Ученые имплантировали грызунам фрагменты кожи, клетки которой способны производить белок, быстро разлагающий молекулы кокаина и лишающий животных тяги к наркотику.
©Wikipedia
Американские медики успешно использовали генную терапию для лечения кокаиновой аддикции у подопытных животных. Для этого в стволовые клетки внесли ген метаболизирующего наркотик фермента. Из клеток вырастили небольшой фрагмент ткани кожи. После пересадки мышам такой «клеточный имплантат» продолжал синтезировать фермент, грызуны теряли интерес к кокаину, а опасность летальной передозировки исчезла вовсе. Подробно о своей работе ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале Nature Biomedical Engineering.
Достаточно давно известно, что в печени и плазме крови присутствует белок бутирилхолинэстераза (BCHE), разлагающий ряд холиновых эфиров, включая такие наркотические вещества, как героин и кокаин. Благодаря ему они в конце концов метаболизируются организмом и выводятся из него, хотя скорость работы этого фермента у человека не слишком велика. Несколько лет назад ученым удалось модифицировать его, получив более эффективную версию mhBCHE — «мутантная человеческая (Mutant Human) ВСНЕ». С ней связывались большие надежды по лечению кокаиновой аддикции, однако доставить белок в организм и сохранить его функциональность никак не удавалось.
Поэтому команда профессора Чикагского университета Мин Сюя (Ming Xu) использовала новый подход: в ДНК стволовых клеток кожи мышей с помощью технологии CRISPR внесли ген, необходимый для синтеза высокоэффективной искусственной формы белка mhBCHE. Эти клетки выращивались «в пробирке» несколько дней, пока ученые не получили небольшие фрагменты зрелой ткани кожи. Пересаженные подопытным грызунам, такие «живые пластыри» приживались и продолжали синтезировать mhBCHE: белок обнаруживался в крови даже спустя 10 недель после имплантации.
Эксперименты подтвердили, что животные после такой операции становились нечувствительны к действию наркотика: инъецированный кокаин быстро удалялся из их крови, а в мозге не возникал обычный для приема скачок дофамина. Кроме того, полностью исчезла смертельная опасность передозировки: даже получая летальную дозу, убивавшую обычных мышей контрольной группы, животные с «ГМ-пластырем» никак не пострадали. Грызуны, уже пристрастившиеся к кокаину, после процедуры переставали получать от него обычное удовольствие и спустя несколько недель теряли интерес к наркотику.
Эксперименты на людях еще впереди, хотя авторы уже провели необходимые работы с человеческими стволовыми клетками кожи. С помощью того же метода CRISPR в них был внесен ген mhBCHE: показано, что они действительно начинают производить большие количества этого фермента. Возможно, такая терапия вскоре будет применяться медиками — и не только для лечения кокаиновой аддикции. Аналогичный подход с получением и имплантацией фрагмента ткани с ГМ-клетками можно реализовать и для других ферментов, участвующих в метаболизме вредных и опасных веществ, включая никотин и алкоголь.
