Химеры

Создаваемые генными инженерами рекомбинантные ДНК иногда называют химерными в честь Химеры — легендарного изрыгающего пламя существа древнегреческих мифов, у которого голова и тело льва, на спине покоится голова козла, а вместо хвоста — змея. Такое название особенно подходит в тех случаях, когда рекомбинантные «конструкты» состоят из генов или их фрагментов, принадлежащих разным видам организмов. Подобные «химеры» были созданы для самых разнообразных целей, в том числе и для целенаправленого воздействия на ВИЧ. В последние годы число научных работ в этом направлении очень велико, поэтому отметим лишь некоторые из них (рис. 35).

Одна из испытанных схем с использованием химерных ДНК заключалась в следующем (рис. 35А). К гену, кодирующему белок-рецептор CD4, «подшили» другой ген, который обеспечивает синтез растительного белка рицина. Рицин, еще в Средние века использовался в качестве сильнейшего яда. Попадая в клетку, он блокирует синтез белка в цитоплазме, тем самым убивая ее. После внесения в клетки такой рекомбинантной ДНК в конечном итоге происходит образование химерного белка. Та его часть, которая соответствует белку-рецептору, обеспечивает строго специфическое связывание химеры с клетками, на поверхности которых содержится вирусный белок CD4. Другая же представляет собой яд рицин и уничтожает клетки, с которыми связывается химерная молекула. Таким образом, одна часть химеры обеспечивает направленный поиск в организме клеток, зараженных вирусом, а другая ее часть убивает их. Схема довольно проста и эффективна. В качестве «убийцы» можно использовать не только ген рицина, но и некоторые другие гены.

^{Рис. 35. Варианты использования генными терапевтами химерных ДНК для подавления ВИЧ-инфекции многообразны. На рисунке приведены некоторые из них, успешно опробованные на клеточных моделях. А — Химерный белок, одной частью которого является растительный белок-яд рицин, а другой — белок-рецептор CD4, за счет рецептора специфически взаимодействует только с теми клетками, на поверхности которых «торчит» вирусный белок gp120. B результате этого рицин, содержащийся в химерном белке, специфически убивает инфицированные клетки. Б — Подавление размножения ВИЧ достигается за счет «конкуренции» за связывание с регуляторным вирусным белком (tat или rev) между вирусной РНК и искусственными РНК-ловушками. Последние притягивают к себе большую часть регуляторного белка. Наступает его дефицит. B условиях такого дефицита вирусная РНК не способна обеспечить полноценный цикл развития вируса}

Другой подход к борьбе с ВИЧ-инфекцией основан на способности некоторых вирусных белков (tat и rev), чрезвычайно важных для размножения ВИЧ в клетках, специфически связываться с определенными участками молекулы вирусной РНК. Для того чтобы предотвратить этот жизненно важный процесс, было предложено вводить в инфицированные клетки искусственно синтезированные РНК, содержащие участки связывания с вирусными белками. Вирусному белку все равно, с чем связываться — с вирусной РНК или точно такой же «копией», сконструированной искусствено. Добавленная в клетку в большом количестве, «копия» играет в данном случае роль «ловушки»: если ее много, белок вируса будет связываться преимущественно с ней, а не с РНК вируса, и в результате этого ВИЧ перестанет размножаться.

Теоретически описанные выше подходы выглядят очень привлекательно. И действительно, как показали проведенные испытания, в изолированных клетках они работают очень хорошо. Однако существует одно «но»: нет надежных способов доставки и обеспечения долгого функционирования химерных «конструктов» в целом организме.

Указанные трудности ученые пытаются преодолеть с помощью… тех же вирусов. Логика здесь проста: раз вирусы «научились» легко проникать в клетки целого организма, размножаться там и долгое время существовать, то не использовать ли эти их свойства для борьбы с ними. Иными словами, сражаться с противником его же средствами. И в этом направлении уже сделаны первые шаги. Недавно было опубликовано сообщение об успешном использовании для противодействия ВИЧ вируса бешенства. Естественно, это был не вирус сам по себе, а его некий вариант, который не способен приводить к заболеванию. К такому варианту и был «пришит» ген белка CD4. В остальном схема была та же, что и в описанном выше случае с рицином. Связываясь только с ВИЧ-инфицированными клетками, рекомбинантный вирус их уничтожал, другие же клетки оставались неизменными. Возможно, такой путь окажется эффективным в будущем.

Недавно появилось интересное сообщение о создании еще одной «химеры» против ВИЧ. Идеей для этой работы послужил новый высокоэффективный антиретровирусный препарат энфурвиртид, о котором уже говорилось выше. Энфервиртид представляет собой короткий фрагмент белка gp41 ВИЧ, который, несмотря на то что он вроде как «родной», препятствует вирусу «сливаться» с клеткой. На основе ретровируса мышей исследователи сконструировали химерный вирус, который способен в клетках человека производить такой короткий фрагмент белка ВИЧ и «выставлять» его на поверхности клеток, зараженных химерным вирусом. B результате ВИЧ не может проникать в клетки даже при наличии в них всех рецепторов и корецепторов. Таким образом, фрагмент вирусного белка выступает в качестве «щита» против целого вируса. Очень важно, что защита срабатывает на самом начальном этапе инфицирования клетки. Ведь, когда вирус уже проник в нее, с ним бороться практически невозможно. Начатые в клинике испытания новой «химеры», по утверждению исследователей, дали очень обнадеживающие результаты.

Так новые разработки генных терапевтов начинают постепенно приближаться к решению задач практической медицины. И без этого, скорее всего, не обойтись. Пока еще положено только начало, но за этим должен последовать результат. Dimidi-ит facti, qui coepit, facit (кто начал, тот уже сделал половину). Очевидные преимущества большинства генно-терапевтических подходов по сравнению с традиционными антиретровирусными препаратами заключаются в том, что они позволяют в значительной мере избежать таких сложных проблем, как токсичность и «привыкание».

Широкомасштабная атака ученых и врачей на ВИЧ/СПИД с привлечением самых современных приемов и методов породила надежду, что в недалеком будущем мы все же перестанем ставить знак равенства между словами СПИД и смерть.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.