Трансгенні кози допоможуть у лікуванні раку
українські вчені виростили трансгенну козу для терапії пухлин
Біотехнології, безперечний прорив в історії цивілізації, можна і потрібно вдосконалювати. Перші речовини, отримані з використанням біотехнологій, видобували з найпростіших організмів, таких як бактерії. Однак бактерії при всій їхній привабливій простоті будови та розведення дуже далекі від людини, і часто білки, що отримуються за їх допомогою, не зовсім відповідають бажаним. Ссавці в цьому сенсі набагато зручніше, оскільки в їх клітинах система синтезу білків подібна до такої людини.
Наразі ведуться роботи зі створення трансгенних тварин, здатних виробляти необхідні гормони, ферменти чи інші білки. Вчені з Новосибірська разом із бразильськими колегами отримали трансгенних кіз, здатних виробляти білок, що стимулює кровотворення в кістковому мозку, що важливо при реабілітації ракових хворих після видалення пухлин. Тварини цілком здорові та виділяють з молоком велику кількість необхідного білка.
Тварина, яка може забезпечити майбутнє тисяч онкохворих
При згадці терміна «трансгенна тварина» на думку частіше приходять миші, ніж кози. Дійсно, різноманітних ліній мишей зі штучно зміненою ДНК зараз вже безліч, але майже всі вони використовуються в наукових дослідженнях і приносять швидше нову інформацію, але не комерційну користь. Тримати в лабораторії стадо копитних (а більшість лабораторних тварин за своє життя бере участь лише в одній серії експериментів) – сумнівне та дороге задоволення. Зате розводити трансгенних кіз у комерційних цілях набагато зручніше, ніж мишей: можна зробити так, що потрібний білок тварину виділятиме з молоком, а удой від кози цілком значний, чого не можна сказати про маленькі гризуни.
З трансгенними козами українські вчені почали працювати понад десять років тому, коли вирощували тварину, яка дає молоко з людським лактоферином. Цього разу інша група вчених із Бразилії та українських Інституту молекулярної генетики РАН та лабораторії генетики розвитку Інституту цитології та генетики СО РАН поставила за мету створити кіз, що виробляють людський гранулоцит-колонієстимулюючий фактор (Г-КСФ).
Трансгенні кози були отримані в Бразилії на базі факультету козівництва та вівчарства Університету штату Сеара шляхом прямого введення ДНК генно-інженерної конструкції в пронуклеус (аналог ядра) запліднених яйцеклітин. Надалі ці яйцеклітини були пересаджені реципієнтним гормонально стимульованим козам. Ін'єкції ДНК у пронуклеус – єдиний на даний момент спосіб отримання трансгенних тварин.
Цей білок стимулює роботу кісткового мозку - органу, що виробляє нові клітини крові та імунної системи. Така стимуляція буває необхідна хворим, які пройшли операцію видалення злоякісної пухлини. Коли остання буде вирізана, пацієнту пересаджують клітини кісткового мозку, які потрібно «змусити» працювати, щоб відновити імунітет та склад крові. Завдяки терапії за допомогою Г-КСФ клітини кісткового мозку швидко відновлюються у чисельності, і менш ніж через місяць кровотворення повністю приходить у норму. Колонієстимулюючий фактор можна вводити і при променевій хворобі, і при інших порушеннях кровотворення.
Єдиний недолік такого методу лікування – його дорожнеча. Повний курс терапії Г-КСФ коштує зараз 6000-12000 доларів США. Як показало дослідження, використання трансгенних кіз може суттєво знизити ці витрати.
Олег Сєров, завідувач лабораторії генетики розвитку Інституту цитології та генетики СОРАН пояснює: «Прості розрахунки показують, що якщо трансгенна коза секретує Г-КСФ людини в молоко на рівні 1мг/мл (або 1 грам на літр), при середньому удої молочної кози 200-300 літрів за період лактації потенційно продукується 200-300 грамів необхідного білка. Звичайно, при виділенні Г-КСФ із молока будуть втрати до 70%, але на виході з літра молока очікується не менше 300 мг препарату. Терапевтичні дози ГКСФ – від 5 до 10 мг на повний курс. З цього випливає, що стадо трансгенних кіз у 25-30 голів здатне забезпечити від 5000 до 9000 літрів на рік, що потенційно забезпечує продукцію 1,5-9 кілограмів Г-КСФ, тобто покриває потреби мільйонів пацієнтів».
Група бразильських та українських вчених виростила дві трансгенні тварини, самця і самку, вони здорові і дають потомство. Дослідження виявило, що це клінічні показники кіз гаразд, а необхідний білок міститься лише у молоці тварини, але з його крові (останнє міг би погано зашкодити здоров'я кози і означало б, що експресія гена йде негаразд, як заплановано). Попередні досліди щодо отримання тварин, що виділяють гранулоцитарний колонієстимулюючий фактор, проходили на трансгенних мишах на базі Інституту цитології та генетики СО РАН у Новосибірську. Тут же на гризунах випробовувалися всі необхідні генно-інженерні конструкції.
Тепер, коли методику отримання трансгенних тварин, що виділяють Г-КСФ, відпрацьовано, можна поставити виробництво білка на промислову, комерційну основу. Конкретних домовленостей з біотехнологічними компаніями вчених поки немає, але хочеться вірити, що все ще попереду і такий перспективний проект знайде практичне втілення, користь якого зможуть оцінити реальні пацієнти.