Новости генной терапии

Швейцарская фармакологическая компания Novartis только что установила новый рекорд – рекорд дороговизны лекарства при однократном применении. Рекорд был установлен благодаря тому, что Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA) одобрило разработанный компанией Novartis геннотерапевтический препарат под названием Zolgensma. За 2 миллиона 125 тысяч долларов можно приобрести одну дозу вирусных частиц. Внутривенное введение этого лекарства может позволить остаться здоровым ребенку, родившемуся с генотипом, приводящим к спинальной мышечной атрофии.

Спинальная мышечная атрофия (СМА) – одно из самых распространенных смертельных генетических заболеваний. С соответствующим генотипом рождается примерно 1 ребенок на 10000. Около 50% детей с таким диагнозом не доживают до двух лет. На самом деле, это не одна болезнь, а группа болезней, объединенных общим симптомом – гибелью моторных нейронов в спинном мозге. К такому результату могут приводить разные мутации в разных генах и, в зависимости от конкретной мутации, тяжесть заболевания значительно различаться. Основную опасность для жизни представляет поражение нейронов, управляющих дыхательными мышцами. Большинство тяжелых случаев СМА вызваны мутациями в генах, кодирующих белок SMN (survival motor neuron). Этот белок играет роль в сплайсинге – процессе созревания матричной РНК, в ходе которого из нее вырезаются некодирующие фрагменты.

Генетические заболевания, к которым приводит отсутствие в организме какого-либо одного белка, кажутся самыми перспективными для применения генной терапии. Фактически, чтобы вылечить человека с такой болезнью, достаточно ввести в нужные клетки правильный ген, кодирующий этот белок, и добиться, чтобы белок синтезировался. В теории все выглядит просто, а на практике почти 30 лет понадобилось для преодоления технических трудностей, приводящих к низкой эффективности и тяжелым побочным эффектам терапии.

Главный побочный эффект генной терапии связан с вирусами как средством доставки генов в клетки. Встраиваясь в геном клетки в произвольном месте, они могут изменять активность близлежащих генов и превращать клетку в злокачественную. Вероятность такого перерождения для одной клетки невелика, но для эффективности лечения, как правило, требуется внедрить ген в большое число клеток.

Препарат Zolgensma создан на основе аденоассоциированных вирусов. Их отличительная черта в том, что их ДНК, попав в клетку, не встраивается в хозяйский геном, а продолжает существовать отдельно. Это сильно снижает вероятность нежелательных побочных эффектов. Вирусы в данном случае доставляют в клетки корректные копии гена SMN1, кодирующего белок SMN.

В рамках клинических испытаний, предшествовавших получению разрешения от FDA, препарат получили около 150 пациентов. Сотрудники Novartis утверждают, что при однократном введении лекарства сразу после рождения у детей даже с тяжелой формой заболевания симптомы практически не развиваются. Однако следует отметить, что самым старшим детям, принявшим участие в испытаниях, сейчас всего пять лет. Novartis также ожидает в ближайшем времени получения разрешения на применение своего препарата в Европе и Японии.

К сожалению, очень высокая цена препарата объясняется не только произволом компании-монополиста. Большинство современных лекарств представляют собой относительно простые химические соединения. Синтез таких лекарств относительно дешев. Если они и стоят дорого, то, в основном, из-за того, что срок патента на них еще не истек. Дороже обходится синтез лекарств, представляющих собой белковые молекулы. К ним, например, относятся многие противоопухолевые лекарства последних поколений. Синтез белков может осуществляться только эукариотическими клетками, и стоит дороже. Относительно дешево среди таких лекарств стоят те, синтезировать которые могут одни из самых примитивных эукариот – дрожжи. Сборка вирусных частиц для генной терапии может осуществляться только специально культивируемыми клетками человеческого происхождения, выращиваемыми в огромных количествах с использованием довольно дорогих реагентов. Из-за такой высокой себестоимости геннотерапевтических препаратов цена на них никогда не станет низкой, хотя, вероятно, и снизится со временем.

Похожий геннотерапевтический подход недавно был успешно применен против еще одной врожденной миопатии – сцепленной с X-хромосомой миотубулярной миопатии. Эта болезнь также характеризуется мышечной слабостью, приводящей к проблемам с глотанием и дыханием. Половина детей, родившихся с этой болезнью, умирает к полутора годам. Почти никто не доживает до десяти. Болезнь вызывается мутацией в гене MTM1, кодирующем регуляторный белок миотубуларин, управляющий дифференцировкой мышечных клеток. Этот ген находится на X-хромосоме, поэтому болезни подвержены, в основном, мальчики, поскольку Х-хромосома у них всего одна. Когда X-хромосом две, одной исправной копии гена достаточно для нормального развития. Две неисправные копии этого гена одновременно – практически невероятное событие. Для этого нужно либо чтобы отец такой девочки был болен, что до последнего времени было практически невозможно, либо чтобы мутация возникла случайным образом, что крайне маловероятно.

Разработанный препарат представляет собой уже упомянутые аденоассоциированные вирусы, несущие корректную копию гена миотубуларина. В клиническом испытании приняли участие девять мальчиков в возрасте от 8 месяцев до 6 лет. Первым участникам препарат был введен чуть меньше года назад. Состояние всех девяти мальчиков улучшилось, но в разной степени. Четверо из них снова могут дышать самостоятельно, кто-то научился ходить, а кто-то – только сидеть.

Также в апреле этого года были опубликованы оптимистические результаты первых этапов клинического испытания генной терапии против тяжелого комбинированного иммунодефицита. Как и миодистрофии, такой иммунодефицит могут вызывать разные мутации. Наиболее распространенная – мутация в гене, который кодирует общий фрагмент для рецепторов к нескольким иммуноглобулинам. Из-за отсутствия сигналов, передаваемых этими иммуноглобулинами, не происходит развития T- и B-лимфоцитов. Этот ген, называемый IL2RG, находится на X-хромосоме, а одной исправной копии достаточно для развития функциональной иммунной системы, поэтому болеют этой формой только мальчики. Как правило, не получающие лечения дети не доживают до года. Единственным доступным методом «лечения» долгое время оставалась жизнь таких детей в стерильных условиях в отдельных помещениях или в специальных скафандрах. Теперь практикуется пересадка костного мозга, но подходящие доноры-родственники есть не у всех, а пересадка от неродственных доноров считается опасной и относительно часто сопровождается реакцией «трансплантат против хозяина».

Геннотерапевтический препарат представляет собой лентивирусный вектор, несущий исправную копию гена IL2RG. Из костного мозга пациентов выделяли стволовые клетки крови, заражали их терапевтическим вирусом и вводили пациентам обратно. Перед введением пациентам вводили препарат бусульфан, который должен был замедлять деление оставшихся у пациента стволовых клеток, давая преимущество введенным. В испытании этого метода лечения приняли участие восемь детей. У всех были заметны улучшения; они выздоровели от инфекций, которыми заразились до начала лечения. Одному ребенку модифицированные клетки вводились дважды, поскольку после первого введения улучшения были незначительны. Четверым участникам перестали вводить синтетические иммуноглобулины и сделали прививки, у троих появился послепрививочный иммунитет.

Примечательно, что при лечении геннотерапевтическим препаратом именно этого заболевания в 2000 году произошел трагический несчастный случай, сильно затормозивший развитие в этой области. Хотя лекарство оказалось эффективным, и иммунитет у больных восстанавливался, трое из них заболели лейкемией, и один погиб. Тогда для доставки гена использовался ретровирусный вектор, встраивание которого в геном лимфоцитов и вызвало их злокачественное перерождение. С тех пор безопасности векторов для генной терапии уделяется особенно большое значение.

Эти и некоторые другие результаты дают надежду, что, несмотря на первые неудачи, генной терапии удастся улучшить ситуацию в терапии тяжелых наследственных заболеваний.