В результате работы генных инженеров появились вирусы, в которые встроен ген человека, но они не могут размножаться. Такая вирусная частица проникает в клетку человека и может либо встроиться в геном клетки и там остаться навсегда, не производя потомства, либо будет обеспечивать работу гена на протяжении некоторого времени. Например, всем сегодня известная вакцина «Спутник V» как раз состоит из вируса, который проникает в клетки, находится в них какое-то время и осуществляет там синтез S-белка коронавируса. Длительность работы вектора зависит от того, какой тип вируса использовался. Если в клетке поврежден какой-то ген и она не может синтезировать правильный белок, мы можем инфицировать эту клетку вирусом, который несет неповрежденную копию гена и может встроиться в геном клетки, например, ретровирусом, — в результате в клетке окажется работающая копия гена, которая будет синтезировать правильный белок. Мы вылечили клетку! А если мы возьмем в качестве вектора, скажем, аденовирус, то он не встраивается в геном клетки, поэтому доставленный вектором ген будет работать в ней только некоторое время, так как клетка утилизирует старый материал или погибает.

Вся совокупность биомедицинских и генно-инженерных методов исправления (коррекции) функции генов с их использованием на уровне организма получила название генная терапия. Хотя генная терапия, несмотря на свою уже тридцатилетнюю историю, все еще пребывает в юношеском возрасте, у нее уже имеется колоссальное преимущество перед многими современными медицинскими подходами в том, что ее цель — устранить причину заболевания, а не просто симптомы болезни.

Первый случай успешного применения генной терапии для лечения врожденного иммунодефицита у четырехлетней девочки относится к 1990 году, который считается годом рождения генной терапии. Четырехлетняя Ашанти де Сильва получила генетическое лечение от тяжелого заболевания — сложного комбинированного иммунодефицита, связанного с недостатком фермента ADA. В лимфоциты малышки была введена генетическая конструкция, содержащая нормальный ген, а потом лимфоциты были возвращены обратно в организм. Процедура привела к долговременному, но не постоянному восстановлению иммунной системы у девочки. Этот первый успех был закреплен еще несколькими аналогичными случаями. Однако были и неудачи. Самый тяжелый удар в 1999 году нанесла генной терапии смерть Джесси Гелсинджера, восемнадцатилетнего американца. Этот трагический случай, серьезно приостановивший развитие нового лечебного метода, был связан с использованием аденовирусного вектора.

Проблема в том, что вирусы, как бы мы ни пытались сделать их безопасными, все равно могут вызвать у человека какие-то негативные последствия. Именно это произошло с Джесси Гелсинджером. У него было редкое генетическое заболевание, которое приводило к накоплению аммония в крови. Более тяжелые формы этой болезни приводят к гибели на первом месяце жизни, но у Джесси была относительно легкая форма, которую у него диагностировали в двухлетнем возрасте, и он находился на специальной диете, потребляя еще и по несколько десятков различных лекарственных препаратов ежедневно. Ему ввели нормальную копию гена в составе аденовирусного вектора, но, увы, какой-то фактор оказался неучтенным. Молодой человек в короткий срок скончался от побочных явлений. Дальнейшие исследования в области генной терапии по требованию регулятора (американского Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, FDA) пришлось немедленно прекратить.

Когда стали разбираться, почему произошла эта дня, то выяснились два важных момента. Во-первых был нарушен протокол и пациенту ввели чуть ли не в сто раз больше вирусного вектора, чем было запланировано. Во-вторых, у пациента, который был тяжело болен на протяжении последних шестнадцати лет, оказалась гиперчувствительность именно к аденовирусу, который использовался в качестве вектора.

В общем-то, произошел несчастный случай, но если мы хотим применять генную терапию, то должны гораздо лучше знать особенности индивидуальных геномов, чтобы не возникали неожиданные побочные последствия.

Несмотря на все «недетские» проблемы первоначального периода, генная терапия продолжала интенсивно развиваться. В 2009 году авторитетный научный журнал Science назвал успех генной терапии одним из величайших достижений первого десятилетия XXI века.

Какие же конкретные достижения генной терапии дали основание для такого лестного вывода? Первое из них — устранение генетического заболевания под названием амавроз Лебера, главным симптомом которого является полная слепота с детства.

Глаз человека имеет удивительное строение. Он чем-то похож на фотоаппарат или камеру смартфона, у которых есть фотопленка или светочувствительная матрица, где формируется изображение. В фотопленке светочувствительными элементами были зерна серебра, а в современном смартфоне их аналогами являются фотодиоды — маленькие элементы из кремния или другого полупроводника. Фотодиоды преобразуют световой импульс в электрический и передают его дальше — для программной обработки изображения.

А у нас в глазу находятся светочувствительные клетки (фоторецепторы), которые вместо серебра или кремния содержат особые белковые структуры — диски, уложенные один на другой, как стопка монет. Когда на верхний диск попадает квант света, начинается химическая реакция, которая преобразуется в электрохимический импульс. Именно так элемент изображения попадает в нашу центральную нервную систему — в мозг, где происходит обработка полученных сигналов.

К сожалению, эти диски, как и зерна серебра в фотопленке, расходуются по мере использования. Для здорового организма в этом нет ничего страшного, так как на смену израсходованным дискам, подпирая их снизу, поднимаются вновь синтезированные такие же белковые структуры. Однако прежние диски необходимо утилизировать должным образом, ведь если подобный «мусор» оставлять в клетке или выбрасывать наружу, то с годами пробиться через эту преграду не сможет никакой свет. Поэтому рядом с клетками-фоторецепторами расположены клетки пигментного эпителия сетчатки — профессиональные мусорщики! Они энергично поглощают сброшенные фоторецепторами использованные диски. Если же эти белковые диски по какой-то причине не уничтожаются как мусор, фоторецепторные клетки либо не развиваются, либо деградируют.