Смъртоносен вирус, създаден от генни инженери, излиза от епруветка
Как да създадем убиец
Алексей Торгашев, сп. "Български репортер"
„Бях шокиран“, казва професор Евгений Кандел. Той откри, че методът, който се използва в хиляди биологични лаборатории, е способен да генерира нови вируси. Нова болест може да бъде сравнима с рак или СПИН. Но технологиите, които представляват заплаха, могат да бъдат спасение за милиони пациенти.
Смъртоносен вирус, създаден от генни инженери, излиза от епруветка. Ужасна болест поразява експериментаторите, техните роднини и жителите на беззащитен град в сърцето на Америка. Епидемия е на път да помете планетата. И най-лошото е, че милиони бъдещи жертви нямат представа за нищо ...
Подобно холивудско начало ще прави чест на всяко таблоидно издание, само че ще има много косвено отношение към реалността. Тъй като откритието, което ще бъде обсъдено, просто помага да се предотврати биологична заплаха. И тъй като повечето учени са разумни хора и за повече от тридесет години манипулиране на гени не се е случил нито един холивудски сюжет. Има проблеми със сигурността, понякога с трагични резултати, но новата технология е риск и е важно този риск да се оцени правилно.
И така, говорим за генно инженерство, както и за генна терапия - въвеждане на нови гени в човешките клетки. Да приемем, че подозирате, че определен мутирал ген причинява рак. Какво прави един изследовател? Пренася част от ДНК с този ген до здрави клетки, където се интегрира в хромозомата. Тези клетки се отглеждат специално извън тялото в така наречената клетъчна култура в петриеви панички. След това гледаме какви са промените в клетката – например възниква ли рак или не.
ТакаТака се получава по-голямата част от информацията за това как гените контролират нашето тяло и как тялото контролира нашите гени.
Генната терапия е още по-обещаваща. Рак, диабет, имунна недостатъчност, миодистрофия - почти всички заболявания могат да бъдат лекувани, ако здрави гени бъдат въведени в болен човек. Учени и лекари прогнозират, че генната терапия е бъдещето на медицината. Но…
„За мен всичко започна преди около две години", казва Юджийн Кандел, професор по онкология в Roswell Park Institute в Бъфало, САЩ. „Моят приятел Робърт Силвърман изучаваше рак на простатата и откри нов вирус при няколко пациенти. Този вирус се оказа много подобен на този, който използвах в лабораторията всеки ден - вирусът на миша левкемия. Бях шокиран.
Вирусът като превозно средство
С вируса на миша левкемия се работи в стотици лаборатории по света. По-точно те работят не със самия вирус, а с генни конструкции на негова основа - така наречените вектори. Те са необходими, за да се прехвърлят отделни гени в клетки на бозайници и да се наблюдава как работят там.
Генът не е щайга бира, която може да се мести от едно място на друго, за да продължи купона. Това е участък от ДНК молекула с начало, край, определена последователност от елементи и т.н. За прехвърлянето му от клетка в клетка са необходими специални методи. Когато тези методи бяха изобретени преди тридесет години, възникна идеята да се използват онези механизми, които природата вече беше измислила.
Най-известните от тях са ретровирусите (това семейство включва например ХИВ). Работи по следния начин: вирусната частица се слива с клетъчната мембрана и изпръсква съдържанието вътре в човешката или животинската клетка. Основното в това съдържание са гените на вируса, коитопърво те се интегрират в хромозомата и след това се размножават, принуждавайки цялата биохимична машина на клетката да работи за себе си, за да събира нови вирусни частици. В крайна сметка тези частици напускат клетката и заразяват съседните. Така се разпространява заразата.
Когато бяха изследвани ретровирусите, се оказа, че за успешна инфекция са достатъчни само няколко генетични елемента и между тях могат да се вмъкнат всякакви други гени. Всички други вирусни гени се премахват. Тоест вирусът престава да бъде „зараза“ и се превръща в нищо повече от превозно средство.
Ето как се научиха да принуждават вирусите да носят полезен „товар“ в клетките. Удобството е, че след като веднъж сте страдали от създаването на такава хибридна молекула, можете бързо да заразите много клетки. Което започнаха да правят.
Смес от мишка и човек
Най-изследван беше вирусът на миша левкемия (MLV) - на негова основа са направени и се правят много вектори. За да се поддържа процесът под контрол, гените, които са отговорни за сглобяването на нови частици, се премахват от вируса. За възпроизвеждане на такъв вирус се използват специални опаковъчни клетки. Но когато този вектор влезе в обикновена клетка, той вече няма способността да се възпроизвежда.
Тоест системата работи веднъж и векторът, интегриран в нова клетка, се държи точно като друг от десетките хиляди гени на гостоприемника. Бързо, удобно, безопасно.
Основното е, че новата клетка не съдържа друг вирус, който е попаднал там естествено: тя може да осигури на нашия вектор липсващите механизми за възпроизвеждане. Доскоро подобна среща в човешки клетки се смяташе за малко вероятна - откъде идва вирусът на мишката в тях?
Векторите носят много гени в много лаборатории, те наскоро се използват в генната терапия, т.е. прилагат се на пациенти в медицинскицели.
Новият вирус, открит от Силвърман, се нарича XMRV. Обсъждаше се предимно сред онколозите и приликата му с вируса на миша левкемия не предизвика особен интерес. Но аз цял живот създавам вектори“, казва професор Кандел. „И имах предчувствие, че новият вирус може да помага на нашите вектори да се възпроизвеждат и произвеждат вирусни частици. Веднага поставихме експерименти, които симулираха ситуацията, когато ретровирусен вектор влезе в клетка, която вече има XMRV.
Лекувайте се от рак, умрете от инфекция
Представете си ситуацията: човек е подложен на генна терапия. Например, за борба с рака на кръвта се инжектират здрави клетки, които съдържат ген за повишена защита срещу химиотерапия. За това се използват вектори с трансгенен материал. След това извършват "химия" в огромни дози, всички ракови клетки умират, а здравите и защитените се размножават и заемат мястото на болните.
Сега си представете, че този човек е заразен с вируса XMRV. Резистентният вектор се размножава и се предава на съседни клетки, включително ракови клетки. Те съответно стават нечувствителни към всякаква химия. И вместо възстановяване, получаваме напълно нелечим вариант. Да, и с риск от предаване на други.
Друг пример е случайно замърсяване в лабораторията. Тук дори е трудно да се каже какво точно може да вземе човек, тъй като гените вътре в векторите са абсолютно всякакви. Ако лабораторен вектор стигне до човешки носител, тогава той не само ще се разболее, но и може да го предаде на други.
Как ще се разпространява новият вирус - по време на секс, с кръв, чрез храна? - никой не знае. По същия начин не се знае какъв мащаб може да има епидемията.
„Може да има и потенциално опасен хибриден вирус“, казва Кандел. - ВЪВизкуствените вектори често подобряват работата на гените. Например, нашите конструкции могат да функционират в тези клетки, в които обичайният "див вирус" е безсилен. За да работи векторът, подобни промени са полезни, но ако попадне в клетка с XMRV, може да се появи много по-опасен хибрид.
Служба за генетична сигурност
Има много подобни страшни, но реалистични сценарии. Ясно е, че имат нужда от някаква защита. Но как да се защитите? В крайна сметка генното инженерство е добро и никой няма да го откаже.
Професор Кандел твърди, че защита има и то не много трудна. Например, можете да направите „самодезактивиращи се“ вектори, които са блокирани от възпроизвеждане, дори ако срещнат „див“ вирус. С вектори, базирани на вируса на човешката имунна недостатъчност например, така трябва да се работи. Сега е моментът да направим същото с вируса на миша левкемия: това, което някога изглеждаше като ненужна предпазна мярка, се превърна в необходима мярка за безопасност.
Разбира се, не всички харесаха откритието на д-р Кандел: много лаборатории и биотехнологични компании сега трябва да преразгледат своя арсенал от „инструменти“ за генно инженерство. И струва пари, и то много.
Защитата при генна манипулация е добре установена, особено когато се използват наистина опасни вируси. Но все още не е достатъчно проучено кои изкуствени генни конструкции вече са проникнали в природата – и дали са проникнали. И има много малко информация за това как такива структури могат да взаимодействат с естествените организми и вирусите, които живеят в тях.
На мнозина изглеждаше, че проблемът е решен от само себе си след конференцията в Асиломар през 1975 г., когато генетиците разработиха правила за безопасност. Но с течение на времето се появяват нови заплахи.Тук възниква друг проблем: можете да се защитите само срещу нещо, чиято потенциална опасност вече е известна. Какъвто е случаят с векторите, базирани на вируса на миша левкемия.