CC BY
6УДК 579.258+571.27
Е. Г. Самелик, А. П. Глубоченко
ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АНОМАЛИЙ МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МЕДИЦИНЫ
Во все времена генетические заболевания волновали человечество. Люди ставили на себе крест, впадали в депрессию, как только узнавали о плохой наследственности. На протяжении многих тысячелетий не было никакой надежды на здоровое потомство. А дети с аномалиями развития долгое время не привлекали внимание ученых и общества в целом.
Впервые С. Н. Давиденков [1] в 30-х годах прошлого века указал на ошибочность точки зрения о неизлечимости генетических заболеваний. Он говорил о том, что мечты не рождаться с патологией могут стать реальностью. Во второй половине XX века наступила эпоха молекулярной медицины, что позволило найти способы решения геномного здоровья [2—4]. Сегодня она развивается быстрыми темпами и делает много важных открытий, о которых педагог-дефекто-лог, как участник в устранении последствий генетических аномалий, должен знать. Молекулярная медицина включает диагностику, лечение и профилактику наследственных и ненаследственных болезней на генном уровне, позволяет установить врождённые пороки и заболевания внутриутробно.
В молекулярной медицине можно выделить три направления: а) молекулярную диагностику; б) регенераторную медицину; в) геноте-рапию.
Для своевременного обнаружения генетических аномалий используют генетический материал плода во время нахождения его в утробе матери.
Инвазивные методы молекулярной медицины, к которым относятся биопсия ворсинок хориона и амниоцентез, предполагают проникновение медицинского зонда внутрь. Выполняется забор клеточного материала (для БВХ) или околоплодной жидкости (ам-ниоцентез). Альтернативным не-инвазивным способом тестирования является получение свободных ДНК плода из материнской крови, при этом воздействие на эмбрион сводится к минимуму. После чего производится специфический тест на определение конкретной мутации или выполняется полное сек-венирование генома.
Вторым направлением молекулярной медицины является регенераторная медицина, которая связана с использованием клеток, выделенных из разных органов и тканей, для лечения наследствен-
ных заболеваний. В ней сформировалось два направления: клеточная и тканевая терапия. Клеточная терапия основана на выделении из организма специфических клеток, придании им in vitro (вне организма) необходимых свойств с последующем введении в организм (in vivo). Тканевая терапия подразумевает управление молекулярными процессами в разных тканях in vitro с последующей их трансплантацией.
Операции по пересадке различных органов имели определённые ограничения как по медицинским, так и по этико-правовым причинам. Однако клеточная и тканевая терапия решают эти проблемы, особенно проблему донорства. При пересадке выращенных органов in vitro не возникает реакции их отторжения и возможных последствий. Благодаря достижениям тканевой терапии стало возможно лечить пороки сердца. Теперь ученые могут выращивать функционально активные клетки сердечной ткани, создавать структурированную сердечную ткань с любой заданной структурой, а также выращивать сердечные клапаны и пересаживать их пациентам.
Искусственные мочевой пузырь, уретра, почки сейчас успешно могут быть получены in vitro и трансплантироваться больному ребёнку. Подобные операции проводят пациентам в возрасте от 4 до 19 лет.
Первопроходцем в этой области является M. D. Anthony Atala [5].
Немаловажным органом для жизни является трахея. В 2003 г. доктору C. Biancosino [цит. по 6], удалось создать трахейный лоскут, который был пригоден для восстановления дефектов трахеи у раковых пациентов. Доктор П. Маккиарини [7] осуществлял выращивание трахей с использованием клеток пациентов и последующей их трансплантацией. Так, двухлетней девочка Саре, которая родилась без трахеи, в 2010 г., была проведена операция по имплантации трахеи, которая была выращена из собственных стволовых клеток пациентки.
С. Яманака [8] в 2006 году научился перепрограммировать обычные клетки из кожи пациента с помощью специальных веществ в индуцированные стволовые (плюрипотентные) клетки. Полученные культуры стволовых клеток пациента можно направить по пути превращения в клетки-предшественники и дальнейшей специализации в различные аутоло-гичные клетки и ткани: нейроны, ткани кожного покрова, клетки крови и печени.
Другое направление молекулярной медицины — генотерапия. Методы генотерапии используются в двух предыдущих направлениях.
Клонирование может дать возможность бездетным людям иметь
своих собственных детей, поможет людям, страдающим тяжелыми генетическими заболеваниями. Если гены, определяющие какую-либо болезнь, содержатся в хромосомах отца, то в яйцеклетку матери пересаживают ядро ее собственной соматической клетки, тогда появляется ребенок, лишенный опасных генов, точная копия матери. Если эти гены содержатся в хромосомах матери, то в ее яйцеклетку будет перемещено ядро соматической клетки отца — появится здоровый ребенок, копия отца.
Трисомия 21-ой хромосомы — самая распространённая болезнь, она вызывает синдром Дауна. Американские микробиологи смогли успешно удалить in vitro лишнюю копию 21-й хромосомы из клеток, полученных от больного синдромом Дауна. Ученые заявляют, что это достижение будет использовано в лечении рака крови, который часто встречается среди людей с этим синдромом.
У детей с врожденными дефектами часто снижен иммунитет, следовательно, существует угроза заражения ВИЧ инфекцией. Учёные из Филадельфии разработали технологию молекулярных ножниц. Они разрезают цепочку ДНК иммунных Т-клеток в определенных местах, после чего отключается ген CCR5, клетки становятся неуязвимыми к ВИЧ [цит. по 6].
Нарушение зрения в постна-тальный период ведет за собой
массу проблем: неправильное формирование речи у детей, либо её отсутствие, затруднена ориентировка в пространстве, адаптация в обществе. Британские ученые из Оксфордского университета провели испытания генотерапевтиче-ского метода лечения наследственной болезни сетчатки. Пациентам с такой болезнью под слой сетчатки вводится препарат с вирусом, который доставляет недостающий ген в Х-хромосому клеток сетчатки. Почти у всех пациентов зрение улучшается.
Нарушение слуха также препятствует развитию речи. У многих больных концы слуховых нервов атрофированы, и даже после установки кохлеарного имплантанта они слабо проводят звуковой сигнал к мозгу. Ученые в Сиднее придумали способ, как восстанавливать эти нервные окончания. Их метод основан на внедрении в ДНК клеток слухового нерва гена, который стимулирует рост клеток. Доставляется этот ген не с помощью вируса (как обычно), а с помощью электрических импульсов, создаваемых кохлеарным имплантантом.
Известно, что со значительными аномалиями рождается около 5% детей. Такие аномалии возникают в организме человека еще в эмбриогенезе и могут приводить к более или менее серьезным отклонениям в строении и работе органов. Поражение одних систем органов, как правило, ведет к по-
ражению других систем, поэтому дети с врожденными аномалиями, часто страдают сопутствующими дефектами. Лечение этих дефектов методами молекулярной медицины значительно корригирует развитие ребёнка и в целом облегчает его жизнь. Некоторые методы молекулярной медицины находятся только в экспериментальной стадии или не имеют под собой правовой основы. В недалеком будущем они будут доступны для массового применения.
Большинство детей с генетическими заболеваниями попадают к педагогу-дефектологу. Для актив -ного участия в обсуждении про-
блем ребенка педагог-дефектолог должен иметь хорошую медико-генетическую подготовку: знать возможности молекулярной медицины, чтобы на должном уровне оказать психологическую помощь больным и членам их семей. Получение этих знаний требует существенных усилий со стороны студентов. Но это того стоит. Ведь простая консультация дефекто-лога может способствовать выздоровлению ребёнка или хотя бы частичному улучшению его здоровья. А предостережение родителей поможет избежать возможности повторного рождения ребёнка с генетическими дефектами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Давыденков С. Н. Эволюционные и генетические проблемы в невропатологии. Ленинград: Государственный институт усовершенствования врачей имени С. М. Кирова, 1947.
2. Божкова В. П. Основы генетики: Практикум. М.: Парадигма, 2009. 272 с.
3. Ратнер В. А. Генетика. Молекулярная кибергенетика: принципы и механизмы. Новосибирск: Наука, 2002. 285 с.
4. Рыбчин В. Н. Основы генетиче-
ской инженерии. СПб., 2002.
5. https://en.wikipedia.org/wiki/ Anthony_Atala (дата обращения 12.05.2016).
6. http://www.vechnayamolodost.ru/ articles/stvolovyekletki/regmevroskte96/ (дата обращения 12.05.2016).
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/Мак-киарини,_Паоло (дата обращения 14.05.2016).
8. https://ru.wikipedia.org/wiki/Яма-нака,_Синъя (дата обращения 14.05.2016).
REFERENCES
1. Davydenkov S. N. Evolutionary Leningrad: The stateinstitute ofimprovement and genetic problems in neuropathology. of doctors of S. M. Kirov, 1947. (In Russ).
2. Bozhkova V. P. Fundamentals of genetics: Practical work. M.: Paradigm, 2009. 272 p. (In Russ).
3. Ratner V. A. Genetika. Molecular cybergenetics: principles and mechanisms. Novosibirsk: Science, 2002. 285 p. (In Russ.)/
4. Rybchin V. N. Fundamentals of genetic engineering. SPb., 2002.
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Anthony _Atala (date ofthe address 12.05.2016).
6. http://www.vechnayamolodost.ru/ articles/stvolovyekletki/regmevroskte96/ (date of the address 12.05.2016).
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/Mak-kiarini,_Паоло (date of the address 14.05.2016).
8. https://ru.wikipedia.org/wiki/MMa-нака,_Синъя (date of the address 14.05.2016).
Поступила в редакцию 08.06.2016 г.
