Стивен Липкин - Время генома: Как генетические технологии меняют наш мир и что это значит для нас

Заветная цель медицинской генетики, направленной на диагностику и лечение наследственных заболеваний, – найти столь же эффективные методы лечения для примерно 6000–7000 генетических болезней, приобретенных человечеством на протяжении долгого эволюционного пути. Заболевания такого типа имеются в среднем у одного человека из 20.

Болезнь Гоше – пример успеха в генетической медицине. Это одно из тех немногих (по сравнению с инфекционными) наследственных заболеваний, с которыми на данный момент можно что-то сделать {1} 1 Болезнь Гоше подразделяется на три основных типа. Болезнь Гоше 1-го типа проявляется в основном в костной ткани, печени, селезенке, легких и кровяных клетках. Типы 2 и 3 влияют на работу мозга. Здесь я рассказываю о 1-м типе болезни Гоше, который встречается чаще других. . Когда-нибудь мы сможем амбулаторно лечить не только болезнь Гоше, но и все другие наследственные заболевания так же, как сейчас легко лечим большинство бактериальных инфекций.

Филипп Шарль Эрнест Гоше был дерматологом, практикующим врачом в период Fin de siècle [5] Fin de siècle (фр.) – «конец века», период конца XIX – начала XX в. – Прим. пер. в Париже. В эпоху Бодлера, Виктора Гюго и раннего модернизма в искусстве Гоше был профессором сифилографии – дисциплины, изучающей возбудителей сифилиса и саму болезнь, и основателем специализированного медицинского журнала, посвященного венерическим заболеваниям. Однако сегодня Гоше помнят в основном из-за болезни, которую он описал, будучи еще студентом-медиком. Это была тема его дипломной работы.

Заболевание, которое впоследствии назовут его именем, Гоше впервые выявил у 32-летней парижской домохозяйки, которая жаловалась на боли в левом боку. Источником дискомфорта была увеличенная и болезненная селезенка – орган, расположенный в брюшной полости наискосок от аппендикса, в ней клетки иммунной системы собираются для обмена информацией. Есть множество причин, почему селезенка человека увеличивается в размерах: это могут быть инфекции, рак, а также нечто, называемое идиопатической причиной. С медицинского жаргона на современный язык «идиопатический» переводится примерно так: «Я понятия не имею, почему этот человек заболел». Этот термин используется, когда врачи ничего не знают о причинах болезни, но не хотят выглядеть глупыми или некомпетентными перед своими пациентами. Такой подход еще называют «мусорный диагноз». Столкнувшись с ним, доктора, вероятно, понимают, что их коллега пытался сохранить лицо.

С учетом вышесказанного диагноз для этой невезучей молодой парижанки звучал как «рак или неопределенное заболевание». Однако Гоше видел в больнице множество раковых пациентов, присутствовал на вскрытии умерших больных и вместе с патологоанатомами исследовал их клетки под микроскопом. Никаких признаков рака не было ни в увеличенной селезенке этой больной, ни в печени, ни в крови, ни где-нибудь еще. Именно про этот парадокс он и написал свою дипломную работу. Вместо клеток рака Гоше и его профессора увидели неправильной формы звездчатые клетки иммунной системы, называемые макрофагами . Эти клетки выглядели так, будто были набиты миниатюрными шариками из скомканных бумажных салфеток, а их центр был окружен чем-то похожим на ореол. Оказалось, что эти признаки характерны для макрофагов в селезенке у пациентов с болезнью Гоше. Эти иммунные клетки были неспособны переварить то, что поглотили. Первоначальные выводы Гоше подтвердились три года спустя, когда умер шестилетний французский мальчик с такими же клетками в селезенке.

Причины увеличения селезенки несчастной молодой женщины, мальчика и других, у кого впоследствии диагностировали болезнь Гоше, оставались идиопатическими еще долго после того, как все они умерли, – до 1960-х гг. В это время Роско Брейди, усидчивый биохимик из Национальных институтов здравоохранения США в Бетесде, штат Мэриленд, вместе с Дэвидом Шапиро из Института Вейцмана в Израиле и другими коллегами показал, что отсутствие определенного фермента вызывает накапливание в макрофагах селезенки структур, выглядящих как мятая бумага. Семь лет спустя они смогли выделить достаточное количество такого фермента из плаценты, чтобы показать, что введение его пациентам может смягчить эту болезнь. Так впервые была изобретена ферментозаместительная терапия для наследственного заболевания еще до того, как был найден соответствующий ген.

В 1981 г. Эдвард Джиннз со своими коллегами также из Национальных институтов здравоохранения клонировали ген болезни Гоше и описали истинные молекулярные основы этого наследственного заболевания. У одного из 100 человек присутствует мутация в этом гене, но так как заболевание рецессивное, он будет носителем, а не больным. Когда ген был идентифицирован, появилась возможность производить фермент в промышленных масштабах для помощи пациентам во всем мире – это одна из историй успеха ранних биотехнологий.

Благодаря этим невоспетым героям лабораторий давно истлевшая селезенка парижской домохозяйки была извлечена из корзины с идиопатическими «мусорными диагнозами» и перемещена в новую этиологическую корзину, не существовавшую во времена Филиппа Гоше: к наследственным заболеваниям.

Многим врачам, так же как и мне, трудно выговорить название гена, мутация в котором вызывает болезнь Гоше, – ген лизосомальной глюкоцереброзидазы, – поэтому знакомьтесь с более удобным сокращенным именем и официальным названием этого гена: GBA.

GBA – один из тех генов, которые ученые называют генами домашнего хозяйства. Главная «домашняя обязанность» GBA – утилизация определенного типа отработанных жировых клеточных отходов, научное название которых – глюкозилцерамиды. Когда GBA не работает, глюкозилцерамиды (сокращенное называние GL-1) накапливаются в макрофагах селезенки, заставляя ее увеличиваться в 10 раз. У некоторых пациентов при определенных мутациях болезнь также может вызывать увеличение печени, нарушения в работе клеток костного мозга, кожи, легких и – в особо серьезных формах – головного мозга, то есть нарушения могут быть во всех местах, где работают GBA и макрофаги патрулируют и поглощают отходы других клеток.

Почти через 100 лет после открытия, сделанного Гоше, родился Наполеон Джексон. Он вырос и получил образование на одном из идиллических островов Карибского архипелага. Его предки поселились здесь на семейной ферме так давно, что уже никто не помнил те времена. За долгие годы он и его семья пережили много тропических штормов.

Будучи молодым человеком, Наполеон переехал в окрестности Нью-Йорка в поисках возможности стать актером и музыкантом и в надежде на светлое будущее. Но он точно прибыл туда не ради холодной погоды, к которой так и не смог привыкнуть. В 30 с чем-то лет он переехал с женой и детьми в Нью-Джерси и, чтобы прокормить семью, устроился на работу в качестве технического служащего в одну из больниц Верхнего Ист-Сайда в Манхэттене – районе, который местные жители называют «аллеей больничных уток» из-за большого количества медицинских учреждений.