Профессор Денис Ребриков: Чинить генетические поломки дороже, чем предотвращать
Денис Владимирович, но сперва просветите: что же такое ДНК, геном?
Денис Ребриков: ДНК - это очень длинная молекула, находящаяся внутри каждой нашей клетки. Для простоты ее можно представить в виде длинной нити с нанизанными бусинами (нуклеотидами) четырех разных цветов. И таких бусинок на нити аж три миллиарда! Если бы размер бусинки был один миллиметр, такие бусы растянулись бы от Москвы до Новосибирска! А в последовательности цветов бусинок зашифрована наша генетическая программа - примерно так же, как на магнитной ленте иногда записывают компьютерную программу. Только кодировка в компьютерных системах двоичная, а в живых системах - четверичная.
И что делает эта генетическая программа?
Денис Ребриков: Наша генетическая программа состоит из файлов (генов), их около 25 000. Примерно столько же и в операционной системе компьютера. Но иногда с ниточки ДНК пропадает какая-то бусинка - возникает поломка. И генетическая программа может начать работать неправильно.
Неужели пропажа всего одной бусинки из трех миллиардов может на что-то повлиять?
Денис Ребриков: Еще как может! Конечно, не любой. Есть бусины не очень важные, и их пропажа ни на что не повлияет. Но есть примерно 50 миллионов настолько важных, что пропажа единственной или ее замена на бусинку другого цвета может вызвать рак или смертельное наследственное заболевание.
Но как это вызывает тот же рак?
Денис Ребриков: Дело в том, что замена или пропажа бусинки может привести к выключению работы целого "участка" - гена. Но гены тоже все очень разные и бывают исключительно важные - гены-начальники. Без таких генов генетическая программа не может работать.
Поломка важного гена ведет к утере контроля за размножением клеток. Они начинают бесконтрольно делиться, и вырастает опухоль. Примерно то же происходит и в случае наследственных заболеваний. Только при раке "бусины" теряются в процессе жизни человека, а при наследственных заболеваниях поломки переходят от родителей к ребенку.
То есть поломки могут попасть в ребенка от родителей? Этого можно как-то избежать?
Денис Ребриков: Борьба с наследственными заболеваниями, как и с любыми другими, состоит из двух больших элементов: профилактика и лечение. Ранее считалось, что профилактика тут невозможна. Но сегодня медицина знает даже несколько способов. Самый эффективный и правильный - преконцепционный, то есть проверка генетики будущих родителей до зачатия ребенка. Сегодня определение всех 25 000 генов делают менее чем за месяц по цене автомобильной страховки! И что самое удивительное: люди ежегодно покупают каско на автомобиль и (за те же деньги!) не покупают "страховку" от рождения больного ребенка. Хотя эту "страховку" - генетический анализ - достаточно купить один раз в жизни!
Этот феномен я могу объяснить разве что непросвещенностью в данном вопросе. А ведь этот риск даже выше риска автомобильной аварии - около 1 процента! Примерно один ребенок из ста рождается с генетической поломкой. За миллионы лет эволюции человечество накопило большой груз генетических ошибок, и каждый человек несет в своих "бусах" 5-10 поломок, которые может передать потомству.
И такой генетический тест полностью гарантирует нормальную генетику ребенка?
Денис Ребриков: К сожалению, есть два исключения. Во первых, если мутация (пропажа бусинки) происходит впервые, а не передается от родителя. Это нельзя определить заранее. Это непредсказуемое, хотя и довольно редкое событие. Во-вторых, неправильный состав хромосом: это когда в клетке оказываются лишние "бусы". По-научному это называют хромосомными аномалиями, или анеуплоидией, - тоже нельзя предсказать заранее. В качестве примера можно привести синдромы Дауна, Эдвардса, Патау, Кляйнфельтера и др.
Лишние "бусы" оказываются в клетке случайно при формировании эмбриона из сперматозоида и яйцеклетки. Но это можно проверить на ранних сроках беременности. Сегодня есть неинвазивный пренатальный тест - НИПТ, когда по крови матери на 10-12 неделе беременности можно точно определить хромосомный состав плода.
Если сделать генетический анализ будущих родителей до зачатия и потом на 10-й неделе беременности еще сделать НИПТ, генетические проблемы практически исключены? И ребенок точно будет умным и красивым?
Денис Ребриков: Сейчас мы говорим лишь про исключение тяжелых наследственных заболеваний, таких как муковисцидоз или спинальная мышечная атрофия, лечение которой при помощи генной терапии стоит свыше ста миллионов рублей. Кстати, таких заболеваний свыше 5000. И от большинства из них эффективного лечения нет вовсе. Ни за какие деньги! А вот красивый и умный - это не про поломки генов, а про сочетание разных вариантов "генетических бус". Это генетики предсказывать пока не умеют.
И вы мечтаете научиться это предсказывать?
Денис Ребриков: Некоторые люди не умеют мечтать. Осознанная, сформулированная мечта у них автоматически превращается в цель. Думаю, среди ученых таких большинство.
Пусть так. Но что же делать, если ребенок уже родился с генетической поломкой? Можно ли это как-то исправить? Во что вмешивается современная генетика? Вы знаете, какой ген отвечает за сахарный диабет или глухоту? Вы в состоянии это исправить?
Денис Ребриков: Генетика сегодня знает далеко не все. Но многое мы уже понимаем как раз на уровне функционирования генетической программы. И это дает нам возможность проводить точное воздействие и исправление кода. Точно так же, как программист находит ошибку в программном коде и меняет текст компьютерной программы, современные генетические технологии позволяют врачу исправить ошибку в программе генетической. Для этого у нас есть два инструмента: доставка здоровой копии гена (генотерапия) и починка поломки прямо в ДНК пациента (редактирование генома).
И как же вылечить ребенка с поломкой?
Денис Ребриков: Сперва необходимо эту поломку точно установить. Ведь мы помним, что длина наших "бус" - Москва - Новосибирск и бусин там - 3 миллиарда! Но технологии позволяют это сделать довольно быстро. Такой анализ занимает около месяца. Затем, когда мы нашли место поломки, мы можем сделать ребенку укол, схожий с прививкой от коронавируса. Только вместо гена коронавируса в такой прививке будет нужный ребенку человеческий ген.
Всего лишь прививка? Так просто?!
Денис Ребриков: Да, примерно так. Однако цена такой прививки сегодня в сто тысяч раз больше, чем цена всем известной вакцины, - это десятки и даже сотни миллионов рублей за укол.
Почему так дорого?
Денис Ребриков: Цена за дозу сопоставима. Просто объем выпуска катастрофически разный. Для большинства генетических заболеваний нужно всего лишь 10-100 уколов на планету в год! Конечно, для окупаемости всего процесса разработки и регистрации препарата один укол стоит во много раз дороже.
Такие редкие заболевания?
Денис Ребриков: Да, они еще называются "орфанными", но частота у них очень разная. Например, детей со спинальной мышечной атрофией только в России ежегодно рождается около 200. Но есть тысячи заболеваний, когда рождается один ребенок в год или один за много лет. А самое частое - наследственная тугоухость. Это примерно один ребенок на 1000 новорожденных (около 1500 детей в год в России).
Глухоту тоже можно лечить генетически?
Денис Ребриков: К сожалению, большинство вариантов наследственной тугоухости генетически пока не лечится. Для реабилитации таких детишек используют кохлеарный имплант - устройство, хирургически устанавливаемое под кожу черепа и позволяющее ребенку слышать. Но вот если в семье уже родился такой ребенок, современная медицина может гарантированно избежать данной патологии для второго и последующих детей. Поскольку в рамках вспомогательных репродуктивных технологий мы можем выбрать здоровый эмбрион. И можно надеяться, что в ближайшем будущем, с расширением генетического тестирования потенциальных родителей (молодежи), опасное сочетание генов будет выявляться заранее, а не по факту рождения первого больного ребенка. И применение технологии ЭКО исключит риск заболевания.
И значит, как вы утверждаете, если все станут проверять свою генетику в паре, уйдут в прошлое врожденные заболевания сердца, слепота, глухота?
Денис Ребриков: Для начала уйдут в прошлое почти все моногенные заболевания. Это тот самый один процент новорожденных с тяжелыми наследственными патологиями. Слепота и глухота в том числе. Однако ряд заболеваний имеют более сложную, полигенную природу, и в этом случае предсказания генетиков пока не столь точны.
Вы где-то рассказывали, что если в семье оба родителя глухие, то выбрать здоровый эмбрион невозможно. Как быть в таком случае?
Денис Ребриков: Действительно, довольно много молодых семей, где оба потенциальных будущих родителя отличаются наследственной тугоухостью. Вследствие общих интересов и единого социального пространства такие пары образуются гораздо чаще статистически ожидаемого. И у всех детей в такой паре будет наследственная тугоухость.
Что же делать?
Денис Ребриков: В таком случае можно исправить поломку гена непосредственно в эмбрионе. Сегодня мы знаем, какая именно "бусинка" пропала и как ее добавить, получив полностью рабочую генетическую программу и нормально слышащего ребенка.
А что генетики могут сказать про долголетие? Недавно в возрасте ста лет скончался известный американский политик Генри Киссинджер. Так долго жить - это правильный образ жизни или ему повезло с генетикой?
Денис Ребриков: Конечно, генетическая программа однозначно влияет на продолжительность нашей жизни. Как влияет и образ жизни. Идеальным является вариант, когда наши гены и наш образ жизни соответствуют друг другу. Как мы видим на примере Генри Киссинджера, кому-то удается найти это сочетание "интуитивным" путем. При этом современные технологии пошли намного дальше и полногеномный анализ дает ряд конкретных рекомендаций, использование которых позволяет найти этот "идеальный образ жизни" быстрее. К сожалению, большинство людей не соблюдают даже элементарные правила здорового образа жизни, что уж тут говорить о знании своих "генетических предрасположенностей".
А как долго вы намерены жить?
Денис Ребриков: Я сторонник программной теории старения. Мы стареем не от изнашивания, а потому что старение записано в нашей генетической программе как неотъемлемый элемент эволюционно необходимой нашему виду частоты смены поколений. И как генетик, я верю, что в обозримой перспективе мы найдем способ останавливать генетическую программу на нужном этапе.
Студентка мединститута на вопрос про специализацию отвечает, что собирается стать руководителем. Существуют гены руководства? Можно ли, исходя из генетики, определить оптимальную будущую специальность? Ученый, музыкант, спортсмен? Вопреки всему, мы, люди, по-прежнему тайна?..
Денис Ребриков: За исключением спорта, перечисленные свойства человека слишком многофакторны, чтобы прогноз генетиков на данном этапе развития науки был бы хоть сколько-нибудь неслучайным. Сегодня мы не можем ничего сказать про интеллект будущего ребенка или его профессиональную ориентацию. А вот про спорт некоторые уточнения сделать можем. Многие страны при отборе детей в профессиональный спорт, спорт высоких достижений, давно используют генетическое тестирование. Это позволяет сразу отсеивать детей с генетическими показателями, не соответствующими данному виду спорта