженерии состоит в том, что применение того или иного подхода имеет свои «за» и «против». Например, на безусловную неоспоримость выбора аутогенного источника указывает отсутствие на него иммунной реакции организма, хотя при этом возможен риск инфицирования.

Наоборот, лимитирующими факторами могут стать соматические болезни пациента, его возраст, отсутствие возможности получения от него адекватного биологического материала (необходимое количество аутологических клеток).

Нанотехнологии, нанобиотехнологии и наномедицина

Слово «нано» происходит от греческого «гном», «карлик». Сначала рассмотрим нанотехнологии: их объекты - объекты нанометрового размера в пределах от микродо ультра-, от 10^-3 до 10^{-18 м}. Аттомолярный уровень начинается от 10^{-18 м}.

Нанотехнологи оперируют нанообъектами (наноматериалами), к которым относятся: биологические мембраны, жидкие кристаллы, липосомы, мицеллярные системы и микроэмульсии, надмолекулярные ансамбли и конструкции, нанокомпозиты, нанотрубки, пористые материалы, тонкие пленки и поверхностные слои, ультрадисперсные порошки, фотонные кристаллы, фуллерены.

Применение нанотехнологий и наноматериалов - это новые возможности в электронике, химии, энергетике, биологии, медицине, сельском хозяйстве и других отраслях.

В свою очередь, биомолекулярные нанотехнологии, нанобиотехнологии - это новое направление в биологической науке, позволяющее анализировать живые системы на молекулярном уровне с помощью наночастиц.

Переход от «микро» к «нано» - это не количественный, а качественный переход от манипуляции отдельным химическим веществом до манипуляции его молекулами и атомами. Благодаря своим «ультрамикроскопическим» размерам наночастицы приобретают новые физикохимические свойства и функции, существенно отличающиеся от тех функций, которыми обладают микрочастицы и составляющие их молекулы и атомы, т.е. частицы большего размера.

Нанобиотехнологии - это связующее звено между живой и неживой материей и возможность для создания нанобиоустройств, позволяющих понять малые компоненты живого и неживого и оценить их важную роль в функционировании клетки и организма. Неудивительно, что на основе нанобиотехнологий появилась и стремительно развивается наномедицина.

Направления развития наномедицины

Чем привлекательна наномедицина, какое значение она имеет для молекулярной медицины? Во-первых, это новая эпоха развития молекулярной медицины, это ее дальнейший путь (уровень) развития, путь перехода к медицине субмолекулярной, атомной и субатомной, т.е. медицине ближайшего будущего, идущей на смену существующей медицине и связанной с внедрением в практику ранее неизвестных врачу нанобиотехнологий, разрабатываемых с целью эффективной диагностики и лечения наследственных и ненаследственных болезней человека. Во-вторых, это создание атомно-силовых, оптикобиосенсорных, нанопроводных и нанопоровых подходов и методов диагностики, диагностических наноматериалов, позволяющих значительно повысить чувствительность, точность и существенно сокра-

тить время диагностики разных заболеваний. В-третьих, это новые возможности для постоянного и выборочного наблюдения (слежения), исправления, конструирования и контроля за управлением биологическими субмолекулярными и ультрамолекулярными системами человека, формирующими физические и химические реакции, происходящие на геномном и протеомном уровнях организации живой материи. В-четвертых, это проникновение в почти не изученную область организации неживой материи, которая, безусловно, оказывает значительное влияние на геномное и протеомное здоровье человека. В-пятых, это использование наноустройств, наноструктур и наночастиц с терапевтическим действием, способных выполнять сложнейшие микрооперации в клетках и тканях: от обнаружения и мониторинга поведения патологических генов (микроорганизмов) до их уничтожения, а также восстановления наследственного материала поврежденных клеток и тканей, обеспечения необходимыми веществами и придания им ряда других функций.

В настоящее время выделен ряд направлений развития нанобиотехнологий, связанных с наномедициной. Разрабатываются:

•  нанодиагностикумы или нанобиосенсоры в диагностике (наноаналитическая геномика и протеомика);

•  молекулярные нанополупроводные и нанопоровые детекторы в диагностике, счетчики молекул и сиквенс-анализаторы ДНК;

•  наночастицы - контейнеры для доставки лекарств и наночастицы - лекарства;

•  синтетический геном на основе молекулы ДНК как самовоспроизводящейся системы;

•  нанотехнологии в регенеративной медицине;

•  медицинские нанороботы, имитирующие функции разных клеток.

Кратко рассмотрим особенности некоторых из этих направлений.

Нанодиагностикумы и нанобиосенсоры

Существующий в протеомике концентрационный барьер для обнаружения и идентификации белковых молекул в биологическом материале составляет 10^{-12 м} (1 нм = 10^{-9 м}), тогда как методы радиоиммунного анализа (РИА) и иммуноферментного анализа (ИФА) имеют чувствительность 10^-12-10^{-15 м}.

Дальнейшее развитие протеомики определяется разработкой и внедрением методов идентификации белковых молекул в диапазо-

не концентраций от 10^-3 до 10^{-20 м}. Причем такая чувствительность должна достигаться в многокомпонентном биологическом материале, содержащем сотни тысяч разных белков.

Показано, что использование нанотехнологий при применении электрофоретического и хроматографического методов разделения белков позволяет снизить объем исследуемого материала на несколько порядков и существенно сократить время для его анализа.

Например, с помощью наноэлектрофореза разделение сложной смеси на 20 белков с молекулярной массой от 10 до 100 кДа осуществляется всего за 15 с, а при проведении стандартного 2D-электрофореза (см. главу 19) - несколько часов.

Одним из способов выделения и концентрирования белков из сложных смесей стал их селективный захват и концентрирование на поверхности нанобиочипов за счет межмолекулярных взаимодействий, а также за счет биосенсоров на основе биоспецифического фишинга. Эти методы позволяют выделять в биологической жидкости белки с низкой концентрацией и одновременно повышать их концентрацию с последующей идентификацией на масс-спектрометре LC/MS. При этом чувствительность достигает аттомолярного уровня.

В настоящее время широко используются оптические биосенсоры на базе нанотехнологических устройств. Их работа основана на эффектах поверхностного плазмонового резонанса (см. главу 19) и резонансного зеркала (акустические биосенсоры), позволяющих в течение нескольких секунд регистрировать в реальном времени образование комплексов макромолекул с высокой концентрационной чувствительностью (до 10^{-12 м}).

Перспективная область применения нанобиосенсоров - клиническая диагностика социально значимых протеомных болезней, например, гепатита В и С. В этом случае полученные данные совпадали с данными ИФА (около 10^{-9 м}), но быстрота анализа составляла всего 5-8 мин и сохранялась возможность многократного (до 150 раз) использования одного и того же биочипа.

Интересными также стали подходы к анализу белок-белковых реакций без использования радиоактивной метки. Например, один из таких подходов основан на прямом превращении взаимодействия белков в информационный сигнал и его реализации на компакт-дисках к персональному компьютеру. В этом случае биочипом стал стандартный компакт-диск с нанесенными на нем биологическими полями. Подобный подход применен для ком-

плексообразования стрептавидина и биотина, конканавалина А и альфа-маннозида.

Одним из перспективных подходов стало создание наносенсоров, способных работать в живом организме. Например, был создан отечественный микросенсор для определения содержания глюкозы и инсулина в крови. Это микроустройство представляет собой чип размерами 5-8 мм, вживляемый в тело пациента и регистрирующий уровень глюкозы в крови путем преобразования биохимической реакции в электрический сигнал. В последние годы на его основе разработан принципиально новый тип имплантируемого под кожу микросенсора для фотометрического контроля уровня глюкозы на основе углеродных нанотрубок, имеющих специфическое флуоресцентное покрытие. Такой наномикросенсор не только контролирует, но и оптимизирует уровни глюкозы и инсулина в крови.

Молекулярные нанодетекторы

Известные концентрационные детекторы имеют предел чувствительности до 10^{-15 м}, тогда как молекулярные нанодетекторы способны обнаружить и идентифицировать даже отдельные молекулы и их комплексы. Среди таких детекторов атомно-силовые сканирующие микроскопы, криомасс-детекторы, нанополупроводные и нанопоровые детекторы. С их помощью установлено, что единичные молекулы являются «локальными репортерами» микроокружения, что важно для исследования гетерогенных систем и анализа конформационных состояний, связанных со сборкой, ферментативной активностью и другими событиями в клетке.

В свою очередь, с помощью сканирующей оптической микроскопии (волноводная техника) или метода широкополевого (ближнего и дальнего) сканирования можно наблюдать ДНК-полимеразную активность единичной молекулы. Например, применение широкополевой микроскопии с полным внутренним отражением позволило проследить за реакцией каталитического расщепления АТР одиночной молекулой миозина, а также увидеть прохождение одиночной молекулы через единичный трансмембранный канал.

В последние годы существенно возросло число работ по анализу единичных молекул с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). В частности, АСМ-технологии позволяют визуализировать под микроскопом белки в условиях, близких к нативным. Именно так были получены изображения:

•  мембранного белка цитохрома Р4502В4, встроенного в фосфолипидный бислой мембраны;

•  водорастворимых белков и их комплексов для иммуноглобулинов, ферритина, фосфорилазы и фосфорилпротеинкиназы;

•  иммунных комплексов антиген-антитело для диагностики инфекционных болезней, рака и сердечно-сосудистых заболеваний.

Наночастицы как диагностикумы и лекарства

В молекулярной медицине используются наноматериалы, повышающие эффективность имеющихся лекарственных препаратов, позволившие создать новые лекарства - фуллерены, представляющие собой аллотропную форму углерода С⁶⁰ с одинаковой длиной двойных и одинарных бензольных связей.

Доказано, что фуллерены и их производные восстанавливают повреждения в клетках, возникшие в результате окислительных процессов, и ингибируют апоптоз за счет взаимодействия с радикалами кислорода, образующимися в клеточных мембранах. Причем фуллерены способны преодолевать гематоэнцефалический барьер, что позволяет использовать их для лечения нейродегенеративной болезни Паркинсона. Кроме того, синтезированы фуллерены с выраженными антивирусными свойствами. Они угнетают репликацию вируса гриппа на поверхностных рецепторах клеточных мембран.

Также отмечена антивирусная активность фуллеренов и их производных в отношении ВИЧ.

Получены конъюгаты наночастиц золота с антителами против рецептора антидермального фактора роста (используются для диагностики рака): они не соединяются с нормальными клетками, но соединяются с клетками опухоли.

Разработаны наночастицы и нанокапсулы на основе кремния - они применяются для брахитерапии неоперабельного рака печени. При этом разрушение опухолевых клеток происходит за счет действия на них радиоактивного фосфора ³²Р в нанокапсулах.

Наночастицы как транспортные системы для доставки лекарств

Известно, что лекарства, снабженные системами доставки, имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными лекарствами. Они нетоксичны, биодеградируемы, не вызывают аллергических ракций, имеют высокое сродство к биологическим мембранам. Это, как правило, коллоидные инертные транспортные системы.

В мире разработано множество сертифицированных наносистем для доставки (переноски) лекарств, а на фармацевтическом рынке насчитывается несколько десятков лекарственных препаратов, транспортируемых такими системами. В основном это противоопухолевые препараты, снабженные фосфолипидной системой транспорта (мицеллы, липосомы). В их числе анамицин, винкристин, дауномицин, доксорубицин и третионин.

Следует отметить, что наночастицы на основе полимеров значительно более стабильны в биологических жидкостях при длительном хранении, но в отличие от липосом могут давать побочные эффекты при введении в организм. Например, к ним относятся биодеградируемые наносферы на основе полилактатов (ПЛА), полиактидекогликолида (D,L-ПЛГА) и других биосовместимых полимеров (сложных полиэфиров альфа-цианоакриловой кислоты).

Вместе с тем, с помощью наносфер наиболее эффективно транспортируются такие лекарства, как липокаин, тамоксифен, циклоспорин и др.

Медицинские нанороботы

Молекулярная медицина вступила на путь эволюционного перехода к атомной медицине и наномедицине, что рано или поздно приведет к разработке и применению в работе врача медицинских нанороботов, которые будут выполнять «ремонт» и уничтожение поврежденных клеток на молекулярном и субмолекулярном уровнях. Примерами таких нанороботов уже сегодня служат аналоги клеток крови - аналоги эритроцитов, фагоцитов и респироцитов. С другой стороны, в молекулярной медицине уже появились возможности применения генохирургии, которая постепенно сменит генотерапию. Суть генохирургии заключается в том, что с помощью контролируемого врачом наноробота (например, «лазерного скальпеля») в больной клетке будет выделен и удален мутантный ген и вместо него будет вставлен нормальный ген. Такая возможность продемонстрирована в 2005 г. в работе N. Shen et al.

В самых оптимистических прогнозах зарубежные наномедицинские технологи предполагают, что уже в ближайшие два десятилетия медицинские нанороботы станут обязательным иструментом оснащения врачебного кабинета.

Этические проблемы молекулярной медицины

Использование в молекулярной медицине нанобиотехнологий отражает начало ее перехода к медицине субмолекулярной, атомной и субатомной, т.е. медицине ближайших десятилетий.

Параллельно будет развиваться биомедицинская этика. Известно, что общая этика - это свод (совокупность) норм и правил, регулирующих взаимоотношения между отдельными людьми и их группами. В свою очередь, совокупность норм и правил поведения врача и больного - это биомедицинская этика, которая (как и общая этика) складывается из трех основных компонентов (частей). Среди них - наблюдаемые у всех эукариот врожденные способности (первая часть), доктринальная (идеологическая) и конвенциональная (договорная) составляющие (соответственно вторая и третья части).

Правила, составляющие вторую и третью части, распространяются только на человека. Они складываются у разных рас, наций, народов и народностей на основе разных соматических, психических (интеллектуальных и эмоциональных) и репродуктивных особенностей, а также обычаев. Эти разные особенности и обычаи формируют общую этику поведения людей, изменяют их сому и психику, оказывают влияние на процесс репродуктивного воспроизводства, на будущее потомство.

В общей этике выделяют религиозные, наднациональные, национальные, региональные и этнические компоненты.

Признанными постулатами общей этики (равно как и биомедицинской этики) являются следующие.

•  Автономия личности или право человека самостоятельно решать все вопросы, касающиеся состояния его сомы, психики и эмоций.

•  Равный и справедливый доступ каждого человека к общественным благам, необходимым для его жизни в обществе.

•  Гиппократовское «не вреди» при воздействии врача на конкретного больного, обязательное непричинение ему какого-либо вреда, а наоборот, сотворение для него блага.

В молекулярной медицине обязательными элементами воздействия на конкретного больного (субъекта) стали МГК и тестирование человека, выявление определенных особенностей его наследственного материала (состояние генома) и фенотипических особенностей его организма (состояние фенома), в том числе тестирование психического, соматического и репродуктивного здоровья. В случае, когда речь идет не о воздействии на одного больного, а воздействии одновременно на совокупность людей (популяцию в целом или отдельную популяционную группу), то к МГК и тестированию добавляются тотальный или селективный скрининг (как элементы массового или

выборочного просеивания). И наконец, в случае применения для лечения конкретного больного современных методов генотерапии, клеточной и тканевой терапии, нанобиотехнологий и наномедицинских технологий к элементам воздействия на субъект добавляются не только специальные методы диагностики (тестирования), но и методы терапевтического и профилактического воздействия. Все эти процедуры должны осуществляться только при наличии информированного добровольного согласия субъекта, вступающего в прямой контакт с врачом или другим специалистом, определяемым и назначаемым врачом в целях глубокого обследования пациента.

В этом плане приоритетно только одно направление: субъект- семья-общество. Противоположное направление невозможно, никакие директивы в данном случае не допустимы.

Неизменным остается правило конфиденциальности: информация врача предназначена только для больного, его опекуна или иного официального представителя, а также для самого врача.

15-16 декабря 1997 г. ВОЗ утвердила общие и частные этические принципы медико-генетической службы. Частные касаются МГК, скрининга, пресимптоматического тестирования, преимплантационной и пренатальной диагностики, тестирования на предрасположенность к МФЗ, принципов работы с банками ДНК. В числе этих принципов:

•  справедливое распределение общественных ресурсов для профилактики наследственной патологии на основе необходимости, определяемой тяжестью и важностью проблем и пользой от принимаемых решений;

•  уважение генетических и культурных различий, интеллекта человека, а также точки зрения лиц, находящихся в меньшинстве;

•  обучение основам генетики всех членов общества, работников здравоохранения, учителей, религиозных деятелей, политиков и др.;

•  участие общественности в обсуждении целей медико-генетической службы, используемых ею средств и методов;

•  добровольное и информированное согласие субъекта на генетическое и протеомное тестирование, профилактику и лечение заболеваний; исключение всех видов принуждения со стороны государства, общественности или врачей;

•  обеспечение субъекта необходимым медицинским наблюдением и лечением; отказ от проведения тестов или процедур не по

медицинским показаниям; постоянный контроль качества этой службы;

•  свобода выбора субъекта во всех вопросах, касающихся генетики; женщина должна быть главным лицом при принятии решения в сфере репродуктивного воспроизводства;

•  предупреждение дискриминации или стигматизации на основе генетической конституции человека; особое внимание соблюдению прав человека следует уделять при тестировании практически здоровых людей на предрасположенность к МБ и МФЗ с поздним дебютом, эффективных методов профилактики и лечения которых нет; доклиническое тестирование должно проводиться только в интересах ребенка, если очевидна медицинская и психологическая польза от такого тестирования;

•  преимплантационная и пренатальная диагностика по медицинским показаниям должна проводиться только для получения семьей или врачом информации о здоровье плода; использование последней для проведения любой социальной политики или в немедицинских целях, например, таких, как тестирование отцовства или селекция по полу, этически неприемлемо (за исключением случаев сцепленных с полом заболеваний);

•  преимплантационная и пренатальная диагностика по медицинским показаниям должна быть добровольной и доступной в объеме, зависящем от возможностей каждой страны независимо от взглядов супружеской пары на аборт; только будущие родители могут решить, является ли заболевание плода, выявленное при дородовом обследовании, основанием для прерывания беременности, или информация о болезни плода будет использована ими для подготовки к рождению больного ребенка;

•  выбор женщины или супружеской пары относительно сохранения или прерывания беременности больным плодом должен быть принят и защищен.

В 1997 г. состоялась XXIX сессия Генеральной конференции ЮНЕСКО, на которой была принята «Всеобщая декларация о геноме человека и о правах человека», гарантирующая соблюдение прав и основных свобод человека и учитывающая необходимость обеспечения свободы геномных исследований (как составной части свободы мысли). В декларации сказано: геном человека лежит в основе изначальной общности всех представителей человеческого рода, признания их достоинства и разнообразия, и геном в его есте-

ственном состоянии не должен служить источником извлечения доходов. Никто не может подвергаться дискриминации на основании генетических характеристик; цели и результаты такой дискриминации представляют собой посягательство на основные свободы и человеческое достоинство. Научные исследования генома человека и использование их результатов в биологии, генетике и медицине должны проводиться после тщательной предварительной оценки связанных с ними потенциальных опасностей и преимуществ с учетом всех других предписаний, установленных национальными законодательствами.

В России этические нормы и правила поведения врача и пациента с наследственной патологией регламентируются «Основами законодательства по охране здоровья». Однако в них не учтена семейная распространенность наследственной патологии. Разработаны проекты законов «О генно-инженерной деятельности не на человеке», «О генно-инженерной деятельности на человеке», «О правовых основах биоэтики и гарантиях ее обеспечения». Имеются ведомственные акты, касающиеся этики научных исследований человеческого материала и этики проведения работ с биоматериалом вообще.

Необходимо еще раз подчеркнуть (см. главу 19), что наблюдаемое в молекулярной медицине значительное расширение диагностических и терапевтических возможностей ни в коей мере не умаляет значение основной процедуры врачебного осмотра, в которой главной фигурой был, есть и всегда останется врач.