Вихованці Київської МАН відвідали лекцію в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна
У сучасному суспільстві тема «Генна терапія: досягнення та перспективи» відкриває для юних дослідників – учнів Київської Малої академії наук широкі можливості для наукового пошуку у вирішенні таких актуальних проблем сучасної молекулярної біології та генетики, як секвенування та ідентифікація генів людини, можливість зробити їх доступними для роботи з метою подальшого дослідження і виявлення механізмів розвитку генетичних хвороб.
Тому лектор почав свою розповідь з найбільш масштабного міжнародного проекту наукових досліджень минулого сторіччя – Геному людини. Цей проект розпочався у 1990 році в США за підтримки Департаменту Енергетики та Національного інституту здоров’я та був очолений нобелівським лауреатом Джеймсом Уотсоном. Роботи з секвенування послідовностей ДНК та її аналізу в основному проводилися в університетах і дослідницьких центрах США, а також Великої Британії. Загалом у проекті були задіяні 18 країн, серед них: Австралія, Бразилія, Канада, Китай, Франція, Німеччина, Ізраїль, Італія, Японія, Корея та інші. Проект було розраховано на 15 років, однак завершено вже у 2003 році; його бюджет склав 3 млрд. доларів.
«Геном людини – геном біологічного виду Homosapiens. Соматичні клітини людини містять повний набір 46 хромосом (23 пари). У свою чергу хромосоми включають 3 млрд. пар нуклеотидів. Геном людини складає 20 000 – 25 000 (21 000 генів) і лише для 1,5% всього генетичного матеріалу встановлена функція (гени, що кодують протеїни, РНК, регуляторні послідовності). Тому дослідження в цьому напрямку тривають та можуть стати цариною пошуків молодих науковців, – зазначив Микола Миколайович. – З 10 тис. відомих на сьогодні хвороб людини 3-4 тисячі є спадковими, тобто генетично детермінованими. Молекулярною основою спадкових хвороб є порушення функції генів, викликані мутаціями. Ензимопатії (генетично детерміновані дефекти ензимів) обумовлюють виникнення уроджених вад метаболізму, оскільки неконтрольоване зниження чи підвищення концентрації будь-якого ензиму в клітинах викликає порушення протікання відповідної ензиматичної реакції і є біохімічною основою розвитку патологічного процесу».
Микола Миколайович розповів, що генетичний дефект може бути виявлений методами молекулярної діагностики. Завданням молекулярної діагностики генетичних захворювань є виявлення носіїв генів спадкових захворювань. Найефективнішим методом молекулярної діагностики генетичних захворювань є ДНК-діагностика (ДНК-аналіз). Вона дозволяє безпомилково виявляти специфічні мутації. Переваги такого методу – ДНК-тести не вимагають експресії мутантного гену для його виявлення. Це дозволяє розробити системи скринінгу практично всіх моногенних захворювань та встановлювати генетичну схильність до певного захворювання.
Після виявлення генетичного дефекту він може бути «виправлений» методами генної терапії. Генна терапія – це сукупність генно-інженерних (біотехнологічних) та медичних методів, що спрямовані на внесення змін у генетичний апарат соматичних, статевих або ембріональних клітин людини з метою лікування спадкових захворювань. Вона орієнтована на виправлення дефектів, викликаних мутаціями у структурі ДНК. «Ремонт генів» має фундаментальну ознаку – можливість коригувати дефекти на первинному молекулярному рівні.
На сьогодні існує три головні підходи до застосування генетичної терапії:
замісна терапія;
інгібіторна терапія;
суїцидальна терапія.
Стратегія генної терапії має такі напрямки:
репродуктивна генна терапія – передбачає маніпуляції зі статевими клітинами; зміни, які виникають в процесі терапії, успадковуються; заборонена з етичних міркувань;
нерепродуктивна генна терапія – введення генетичного матеріалу (ДНК) в соматичні клітини;
пренатальна генна терапія – передбачає терапевтичні процедури всередині плода.
Для «виправлення» дефектних генів invivo безпосередньо в клітини певної тканини пацієнта доставляється попередньо клонований «терапевтичний» ген, що кодує синтез протеїну, який корегує генетичний дефект. Клонований ген потрапляє до клітин певної тканини пацієнта зі спадковими захворюваннями і в них експресується. Важливим є те, що промотор р, під контролем якого здійснюється транспорт, є тканинно-специфічним. «Терапевтичний» ген до «пункту призначення» доставляється різними шляхами – фізичними (мікроін’єкція), з допомогою ліпосом, балістичної гармати.
Таким чином, для удосконалення методів генної терапії та пошуку нових підходів у вирішенні багатьох завдань генної терапії, важливо виховати нове покоління майбутніх вчених, компетентних у багатьох питаннях біохімії, молекулярної біології, генетики, загальної біології та хімії.
На завершення заходу відбулось урочисте вручення дипломів найактивнішим слухачам Університету юних біохіміків, вихованцям Київської Малої академії наук за участю директора Інституту біохімії О.В. Палладіна НАН України, академіка НАН України та НАМН України, заслуженого діяча науки і техніки України, лауреата Державної премії УРСР, академіка-секретаря відділення біохімії, фізіології та молекулярної біології НАН України Комісаренка Сергія Васильовича.
