Генетически модифицированные клетки могут образовывать в организме больного целую сеть кровеносных сосудов, самостоятельно контролирующих производство и выброс в кровь лечащих препаратов.
Лечебные сосуды: Самостоятельная инъекция

Многим больным приходится полагаться на постоянные инъекции сложных белковых препаратов — известный пример тому инсулиновая терапия диабета. Но в будущем можно будет обойтись и без этого: достаточно будет имплантировать искусственные кровеносные сосуды, содержащие генетически модифицированные клетки, способные вырабатывать такие лекарства и выбрасывать их в кровь.

Авторы технологии во главе с доктором Хуаном Мелеро-Мартином (Juan Melero-Martin) продемонстрировали работоспособность этого подхода на лабораторных мышах, больных анемией, имплантировав им сосуды с клетками, секретирующими необходимый при этом заболевании эритропоэтин. Разумеется, с тем же успехом можно использовать и другие ГМ-клетки, производящие самые разные сложные препараты — факторы свертывания крови для больных гемофилией, различные интерфероны для больных гепатитом или рассеянным склерозом, и так далее.

Дело в том, что пока подобные лекарственные средства производятся в биореакторах модифицированными бактериями с внедренными в них соответствующими генами. Производство это непросто и довольно дорогостояще, сопряжено со сложными процессами очистки и хранения чувствительных препаратов. Однако в «биореакторы» вполне можно превратить и наши собственные клетки.

Для этого ученые изолировали клетки эндотелия кровеносных сосудов человека и внедрили в них — в рамках своего пробного эксперимента — ген, кодирующий гормон эритропоэтин. К ним затем добавлялись стволовые клетки соединительной мезенхимальной ткани — такая клеточная смесь помещалась в гель и вводилась подопытным мышам, больным анемией, подкожно. В организме животного культура клеток самостоятельно вырастала в сеть кровеносных сосудов, соединяющих модифицированные эндотелиальные клетки. За какую-то неделю сосуды становились полностью сформировавшимися и начинали выбрасывать эритропоэтин в кровеносную систему.

Была показана эффективность такой «сосудистой» терапии при лечении анемии, вызванной как излучением (нередкий случай для раковых больных), так и нарушением работы почек (при хронической почечной недостаточности). Мыши с новыми, полу-искусственными сосудами демонстрировали заметно повышенное содержание гемоглобина в крови и быстрее оправлялись от болезни, нежели животные из контрольной группы.

Интересно, что система, предложенная командой доктора Мелеро-Мартина, имеет и своего рода «контроллер», позволяющий по необходимости включать или выключать работу ГМ-клеток. Дело в том, что кодирующий эритропоэтин ген ученые поставили под контроль другого белка, производство которого запускалось лишь в том случае, если животное получало (перорально, с питьевой водой) антибиотик доксициклин. Эта «кнопка» действительно работала: как показали эксперименты, добавление или исключение доксициклина из рациона мышей соответствующим образом сказывалось на содержании эритроцитов в их крови.

Таким путем можно поддерживать число эритроцитов на оптимальном уровне — достаточно регулировать прием «контролирующего» препарата. Причем им может быть и не доксициклин. В идеале, такой контроль можно будет отдать на откуп собственным регуляторным белкам организма. Скажем, тем, которые реагируют на количество кислорода в крови: как только он из-за связанного с анемией недостатка эритроцитов упадет, такой белок включит в работу ГМ-клетки, синтезирующие эритропоэтин и стимулирующие созревание новых эритроцитов.

По пресс-релизу Children’s Hospital Boston