От клеточной биологии — к клеточной терапии
Кирилл Стасевич, биолог
За исследования в области клеточной биологии были присуждены две премии Правительства Москвы для молодых учёных 2014 года в номинации «Биология и медицинские науки».
В какой-то момент возникла идея, что получение антител можно упростить и ускорить, если использовать растения. Для этого у иммунизированного животного берут ген нужного иммуноглобулина и вводят его в растительную клетку. Практика показала, что делать антитела в растениях намного проще, дешевле и безопаснее: большое количество иммуноглобулинов можно получить, не прибегая к повторным иммунизациям, не используя патогены и вакцины, — растительные клетки сами насинтезируют нужный белок. А получать трансгенные растения намного проще, чем трансгенных животных.В прошлом году экспериментальный препарат таких растительных антител под названием ZMapp спас жизнь нескольким больным лихорадкой Эбола. Искусственные иммуноглобулины можно использовать и против злокачественных опухолей. В 2011 году Т. Комарова и её коллеги из Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского, Института генетики им. Н. И. Вавилова и Онкоцентра им. Н. Н. Блохина опубликовали в журнале PLoS ONE статью, где описывается получение растительных антител, используемых при лечении рака молочной железы. Сам по себе такой препарат под названием трастузумаб, или «Герцептин», существует давно — связываясь с онкобелком одной из разновидностей опухолей, иммуноглобулины подавляют её рост. Авторы работы получили растения табака, которые синтезировали эти антитела. Тесты подтвердили, что растительный трастузумаб также прекращает деление опухолевых клеток и останавливает развитие болезни. Исследователи пошли дальше и «научили» растения синтезу ещё трёх видов антител: первый блокирует развитие кровеносных сосудов в опухоли, тем самым тормозя её рост, два других направлены против самих клеток рака молочной железы. Опыты на животных показали, что новые иммуноглобулины обладают более высокой противораковой активностью, чем коммерческий «Герцептин». После клинических испытаний они могут быть рекомендованы для диагностики и лечения злокачественной опухоли (разумеется, если результаты испытаний окажутся положительными).
Но всё-таки — при чём здесь взаимодействие растения и патогена, которое изучают в рамках проекта? Дело в том, что ген иммуноглобулина в растение доставляется бактерией Agrobacterium tumefaciens. Сама по себе она — патоген, вызывающий появление корончатых галлов — опухолевых образований на растении. Но у неё есть замечательная с точки зрения генной инженерии особенность: бактерия может часть своего генома передавать растительной клетке, причём бактериальная ДНК встраивается в растительную хромосому. То есть перед биоинженерами, получившими на руки иммуноглобулиновый ген, стоят две задачи: внедрить его в такой участок бактериальной ДНК, из которого бактерия сможет встроить его в ДНК растения, и обеспечить проникновение бактерии в растительную клетку. Иными словами, нужно найти способ преодолеть растительную защиту против патогенов. И здесь Татьяне Комаровой и её коллегам уже удалось добиться некоторых важных результатов: оказалось, что газообразный метанол, который растения выделяют при повреждении, необходим для защиты от бактерий. Более того, метанол служит сигналом, с помощью которого повреждённое растение предупреждает соседей об опасности. То есть если требуется ввести в растительные ткани бактерию с иммуноглобулиновым геном, нужно учитывать метанольную систему защиты и оповещения.
Инструменты для клеточного ремонта
Другой проект, удостоенный премии московского правительства, посвящён проблеме старения стволовых клеток. Как известно, стволовые клетки отличаются от прочих тем, что не имеют никакой специализации и могут только одно — всё время делиться. Нужны же они для того, чтобы пополнять запас обычных, специализированных клеток — эпителиальных, мышечных, кровяных и прочих, которые постепенно выходят из строя и гибнут. В потомках стволовых клеток могут включаться программы дифференцировки, так что клетка в результате «обучается» конкретному «ремеслу».
Статьи по теме
- О происхождении и лечении рака
- ЛЕКАРСТВО ИЗ КЛЕТОК
- ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ТЕРАПИЯ БУДУЩЕГО
- Как омолодить стволовые клетки
- Часы старения: обнулить, замедлить, обратить вспять?
Читайте в любое время
