44-летний Брайан Мэдеукс использует инфракрасное устройство, чтобы осмотреть свои вены, пока медсестра Шивон Филд готовит капельницу для первой терапии по редактированию человеческого гена для NPS в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, штат Калифорния., в понедельник, ноя. 6, 2017. Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, получит миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент через капельницу, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. (AP Photo / Eric Risberg)
Ученые впервые попытались отредактировать ген внутри тела в смелой попытке навсегда изменить ДНК человека, чтобы попытаться вылечить болезнь.
Эксперимент был проведен в понедельник в Калифорнии на 44-летнем Брайане Мадё. Через капельницу он получил миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент, чтобы разрезать его ДНК в точном месте.
"Это унизительно" – сказал Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, первым, кто это протестирует. "Я готов пойти на этот риск. Надеюсь, это поможет мне и другим людям."
Признаки того, что он работает, могут появиться через месяц; тесты покажут точно через три месяца.
Если это удастся, это может дать мощный толчок развивающейся области генной терапии . Ученые раньше редактировали гены людей, изменяя клетки в лаборатории, которые затем возвращаются пациентам. Также существуют генные методы лечения, не связанные с редактированием ДНК.
Но эти методы можно использовать только при некоторых типах заболеваний. Некоторые дают результаты, которые могут длиться недолго. Некоторые другие поставляют новый ген как запасную часть, но не могут контролировать, где он вставляется в ДНК, что может вызвать новую проблему, такую как рак.
На этот раз изменение генов происходит внутри тела. Это все равно, что отправить мини-хирурга, чтобы он поместил новый ген в нужное место.
На этой фотографии, сделанной в понедельник, ноябрь. 6 августа 2017 года 44-летний Брайан Мэдукс сидит и ждет первой терапии по редактированию генов человека для NPS в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, штат Калифорния. Через капельницу Мадё получит миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. "Это унизительно" – сказал Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, первым, кто это протестирует. (AP Photo / Eric Risberg)
"Мы разрезаем вашу ДНК, вскрываем ее, вставляем ген, сшиваем обратно. Невидимый ремонт," сказал доктор. Сэнди Макрэ, президент калифорнийской компании Sangamo Therapeutics, тестирующей это на два метаболических заболевания и гемофилию. "Он становится частью вашей ДНК и остается на всю оставшуюся жизнь."
Это также означает, что назад нет возможности стереть ошибки, которые может вызвать редактирование.
"Вы действительно играете с матерью-природой" и риски не могут быть полностью изучены, но исследования должны продвигаться вперед, потому что это неизлечимые болезни, сказал один независимый эксперт, д-р. Эрик Тополь из Института трансляционных наук Скриппса в Сан-Диего.
«Существуют средства защиты для обеспечения безопасности, и испытания на животных были очень обнадеживающими», – сказал доктор. Ховард Кауфман, бостонский ученый из группы Национальных институтов здравоохранения, одобривший исследования.
Он сказал, что обещание редактирования генов слишком велико, чтобы его игнорировать. "Пока нет доказательств того, что это будет опасно," он сказал. "Сейчас не время пугаться."
WOE ОТ ГОЛОВКИ ДО КОНЦА
44-летний Брайан Мэдеукс сидит со своей девушкой Марси Хамфри и ждет первого сеанса терапии по редактированию человеческого гена для NPS в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, штат Калифорния., в понедельник, ноя. 6, 2017. Через капельницу Мадё получит миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. "Это унизительно" – сказал Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, первым проверит это. (AP Photo / Eric Risberg)
Менее 10 000 человек во всем мире страдают этими метаболическими заболеваниями, отчасти потому, что многие умирают очень молодыми. У людей с состоянием Мадё, синдромом Хантера, отсутствует ген, вырабатывающий фермент, расщепляющий определенные углеводы. Они накапливаются в клетках и вызывают хаос по всему телу.
У пациентов могут быть частые простуды и ушные инфекции, искаженные черты лица, потеря слуха, проблемы с сердцем, проблемы с дыханием, проблемы с кожей и глазами, дефекты костей и суставов, проблемы с кишечником, а также проблемы с мозгом и мышлением.
"Многие в инвалидных колясках … зависит от своих родителей, пока они не умрут," сказал доктор. Честер Уитли, эксперт по генетике из Университета Миннесоты, который планирует включить пациентов в исследования.
Еженедельные внутривенные дозы отсутствующего фермента могут облегчить некоторые симптомы, но стоят от 100000 до 400000 долларов в год и не предотвращают повреждение мозга.
Маде, которая сейчас живет недалеко от Феникса, обручена с медсестрой Марси Хамфри, с которой он познакомился 15 лет назад в ходе исследования, в ходе которого тестировалась эта ферментная терапия в UCSF Benioff Children’s Hospital Oakland, где проводился эксперимент по редактированию генов.
Он перенес 26 операций по поводу грыж, бурситов, ущемлений позвоночника и проблем с ушами, глазами и желчным пузырем.
На этой фотографии, сделанной в понедельник, ноябрь. 13 августа 2017 года практикующая медсестра Жаклин Мэдден готовится начать первую терапию по редактированию генов человека для NPS в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, штат Калифорния. Брайан Мадё, страдающий метаболическим заболеванием, называемым синдромом Хантера, получит через капельницу миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. (AP Photo / Eric Risberg)
"Кажется, каждые два года жизни мне делали операцию" и многие промежуточные процедуры, – сказал он. В прошлом году он чуть не умер от приступа бронхита и пневмонии. Болезнь исказила его дыхательные пути, и "Я тонул в своих выделениях, я не мог откашляться."
Мадё имеет степень шеф-повара и совладелец двух ресторанов в Юте, готовит для лыжных команд США и знаменитостей, но теперь не может работать на кухне или кататься на лошадях, как раньше.
Редактирование генов не исправит ущерб, который он уже получил, но он надеется, что это избавит от необходимости еженедельного лечения ферментами.
Первоначальные исследования будут включать до 30 взрослых для проверки безопасности, но конечная цель – вылечить детей в очень раннем возрасте до того, как будет нанесен значительный ущерб.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Инструмент для редактирования генов под названием CRISPR в последнее время привлек много внимания, но в этом исследовании использовался другой инструмент, называемый нуклеазами цинковых пальцев. Они похожи на молекулярные ножницы, которые ищут и разрезают определенный фрагмент ДНК.
На этой фотографии, сделанной в понедельник, ноябрь. 13 января 2017 года 44-летний Брайан Мэдукс проходит первую терапию по редактированию генов человека в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, Калифорния. Через капельницу Мадё получит миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. "Это унизительно" – сказал Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, первым проверит это. (AP Photo / Eric Risberg)
Терапия состоит из трех частей: нового гена и двух белков цинковых пальцев. Инструкции ДНК для каждой части помещены в вирус, который был изменен, чтобы не вызывать инфекцию, а переносить их в клетки. Миллиарды их копий передаются через вену.
Они отправляются в печень, где клетки используют инструкции, чтобы сделать цинковые пальцы и подготовить корректирующий ген. Пальцы разрезают ДНК, позволяя новому гену проскользнуть внутрь. Затем новый ген заставляет клетку производить фермент, которого не хватает пациенту.
Только 1 процент клеток печени необходимо будет исправить для успешного лечения болезни, сказал врач Мадё и руководитель исследования, д-р. Пол Хармац в больнице Окленда.
"Насколько пуленепробиваемая технология? Мы только учимся," но тесты на безопасность были очень хорошими, – сказал д-р. Карл Джун, ученый из Пенсильванского университета, который занимался другими видами генной терапии, но не принимал участия в этом исследовании.
ЧТО МОЖЕТ ПОЙТИ НЕ ТАК
Проблемы безопасности преследовали некоторые ранние генные терапии. Беспокойство вызывает то, что вирус может спровоцировать атаку иммунной системы. В 1999 году 18-летний Джесси Гелсинджер умер в ходе исследования генной терапии от этой проблемы, но в новых исследованиях используется другой вирус, который оказался намного безопаснее в других экспериментах.
На этой фотографии, сделанной в понедельник, ноябрь. 13 января 2017 года 44-летний Брайан Мэдукс получает первую терапию по редактированию генов человека в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, Калифорния. Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, получит миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент через капельницу, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. (AP Photo / Eric Risberg)
Еще одно беспокойство заключается в том, что внедрение нового гена может иметь непредвиденные последствия для других генов. Это произошло много лет назад, когда исследователи использовали генную терапию для лечения некоторых случаев нарушения иммунной системы, называемого "пузырь мальчик" болезнь. У нескольких пациентов позже развился лейкоз, потому что новый ген вставлен в место в нативной ДНК, где он непреднамеренно активировал ген рака.
"Когда вы вставляете кусок ДНК случайным образом, иногда он работает хорошо, иногда ничего не делает, а иногда причиняет вред," сказал Хэнк Грили, специалист по биоэтике Стэнфордского университета. "Преимущество редактирования генов в том, что вы можете поместить ген там, где хотите."
Наконец, некоторые опасаются, что вирус может попасть в другие места, такие как сердце, яйца и сперму, где он может повлиять на будущие поколения. Врачи говорят, что встроенные генетические средства защиты не позволяют терапии работать где угодно, кроме печени, как семя, которое прорастает только в определенных условиях.
Этот эксперимент не связан с другой, более спорной, обсуждаемой работой по редактированию генов человеческих эмбрионов для предотвращения болезней до рождения – изменений, которые будут передаваться из поколения в поколение.
СОЗДАВАЯ ИСТОРИЮ
Лечение Madeux должно было произойти неделей раньше, но этому помешал небольшой сбой.
На этой фотографии, сделанной в понедельник, ноябрь. 13, 2017, 44-летний Брайан Мэдеукс смотрит на практикующую медсестру Жаклин Мэдде во время первой терапии по редактированию генов человека в детской больнице UCSF Benioff Children’s Hospital в Окленде, штат Калифорния. Мадё, у которого метаболическое заболевание, называемое синдромом Хантера, получит миллиарды копий корректирующего гена и генетический инструмент через капельницу, чтобы разрезать его ДНК в точном месте. (AP Photo / Eric Risberg)
Он и его невеста вернулись в Аризону, но почти не успели вернуться в Окленд ко второй попытке, потому что их воскресный рейс был отменен, а другие не были доступны до понедельника, после того, как лечение должно было состояться.
Пробираясь, они наконец-то вылетели в Монтерей, штат Калифорния, и автосервис доставил их чуть более чем в 100 милях к северу, в Окленд.
В понедельник он получил трехчасовую инфузию в окружении полдюжины врачей, медсестер и других людей, одетых с головы до ног в защитную одежду, чтобы снизить риск заражения микробами. Его врач Хармац провел ночь в больнице, чтобы убедиться, что его пациент чувствует себя хорошо.
"Я нервничаю и взволнован," – сказал Мадё, собираясь покинуть больницу. "Я ждал этого всю свою жизнь, что-то, что потенциально может вылечить меня."