Помоги проекту - поделись книгой:
В настоящее время не существует лечения синдрома Германского – Пудлака, но ведутся испытания препаратов для лечения легочного фиброза, сопутствующего ему.
Альбинизм с нормальной пигментацией
Интересную форму глазной патологии стоит обсудить отдельно. Это синдром, который по глазным проявлениям очень схож с альбинизмом, однако нормальная пигментация сохранена.
Такой синдром наследуется аутосомно-рецессивно и получил название-акроним – FHONDA (фовеолярная гипоплазия с нарушением перекрёста зрительного нерва, с дисгенезом переднего отрезка и без альбинизма) и в настоящее время не очень хорошо изучен. Гипоплазия фовеолы и нарушение перекрёста характерны для альбинизма.
Изменения переднего отрезка глаза обычно не связывают с альбинизмом, однако, по данным исследований, задний эмбриотоксон – при глазном альбинизме частая находка (около 30 %).
Считается, что FHONDA – не совсем альбинизм, но развитие этого синдрома связано с дефектом метаболических путей синтеза меланина.
Социальные проблемы, связанные с альбинизмом. Танзания и Северная Африка
Это история позора. История, в которой люди в XXI веке опускаются до гнусных суеверий и нелепых предрассудков.
В Африке, в частности в Танзании, людям с альбинизмом живется не очень легко. Африканский континент – самый опасный для альбиносов. Быть белым среди черного большинства – быть необычным. Угрожает опасность со стороны охотников за альбиносами. Колдуны Танзании и некоторых других африканских стран считают, что части тела и амулеты из альбиносов приносят удачу, в частности финансовое благополучие.
Я подписан в «Фейсбуке» на африканские сообщества альбиносов. К сожалению, насилие – самая актуальная тема для них. Эти люди не заслуживают такой участи. Правительство Танзании, полиция и армия совместно с сообществом альбиносов проводят операции по выявлению колдунов, причастных к преступлениям, но они повторяются снова и снова.
Недавно ООН выступила с осуждением ритуального убийства детей и варварского удаления частей их тел, произошедших на юге Танзании.
Частная газета «Мвананчи» сообщила, что по меньшей мере десять детей в возрасте от двух до десяти лет, в основном альбиносы, были найдены мертвыми в январе 2019 года в южном регионе Нжомбе.
ООН выразила обеспокоенность непрекращающимися похищениями альбиносов ради частей их тел. Танзанийское сообщество альбиносов ведет огромную просветительскую работу среди населения о вреде религиозных предрассудков.
Типы альбинизма
Всего известно 20 типов альбинизма, большинство из них относятся к синдрому Германского – Пудлака.
Ниже приведен список всех 20 типов генов, ответственных за разные типы альбинизма, известных к 2018 году.
Правила жизни при альбинизме
В настоящее время нет лечения ни одного типа альбинизма. Но это не значит, что альбиносы не консультируются с врачами по поводу проблем, связанных с их заболеванием. Многие исследователи изучают различные проблемы альбинизма: проходят международные конференции, на которые съезжаются специалисты со всего мира.
Важно защищать кожу от повреждения солнечным светом: носить шапку и максимально закрытую одежду. Это непростая задача.
Ребенку с альбинизмом необходимо ограничивать пребывание на открытом солнце. Бóльшую дозу ультрафиолетового излучения можно получить с 10 до 14 часов. Игры и любую активность на улице планировать на утро либо на вечер – это очень важно для детей с альбинизмом.
Обычно в подробном прогнозе погоды можно найти информацию об уровне ультрафиолетового излучения. Он рассчитывается в зависимости от широты, времени года, облачности. Уровень ультрафиолета условно определяют по шкале от 1 до 11.
Очень важна одежда. Мокрая одежда может пропускать до 50 % ультрафиолета. Все чаще стала появляться «дышащая» одежда из плотной ткани, которая закрывает большую часть поверхности тела и подходит для теплой погоды. У людей с альбинизмом повышен риск возникновения новообразований кожи. Использование кремов и соответствующей одежды снижают его.
Чтобы справиться со светобоязнью и повышать остроту зрения, пациентам с альбинизмом необходимо использовать очки со светофильтрами и поляризацией. В зависимости от типа светофильтра определенная часть видимого спектра света отсекается, разнообразие цветовой гаммы уменьшается, но и хроматические аберрации снижаются. По такому же принципу работают так называемые компьютерные очки: отсекая часть спектра, делают видимую картинку значительно более резкой.
Офтальмология будущего
Что будет завтра
В будущем простые заболевания будут по-прежнему лечиться либо теми методами, что есть сейчас, либо вовсе игнорироваться. Интересно, что практически не осталось лекарственных методов лечения, применяемых около 100 лет назад. Иногда врачи говорят, что можно вообще не лечить – исход один (это подтверждают некоторые исследования по лечению конъюнктивитов: антибиотики не сокращают сроков заболевания и назначать их не надо). Вряд ли кто-то в ближайшем будущем будет заниматься заболеваниями, которые можно отнести к категории легких. При амблиопии, миопии и подобных заболеваниях вряд ли мы будем использовать генетическую терапию или заменять глаз на искусственный. Несмотря на то что этим патологиям и сейчас уделяется много внимания, под медициной будущего мы будем понимать решение серьезных проблем. Так что очки, контактные линзы и даже лазерная хирургия – это надолго. На наш век хватит.
Завтра приходит неожиданно быстро. Есть риск, что будущее может наступить, пока книга готовится к изданию, и нужно прогнозировать уже «послебудущее». Это неблагодарная работа, но я попробую.
Киберглаз
Поговорим о протезах сетчатки, устанавливающихся непосредственно в зрительную кору, новых электронных устройствах, которые в недалеком будущем позволят видеть, даже если глаз нет совсем. Это портативное устройство уже существует, правда, пока оно очень высокотехнологичное и дорогое. Однако со временем все высокотехнологичное и дорогое становится обыденным и дешевым.
Мы уже знаем, как устроен глаз. Это живая камера, в которой изображение проецируется на сетчатку глаза. С некоторыми оговорками сетчатку можно сравнить с матрицей фотоаппарата. Проще говоря, от глаза отходят множество очень тонких проводков, несущих в головной мозг информацию о том, что он видит. Окружающее проецируется на сферическую сетчатку, появляется нервный импульс, уходящий в мозг по волокнам зрительного нерва. Таким образом, каждая точка пространства имеет свое представительство не только на сетчатке, но и в зрительном нерве и далее в зрительных путях, волокна в которых располагаются в определенном порядке. Специалисты называют его ретинотопическим. Под зрительными путями понимается весь путь нервной передачи: от сетчатки до зрительной коры в затылочной области.
Порядок помогает
Особый порядок расположения волокон в зрительном нерве позволяет неврологам и нейрохирургам выявить очаг поражения в головном мозге (например, опухоли), если он затрагивает зрительные пути. Они достаточно длинные – начинаются в глазу и заканчиваются в затылочной доле коры головного мозга. Вероятность возможного выпадения полей зрения достаточно высока. При незначительных выпадениях пациент может их не замечать. В такой ситуации проводят измерение полей зрения при помощи специального периметра, когда пациента просят смотреть на яркую точку в центре сферы, а по ее периферии загораются точечные светильники разной яркости. Если пациент видит эти светящиеся элементы, он нажимает на кнопку джойстика. Компьютер обрабатывает информацию и рисует карту полей зрения.
Каждое волокно зрительного пути несет информацию об отдельной точке пространства. Эти волокна идут в определенном порядке, повторяющем расположение точек в пространстве. Здесь я упрощаю, на самом деле все значительно сложнее.
Для понимания того, как должен работать киберглаз, подойдет такая упрощенная, но абсолютно объективная картина. Соответственно, чтобы вставить киберглаз, надо встроить провода от видеокамеры в уже существующие зрительные пути – в таком случае будет возможно первое киберзрение.
Какие проблемы возникают при изобретении киберглаза? Нужно очень много тоненьких проводов, которые будут соединяться с проводящими путями и генерировать зрительный импульс. Они должны располагаться в определенном порядке и каким-то образом встраиваться в существующую нейронную сеть, не быть травмирующими и токсичными и работать если не всю жизнь, то очень долго.
Такие предложения уже есть. Американская фирма Second Sight разработала и наладила выпуск ретинальных протезов, представляющих собой светочувствительную матрицу, которая помещается на переднюю поверхность сетчатки в область центра и способна генерировать сигнал, передаваемый далее по зрительному нерву. В такой системе электронный протез воссоздает часть сетчатки.
FDA дала разрешение на изучение системы Orion-I – кортикальной (то есть относщейся к зрительной коре головного мозга) системы протезирования зрения. Разрешение распространяется на Университет Калифорнии в Лос-Анджелесе и Школу медицины в Хьюстоне, чтобы они могли провести исследование с участием пяти пациентов. Зрительная кора головного мозга – та часть, в которой происходит финальная обработка зрительной информации. Увиденное осознается нами, представляется нам в виде конкретной картины.
Система Orion-I – это устройство, стимулирующее зрительную кору в обход сетчатки и зрительного нерва. Такая система может вернуть зрение людям, которые потеряли его из-за приобретенных заболеваний сетчатки или зрительного нерва (например, глаукомы или пигментного ретинита).
Ученые десятилетиями пытались разработать мозговой имплантат для возвращения зрения, но успеха не было. Если устройство покажет свою эффективность, это поможет миллионам слепых людей во всем мире.
Система Orion-I имеет тот же принцип, что и предыдущая Argus-II – видеокамера расположена в очках, которые носит пациент. Изображение трансформируется в слабые импульсы, которые через имплантированные электроды приходят непосредственно в кору головного мозга (в системе Argus-II электроды монтировались в сетчатку). Такой подход позволяет расширить показания для использования таких приборов и применять его для лечения заболеваний с характерными поражениями и сетчатки, и зрительного нерва.
Скорее всего, даже очень успешные испытания пока не решат всех проблем. Зрение можно будет вернуть только тем, у кого оно раньше было, что позволило развиться зрительной коре в раннем детстве. Однако это неоднозначный факт. Возможно, пространственная ориентация будет достигаться и полностью слепыми с рождения людьми.
В октябре 2016 года компания уже анонсировала первый результат имплантации тридцатилетнему пациенту, который стал различать локализацию отдельных источников света. Хирургия не вызвала никаких осложнений.
Вероятно, такой подход восстановит зрение примерно в такой же степени, как и система Argus-II, или чуть больше. Большинство пациентов отличали свет от тьмы или обрисовывали контуры предметов, некоторые могли читать очень крупные буквы.
Основная проблема в том, что для установки такого имплантата необходима более серьезная операция, чем в случае с Argus-II. Так как имплантат ставится в кору, есть вероятность развития инфекционной патологии и эпилепсии. Такие осложнения при подобных операциях наблюдались в прошлом веке.
Устройство зрительной коры головного мозга более сложное, чем сетчатки. Ученые находятся в самом начале пути понимания того, как зрительная кора обрабатывает сигнал. С другой стороны, известно, что некоторые процессы обработки зрительной информации проходят в сетчатке. Пока непонятно, как это отразится на качестве зрения.
Генетическая терапия
Под генной инженерией следует понимать возможность осмысленно менять генетический код, что будет способствовать улучшению фенотипических проявлений или их возврату к нормальному состоянию. Мы обсудили несколько глазных заболеваний. В одном примере видим, как нехватка гена PAX6 ведет ко множественным нарушениям, в другом – нарушение работы мембран не позволяет меланосомам нормально работать, порождая альбинизм.
Генетическая терапия – это методы лечения, оказывающие влияние на гены, их замещение или устранение недостаточности. Используется при генетических болезнях и разрабатывается для них. Многие болезни, считавшиеся ранее не генетическими, впоследствии признаются таковыми после более глубокого изучения их природы (например, онкологические заболевания). Поэтому сфера потенциального применения генетической терапии будет расширяться. Скорее всего, она найдет применение в борьбе с наследственными заболеваниями, онкологией и некоторыми инфекциями.
Как работает генетическая терапия?
Ученые ищут пути воздействия на ген с мутацией, приводящий к возникновению заболевания. В большинстве случаев идея заключается в замещении патологического гена или недостаточности его работы. Для этого проводятся попытки доставить в клетку нормальных (правильных) фрагментов нуклеиновых кислот и включить их в копирование. Обычно используются модифицированные вирусы, способные проникать в клетки человека и размножаться в них. Возможно, вирус сможет доставить в клетку нужный участок ДНК, благодаря которому будет производиться нужный белок.
Генетическая терапия может быть применима к заболеваниям, в которых основную роль играют гены, активные после рождения. Некоторые проявления генов могут быть завершенными к моменту обращения пациента за генетической терапией или произошедшими во время формирования органа или ткани. Например, патология перекреста зрительных путей и макулярной области при альбинизме происходит внутриутробно, и вряд ли это можно будет изменить в будущем у родившегося человека с помощью генетической терапии. В то же время при некоторых типах альбинизма будет возможным увеличить количество пигмента в клетках, что облегчит течение заболевания.
Например, формирование радужки, зрительного нерва, макулярной области при врожденной аниридии обусловлено тем, что ген PAX6 при внутриутробном развитии работал не в полной мере (необходимо два гена PAX6, а у пациентов с врожденной аниридией нормально работающий только один). Однако недостаточность гена PAX6 проявляется и после рождения нарушением формирования эпителия роговицы, катарактой, глаукомой. Поскольку активность гена необходима и продолжается после рождения, на нее можно воздействовать при помощи генетической терапии (и такие попытки уже есть).
Основные возможные пути приложения генетической терапии такие:
• замена гена с мутацией нормальным;
• инактивация мутированного гена, работающего неправильно;
• внесение нового гена, который поможет бороться с заболеванием.
Генетическая терапия призвана внести генетический материал в клетку, чтобы компенсировать работу патологических генов (или ее отсутствие), и в итоге получить нормальный белок. Если ген, содержащий мутацию, кодирует неправильный белок или синтез белка вообще блокируется, генетическая терапия позволяет внести нормальный ген, который будет правильно функционировать и вести к синтезу белка.
Если просто ввести ген в клетку, он не будет работать. Необходимо использовать векторы – специальные вирусы – переносчики генов.
Некоторые вирусы часто выступают векторами, потому что могут доставить нужный ген в клетку. Вирусы генетически изменяются так, что не могут вызвать заболевание у человека. Некоторые типы вирусов, такие как ретровирусы, интегрируют свой генетический материал (включая нужный ген) в генетический материал человека. Другие вирусы (аденовирусы) доставляют свою ДНК в ядро клетки, но их ДНК не интегрируется в хромосомы человека.
Вектор может быть введен внутривенно или напрямую в нужную ткань. Возможно, некоторые клетки человека можно будет на время забирать для обработки вектором, а затем возвращать их в тело человека.
Исследователи должны решить множество задач, прежде чем генетическая терапия может быть технически применима для лечения заболеваний. Например, необходимо найти лучший путь для доставки гена к определенным тканям и быть уверенным, что экспрессия нового гена адекватна необходимости.
Мы немного отвлечемся непосредственно от генетической терапии и углубимся в физиологию бактерий. Бактерии – это простые одноклеточные организмы, не имеющие хромосом, их генетический материал меньше клетки человека. Бактерии живут в воздухе, воде, почве и появились на Земле намного раньше, чем все животные и растения.
Бактерии, как и люди, могут подвергаться вирусным заболеваниям. Есть вирусы, опасные для бактерий, – у них нет такой иммунной системы, как у человека, в иммунном ответе которого задействовано много клеток. Бактерия – сама по себе цельный и законченный одноклеточный организм с иммунной системой. И она имеет отношение к методам генной терапии.
В конце 1980-х годов в одном из видов бактерий ученые обнаружили повторяющиеся участки генома, которые ничего не кодировали. У бактерии генетический материал намного компактнее, чем у нас, и бессмысленная протяженность ДНК не может не вызывать вопросов. Между повторяющимися участками располагались и отличающиеся друг от друга. Позднее они были обнаружены и у других бактерий. Сравнивая эти участки с открытыми, ученые пришли к выводу, что это участки генома различных вирусов, которые могут атаковать бактерии и вредить им.
Такие повторяющиеся участки были названы CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами). Позднее рядом с ними были найдены гены, названные Cas-генами (CRISPR associated genes). Они кодируют белки, определяющие, что в клетку проник вирус, сравнивают его с последовательностью, которая находится между повторяющимися участками генома, и, если они идентичны, уничтожают ДНК вторгшегося вируса. Так устроен противовирусный иммунитет бактерий.
Существует несколько механизмов того, как Cas-белки взаимодействуют и уничтожают вторгшиеся вирусы. Их еще предстоит изучить. Тем не менее некоторые из них уже изучены настолько, что могут применяться в генной терапии.
Белок Cas9 разрезает ДНК вируса в нужном месте, узнавая его по 20–30 нуклеотидам. Можно запрограммировать всю систему так, что она будет делать разрез там, где необходимо. Тридцать нуклеотидов – это уникальная последовательность, позволяющая использовать молекулярный скальпель с высокой точностью. Такая точность позволяет проводить «разрез» ДНК именно в заданном месте, где есть определенная последовательность нуклеотидов, удалять участок, который ведет к проявлению заболевания и вставлять нужный участок. В настоящее время это один из вариантов работы генной терапии будущего.
Генетическая терапия применяется лишь при очень немногих заболеваниях. Большинство методов находятся в состоянии разработки и совершенствования. В настоящее время в мире проводятся сотни исследований для изучения применения генной терапии в лечении генетических заболеваний, рака, ВИЧ-инфекции.
Современная генетическая терапия направлена на лечение состоявшегося организма. Чтобы предотвратить заболевание у будущих поколений, необходимо воздействовать на половые клетки. Поскольку отдаленные последствия такой терапии до конца не известны, невозможно принять решение за судьбу человека, который только будет рожден. Исследования генетической терапии, направленные на будущие поколения людей, в США, например, по закону не могут финансироваться из бюджетных средств.
Однако мы стали свидетелями использования генетической терапии еще до рождения человека. Пока такой тип терапии осуждается из-за невозможности всегда предсказать последствия.
Неясен вопрос, могут ли злоумышленники применять генетическую терапию в преступных целях?
Не всегда можно точно определить, что некоторые свойства и черты патологические, и не совсем ясно, кто и на каком основании будет это определять, особенно за детей.
Должны ли люди допускаться до генетической терапии, чтобы исправить индивидуальные черты: вес, рост, черты лица, уровень интеллекта?
Начало положено. Идея генной терапии существует давно. При любом генетическом заболевании поломка в генетическом коде ведет к нарушению функции органа.
Большая часть прогрессирующих глазных заболеваний имеет генетическую природу. Идея заключается в том, чтобы доставить в клетку нормальный генетический материал, с которым функция клетки могла бы реализовываться.
Вирусы – первые кандидаты на роль транспорта генетического материала в клетки. Они инфицируют множество клеток и заставляют работать геном хозяина на себя. Если попытаться встроить вместе с вирусом часть нормального генома, есть надежда на восстановление функций.
Все очень сложно: вирусы сами по себе могут быть небезобидны, они элиминируются (удаляются) из организма. Ученые, хоть и значительно продвинулись, пока стоят в начале пути.
FDA (Food and Drug Administration) разрешила к применению препарат Luxturna, предназначенный для лечения детей и взрослых от наследственного заболевания глаз, приводящего к слепоте. Это первый препарат прямой генной терапии, разрешенный в США.
Luxturna разрешена к применению у пациентов – гомозиготных носителей поврежденного гена RPE65, что может вести к дистрофии сетчатки, снижению зрения и провоцировать полную слепоту.
Наследственные дистрофии сетчатки многообразны и представлены большой группой дистрофий, вызванных различными генетическими изменениями. В настоящее время насчитывается около 220 генов, мутации в которых могут вести к различным наследственным дистрофиям сетчатки, обычно прогрессирующим после рождения.
Каждый человек получает от отца и матери по две копии гена (кроме генов, расположенных в половых хромосомах). При рецессивном типе наследования необходимо, чтобы обе копии гена были изменены, только тогда возникает заболевание. Совпадение, когда обе копии гена RPE65 дефектны, встречается примерно у 2000 пациентов из США. Не обязательно, чтобы это были одинаковые мутации. Если копии гена RPE65 от отца и матери содержат ошибку, возникает заболевание. RPE65 кодирует фермент, необходимый для нормальной работы сетчатки. Мутации в обоих генах лишают ее этого фермента – прогрессирует снижение зрения. Обычно оно ярко выражено и часто заканчивается полной слепотой.
Luxturna доставляет нормальную копию гена RPE65 прямо к клеткам сетчатки, которые затем синтезируют нормальный протеин, участвующий в трансформации света в электрический сигнал. Luxturna использует аденовирус, измененный рекомбинантной ДНК, как транспорт, чтобы доставить ген к клеткам сетчатки.
Препарат должен назначаться только тем пациентам, которые имеют жизнеспособные клетки сетчатки, что определяется лечащим врачом. Каждый глаз лечится раздельно с разницей минимум шесть дней путем субретинальной инъекции. Пациенты должны пройти короткий курс преднизолона для ограничения иммунной реакции к Luxturna.
Безопасность и эффективность препарата клинически выявлена в исследованиях на 41 пациенте в возрасте между четырьмя и 44 годами. У всех участников исследования была подтвержденная мутация RPE65 в обоих аллелях. Группа пациентов, получающих Luxturna, по сравнению с контрольной группой продемонстрировала значительно лучшую способность преодоления препятствий при низком освещении.
Самые частые побочные реакции при лечении Luxturna включали красноту глаз, катаракту, повышение внутриглазного давления и ретинальные тяжи.
Стволовые клетки
Идея использования стволовых клеток появилась очень давно. Это клетки, которые не имеют четкой дифференциации и могут превращаться в разные другие. Например, клетки костного мозга дают начало всем клеткам крови с совершенно разными функциями. Именно стволовые клетки костного мозга давно применяют в лечении людей с заболеванием крови. Клетки крови постоянно обновляются: старые умирают, а новые растут из клеток костного мозга, который относительно легко получить у живого человека и ввести его другому.
Поделиться книгой: