мРНК как альтернатива традиционной генной инженерии

[mary_spiri]

Начну с политики: если вы отрицатель ГМО, вакцин и НТП - вам сюда не надо. А если станете читать, то пожалуйста воздержитесь от комментирования. Ибо я не стану полемизировать, а просто буду стирать (и банить за упорство). Этот пост для тех, кого интересует развитие современных методов лечения путем изменения генетического материала.

Традиционная генная инженерия - это перманентное изменение генома определенных клеток в организме, и оно достигается за счет доставки чужеродной ДНК внутрь клетки и встраивания ее в геном. Например, есть генетическая болезнь бета-талассемия. Она развивается при мутациях гена, кодирующего белок бета-глобин, который в свою очередь является главным компонентом гемоглобина. А как все знают, гемоглобин переносит кислород, за счет чего мы дышим и живем. Недостаток глобина вызывает понижение функции красных кровяных клеток-эритроцитов, развивается анемия, а потом и поражение органов (в том числе и фатальное). Лечение требуется пожизненное: постоянные переливания крови с нормальными эритроцитами.

Либо надо с помощью генной терапии создать у пациента клетки с нормальным геном глобина. Генетически трансформировать эритроциты невозможно - ибо ДНК в них уже нет, при созревании клеточное ядро с ДНК специально выбрасывается, а весь биосинтез белка идет с накопленной матричной РНК. Зато можно трансформировать клетки-предшественники, стволовые в костном мозге, из которых развиваются эритроциты. Эти клетки достают из пациента, размножают в культуре и трансформируют для встраивания нормального гена глобина. Для чего используется так называемый лентивирусный вектор: специально заинженереный вирус ВИЧ, который размножаться не может, зато может встраивать ДНК в геном клетки-хозяина. А потом клетки с модифицированным геном глобина запускают обратно в пациента, где они живут, размножаются, и образуют нормальные эритроциты. Тем самым необходимость в переливаниях крови отпадает.

Лечение под названием Zynteglo (Bluebird Bio) было утверждено в 2022-м году, после того, как у 80% пациентов однократное применение привело к излечению анемии до полного отказа от переливаний крови в течение года и больше. Встречается талассемия довольно часто, 1 случай на 100 тысяч человек. Поэтому ФДА утвердило лечение и для взрослых, и для детей. Побочные последствия тоже есть, возможны аллергические реакции и масса прочих нехороших вещей, связанных с вливанием в кровь большого количества живых клеток. Но побочки уходят, а эффект остается. На данном этапе курс лечения стоит около 2.5 миллионов долларов. И он оплачивается страховыми компаниями, им дешевле один раз заплатить за лечение, чем каждую неделю платить за переливания крови в течение всей жизни пациента. Уменьшить стоимость пока трудно - куча денег уходит на доставание, выращивание и трансформацию стволовых клеток. Все эти процедуры требуют высокой квалификации, стерильных условий, сложных инкубаторов и кучи очень дорогих ростовых факторов и прочих химикатов. Плюс контроль качества на каждой процедуре. Дочь моя занимается как раз контролем качества и прочими надзорно-регуляторными вещамим и по ее словам, цена лечения близка к себестоимости. Госпиталь, где она работает, сейчас как раз запускает программу генно-инженерного лечения талассемии для детей и подростков, с верхней границей в 26 лет.

Есть и еще одно возможное последствие, которое никому не нравится. Генная инженерия со встраиванием ДНК в геном хозяина может запустить онкогенез. Обычно это происходит, когда новый ген случайно оказывается вставлен так, что он нарушат работу другого гена. Например, выводит из строя анти-онкоген, регулятор клеточного деления, и клетки начинают бурно размножаться, превращаясь в раковый клон. Вo время клинических испытаний это не наблюдалось, но такая возможность, хоть и редка, но встречается в других видах генной терапии. Так что необходим постоянный мониторинг подобных побочек (что, кстати, можно делать с использованием технологий компании, где работаю я).

А нынче появился новый способ сразу достичь нескольких целей: упростить и удешевить генную терапию и исключить возможность ракового перерождения заинженеренных клеток. И все это можно делать с помощью замены ДНК на матричную РНК. Собственно настоящий прорыв случился благодаря Ковиду, и конкретно - мРНКовым вакцинам. Как известно, мРНК считывается с ДНК и служит в качестве матрицы для синтеза белка. По наследству через половые клетки РНК не передается. Сама по себе РНК в клетке живет недолго, часы, но время жизни можно увеличить за счет химических модификаций и связывания с белками.

Наварить большое количество мРНК несложно, можно довольно быстро получать ее килограммами без особых затрат. Самое сложное было сделать технологию доставки мРНК в клетки пациента. Тонкие моменты были связаны с разработка липидных покрытий для инкапсуляции. Так, чтобы эти покрытия защищали РНК от разрушения, но при этом не вызывали иммунную реакцию и воспаление. Все это было разработано еще до Ковида, и даже испытано на ограниченном количестве добровольцев в рамках тестирования вакцин. Но инвестиций и денег не было, и технология лежала на полке. Зато когда пришел Ковид, денег дали сразу неогранченно много, из кармана налогоплательщиков. И поэтому удалось сразу запустить клинические испытания, которые уже через 4-6 месяцев показали безопасность и зашкаливающую эффективность (97% для начальных штаммов Ковида) мРНКовых вакцин. Денег у производителей, а именно Файзера-Байонтек и Модерны оказалось много, и они их запустили на расширение использования мРНК. А именно вакцины от рака и замену генной терапии на мРНКовую.

Классическая генная терапия - это перманентно вставить чужую ДНК в клетки, пока клетки живы и размножаются, они генно-модифицированы. А мРНК-овая терапия - временная, это доставка мРНК в клетки, клеточная ДНК при этом не меняется, а доставленная РНК идет в виде матриц для биосинтеза белка. Пока чужеродная РНК есть - клетка строит нормальный белок. Как только РНК не стало, эффект прошел. При этом нет генетических предпосылок для развития рака. А мРНК можно доставлять в клетки, не доставая их из организма, напрямую через кровь. Вакцины с мРНК кололи в мышцу, тут мРНК надо будет вливать внутривенно. Но это все равно гораздо проще, дешевле и безопаснее для той же бета-талассемии, чем еженедельные переливания крови. И никаких необратимых процессов: как только вливания мРНК прекращаются, через пару недель ее в организме не остается. Вот тут есть некий обзор на эту тему. https://www.pennmedicine.org/news/news-releases/2023/july/rna-based-gene-editing-model-for-blood-disorders

В общем история на тему "не было бы счастья", не было бы Ковида, технология еще долго лежала бы на полке. А сейчас идет взрывной рост применения инкапсулированной мРНК, и предварительные данные обнадеживают. А безопасность в первом приближении проверена на вакцинах.

А если у кого-то из живущих в Америке дети хотят работать в биотехе, но не знают, чем лучше заняться - то вот простой совет: регуляторные и наздирательные функции по организации клинических испытаний, контролю качества процедур и документальному обслуживанию экспериментальной медицины (Quality Assurance). Специальное образование можно получить за полтора-два года (сверх обычных 4 лет университета) за сравнительно небольшие деньги (типа 5 штук за сертификат), правда, пахать придется много. А потом первые года три - школа молодого бойца, когда найти работу непросто, а получаешь немного. Зато ежели через эти тернии прорваться, то профессия крайне востребована и хорошо оплачивается. И специалистов реально не хватает.

Comments

[lj-frank-bot.livejournal.com]

Hello!
LiveJournal categorization system detected that your entry belongs to the following categories: Коронавирус (https://www.livejournal.com/category/koronavirus?utm_source=frank_comment), Медицина (https://www.livejournal.com/category/medicina?utm_source=frank_comment), Наука (https://www.livejournal.com/category/nauka?utm_source=frank_comment).
If you think that this choice was wrong please reply this comment. Your feedback will help us improve system.
Frank,
LJ Team

[mary-spiri.livejournal.com]

OK

[darksidequarter.livejournal.com]

Спасибо! Очень интересно. Мы живем в будущем.

[mary-spiri.livejournal.com]

Да, но все время хочется ещё быстрее двигаться. Особенно если видишь, как быстро может идти прогресс.

[nataly-mckenzie.livejournal.com]

Фантастические новости. Расскажу сыну про ваш совет, он на последнем курсе University of Toronto, molecular genetics as the major.

[mary-spiri.livejournal.com]

Да, конечно! Хорошо, если кому-то поможет!

[pioner71.livejournal.com]

Спасибо! Супер интресно

Хотел пошуить про обратную транскриптазу, но побоялся, друг забаните? ;)

[mary-spiri.livejournal.com]

Нет, за обратную транскриптазу не забаню! Я пыталась читать про варианты из человеческого генома, LINE-1 и прочее. В точности как высказывание из моей юности: "дело ясное, что дело темное". Понятно, что ретротраспозоны прыгают и встраиваются. Они же бывшие вирусы. Но столь же понятно, что не массовое это явление. И похоже не имеет отношения к РНКовым лекарствам и вакцинам.

[katryn1771.livejournal.com]

Дети если биологией интересуются , то как pre med, а если нет, то идут в бизнес и real estate:)

[mary-spiri.livejournal.com]

Ну это смотря какие дети. Моя дочь закончила по биологии, а потом ушла в клинические испытания. Бизнес ее не особо интересует.

[snume.livejournal.com]

Очень любопытно. Мир-то развивается во всю...

[mary-spiri.livejournal.com]

Ну да, процесс идёт. И это хорошо.

[hard-squeeze.livejournal.com]

А как насчёт ошибок в самой РНК? Или при её синтезе ошибки исключены? Насколько я понимаю, в случае ошибки она просто не будет работать и синтезировать нужный белок. Или может синтезировать что-то совсем ненужное?

Ну и если я правильно понимаю, мРНК заточена на один какой-то белок, поэтому вакцины на основе этой технологии нужно постоянно модифицировать или целенаправленно делать заточенными на белок, который не изменится в результате возможных мутаций вируса. Это я к вопросу о том, что эффективность мРНК вакцин против Омикрона оказалась много хуже, чем против первоначального штамма короновируса.

[mary-spiri.livejournal.com]

Ошибки при синтезе РНК конечно бывают. Но сейчас разработаны методы контроля и минимизации. Для Модерны этим занимается компания по имени Трайлинк. Они массово варят РНК, вероятность ошибок там что-то вроде 1:10000 нуклеотидов. Самый простой вариант это появление стоп-кодонов как результат ошибки. РНК со стоп кодонами уничтожается через специальный механизм nonsense mediated decay. Как раз чтобы не синтезировать ненужное. Запускается когда рибосома встречает стоп-кодон там, где его быть не должно, то есть вдали от поли(А) хвоста. Регуляция жизни РНК - это потрясающе интересная область, мне повезло немножко в этом повариться.

Проблема с эффективностью вакцины не в том, что надо делать новую мРНК на новые штаммы. Это легко. А в особенностях нашего иммунного ответа, конкретно в иммунном импринтинге. Когда в ответ на новый мутированный белок новой вакцины иммунитет достает из памяти старые антитела, просто потому, что они уже есть. А делать новые долго. При этом старые антитела плохо работают против нового штамма. Так что какая бы ни была вакцина, предыдущая иммунная память мешает новому ответу.

[Олег (from livejournal.com)]

Биотех сейчас — вершина прогресса. Истинно завидую этим людям — они двигают всё человечество!

[mary-spiri.livejournal.com]

Согласна! Хотя на самом деле работа в основном рутинная, движение идёт мелкими шажками, и всегда медленнее, чем хочется.

[narzano4ka.livejournal.com]

Читаю вас и жалею, что не осталась в науке, а ушла в практику. Но в начале 2000х была совсем другая история, тем более в России 🙃

[mary-spiri.livejournal.com]

У нас всех есть свои сожаления. Я тоже периодически занималась всякой ерундой. Как можем, так и работаем.

[rrookk.livejournal.com]

Я правильно понимаю, что вместо излечения, предлагается постоянное потребление лекарства, аналогично инсулиновой зависимости при диабете?

[mary-spiri.livejournal.com]

Да, вы правильно понимаете. Речь идёт о генетическом заболевании, которое можно лечить двумя способами: генной терапией с присущими этому методу рисками и сложностями, или постоянным потреблением лекарства. Естественно, надо взвешивать все за и против. И зачастую это взвешивание получается в пользу постоянного потребления лекарства.

[deutschevita.livejournal.com]

Спасибо большое за ваши ликбезы! Как жаль, что большинство денег не в науку идет, а в оборонку((

[mary-spiri.livejournal.com]

Мне тоже ужасно жалко.

[men-godi.livejournal.com]

«Дочь моя занимается как раз ..»
стало быть Вам и ВИЧ клетки в жилу

[mary-spiri.livejournal.com]

Вы бы для начала разобрались про ВИЧ и клетки. Можно начать со школьного учебника биологии.

[matsea.livejournal.com]

Про не было бы счастья - это точно. Сейчас эти технологии понеслись вперед как птица тройка. Надеюсь в канаву мы тут все не опрокинемся. Это дико мощная штука, и очень сильно изменит наш способ существования, я думаю

[mary-spiri.livejournal.com]

Мне довольно много приходится слышать про регуляции, ФДА, правильное проведение испытаний и прочее, дочка обожает свою профессию. Честно, я бы никогда не подумала, что можно получать столько счастья всем этим занимаясь. Каждому свое однако. Но в результате меня не особо пугают апокалиптические прогнозы. На пути падения в канаву стоит забор из этих самых регуляций и живая изгородь из людей вроде дочки. Во время Ковида она нам выдавала четкие предсказания о том, сколько времени понадобится для каждой фазы испытаний вакцин. Ошиблась она только с самыми мелкими детишками (до 6 лет), она была уверена, что будет быстрее. Остальное с точностью до пары недель. Хотя никакого отношения к ковидным вакцинам она не имела. Так что система на месте и работает. А прогресс пусть идёт побыстрее.

[Дмитрий Рождественский (from livejournal.com)]

Всё, в целом, так, кроме того, что проверка безопасности получилась так себе. Да, с главной проблемой (онкогенез) вроде справились, но побочки от этих (в смысле именно от Ковида, а не мРНК вообще) вакцин всё равно пока на мой взгляд существенно превосходят пользу. Так что там ещё работать и работать, но нашим детям возможно уже и достанется что-то на самом деле стоящее из этого репертуара.

[mary-spiri.livejournal.com]

Не согласна,что проверка безопасности получилась так себе. Из того, что я читала, побочки вполне умеренные. Гораздо умереннее, чем побочки от перенесенного Ковида. И в целом по стране, и лично у меня. Онкогенез кстати вообще не есть побочка от вакцин.

[mayday-ca.livejournal.com]

Зачем пролечили вашей расчудесной mRNA 80% земного шарика, и после этого люди мрут толпами от миокардитов? Вот это — прорыв и революция в медицине?

[mary-spiri.livejournal.com]

Давайте вы не будете писать у меня о давно разоблаченной туфте? Ни один из приведенных вами положений не является правдой. Например о "пролечили" - вакцины это профилактика, а не лекарство. Или про 80% земного шара. РНКовые вакцины в основном делали и использовали страны золотого миллиарда. Все, разговор на этом закончен. Дальше стираю.

[sad-passerby.livejournal.com]

Спасибо

[mary-spiri.livejournal.com]

И вам спасибо, что читаете.

[katyat.livejournal.com]

Но, получается, лекарство надо будет вливать где-то ежемесячно? Ве равно легче еженедельных трансфузий, конечно.

[mary-spiri.livejournal.com]

Пока ещё не понятно, как часто. Процесс разработки ещё на начальных этапах. Посмотрим!

[men-godi.livejournal.com]

Так как насчёт последовать методу Минха.. да чо там –великого Путина? Причём не разово, а полный цикл.. с зачатием, рождением и наблюдением ребёнка

[mary-spiri.livejournal.com]

А как насчёт того, чтобы прекратить писать ерунду в моем журнале? Пишите в своем.

[diakin.livejournal.com]

Эритроциты же производит костный мозг? То есть засада где-то там? А там нельзя подправить?

ps. "Около 2,4 миллиона новых эритроцитов образуется в костном мозге каждую секунду" 😲

[mary-spiri.livejournal.com]

Засада в генетическом заболевании, то есть каждая клетка организма несёт сломанный ген. Подправить сломанный ген в костном мозге можно с помощью генной терапии. А можно ген не трогать, а предоставить организму несломанные матрицы для изготовления нужного нормального белка. Об этом пост.

[ivanoff1999.livejournal.com]

Получается оружие против конкретного человека, по его биоматериалу, уже близко? Видимо проблема лишь в доставке?

[mary-spiri.livejournal.com]

Люди вообще-то друг на друга очень похожи. Поэтому этническое оружие это фикция. А вот индивидуально человека можно убить массой простых способов. Например расстрелять в подвале. Или молотком по голове. Или влить в вену кровь не той группы. Зачем ещё какое-то индивидуальное оружие? Или вы про больших политиков, и чемоданчик для экскрементов? Думайте, что Оно боится индивидуального подхода?

[kant-elz.livejournal.com]

Я считаю вас другом. Но вопрос задать хочется! ☺️

Почему вы называете изделия Модерны, Байонтеха и т.п. вакцинами?

Вы же сами пишете, что вакцины это не лекарства, а профилактика... Где профилактика от мРНК?

Люди трижды проколотые всё равно болеют ковидом. Например мои жена, дочь и сын. И болели тяжело. А я в свои 72 года с крошечными легкими, постполиосиндромом от этих сомнительных "прививок" отказался и переболел ковидом гораздо легче, чем мои родные.

Конечно, можно порадоваться, что наука получила много денег для новых экспериментов, но осадочек остался...

И я боюсь как бы это не вышло боком настоящим ученым.

[gabinskaya.livejournal.com]

Извините, что я Вам замечу, пока нет автора: но Ваш опыт — анекдотический. То, что пара ваших родственников болели, какое имеет отношение к вакцинам? Если болели тяжело, то, может быть, без вакцин вообще бы умерли?
Мой опыт: я не болела ни разу. Многие болели, но легко. Что эта информация значит? Какое отношение она имеет отношение к эффективности вакцин?

Вы понимаете, что Ваш опыт или мой опыт никак не может свидетельствовать об этой самой эффективности? Может, я обладаю природным иммунитетом ( я ни разу в жизни не болела гриппом), но я не знаю, потому, что от Ковида вакцинировалась. Только статистика, показатели сотен тысяч или миллионов. И она есть.

[izard.livejournal.com]

А почему "отрицатели вакцин" должны быть против исследование mRNA и новых методов лечений болезней при помощи технологии mRNA? Большинство из нас, "отрицателей вакцин" — только против мандатов. Некоторые, как я, даже и за мандаты некоторых вакцин типа против кори или полиомиелита — если вакцина действительно останавливает распространение болезни, и эффективна против заражения на многие годы — то можно ее и сделать обязательной. Может быть, если кода-нибудь из какой-нибудь лаборатории случайно сбежит очередная "болезнь X", текущий прогресс в исследовании и тестировании mRNA вакцин позволит быстро сделать еще более эффективную и безопасную mRNA вакцину.

[mary-spiri.livejournal.com]

Большинство отрицательный вакцин стремятся назад в пещеры. Забывая про среднюю продолжительность жизни в 29 или около того лет.

Мандаты необходимы для защиты общества от отдельных индивидуумов. В Штатах мандаты были связаны с работой. Если работаешь с людьми - мандат. Если нет, то личное дело. Я поддерживаю такую политику.

Ковид это явление природное, а не рукотворное.

[yyyyyy33.livejournal.com]

У меня был ужас ужасная реакция на вакцинирование от Ковида. На бустер тоже. Никогда не было такого ни от каких вакцин. От гриппа регулярно прививаюсь, такого ужаса нет. Просто полежу в постельке, посплю и все.

[mary-spiri.livejournal.com]

Сильная реакция была у многих. На пару дней. У меня только рука поболела.

[mary-spiri.livejournal.com]

Первые публикации про Ковид показывали крайне низкий уровень накопления мутаций, неожиданно низкий для РНКового вируса. Я помню свое удивление. Так что многие последующие события таки стали сюрпризом. Цифры эффективности тоже менялись в зависимости от размеров выборки. Но были больше 90 процентов. Так главная проблема была невозможность заражать добровольцев. Это самый аккуратный способ померить. Но при отсутствии лечения это делать нельзя. Вот и не делали.

Искать смысл в иммиграционной политике бесполезно. Весь процесс сделан для затруднения, а не для облегчения.

[izard.livejournal.com]

"многие последующие события таки стали сюрпризом"

В первый год было много сюрпризов и неопределенностей. Но что-то даты не сходятся для того, чтобы посчитать, что эффективность от заражения была все еще больше 90 процентов. Цитата Байдена выше — 21 июля 2021 года, уже полтора года эпидемии прошло, и 8 месяцев с начала массовой вакцинации. 19 июля 2021 года согласно CDC в США 91% больных ковидом был заражен Дельтой, от которой эффективность пфайзера (от заражения при недавней полной вакцинации) была около 60%.

[andresol.livejournal.com]

Спасибо за пост. Для меня он оказался полезным с неожиданной стороны. Я сейчас засел сочинять новый роман об учёных. Наука в нём может быть фантастической (на уровне «Собачьего сердца», где пересадка гипофиза человека собаке превратила её в человека), но мне нужно, чтобы герои чем-то наукообразным в лаборатории занимались. И этот ваш пост натолкнул меня на некоторые идеи, которые неплохо подходят под сюжет, который мне нужен.

[mary-spiri.livejournal.com]

На здоровье! Я очень рада, что вы пишете, у вас хорошо получается. Мне понравился ваш химический детектив, хотя под конец я таки нить потеряла. Так что удачи и успеха!