Медицинская генетика

Успешное развитие методов генетической инженерии перспективно для ряда направлений практики.  Разрабатывается проблема генотерапии, т.е.  лечения людей с  наследственными  дефектами обмена веществ, путем введения в их клетки нормальных генов.

Естественно, что возможность манипуляции с индивидуальными генами человека и животных еще недостаточна  для  понимания функции всего генома,  его организации в целом, взаимодействия его частей в обеспечении всего многообразия механизмов онтогенеза,  то есть развития одной клетки до целого организма. Если добавить к этому,  что в геноме любого вида записана не только программа индивидуального развития, но закодирована вся эволюция вида,  то есть филогенез,  становиться понятным  насколько логичной и методически своевременной явилась Международная научная программа " Геном человека". Программа " Геном человека" уже  к  2000  году  позволит  полностью расшифровать первичную структуру ДНК,  то есть идентифицировать все гены человека, их регуляторные элементы.  Захватывающая "Одиссея" о наследственности, которой и является эта программа, безмерно расширит наши  представления о структуре и функции генома,  его эволюции, откроет горизонты столь увлекательного, а возможно, и не менее опасного направленного воздействия человека на геном растений,

животных и,  что особенно рискованно,  на свой собственный геном.  Важно осознать, что это не завтрашний день фундаментальной науки,  не отдаленные абстракции,  а день сегодняшний.  Он уже  наступил и стал реальным независимо от нас,  и,  если не быть готовым концептуально и методически,  то может пройти мимо.

Не только современный врач и специалист-биолог, но и каждый образованный человек сегодня должен знать о триумфе Международного  Научного  сообщества  в выполнении программы "Геном человека",  в результате которой успешно расшифровываются  все гены человека,  каждый из которых,  будучи выделенным из организма и проклонированным, может выступить в качестве лечебного препарата для генотерапии;  о том, что уже сегодня идентифицировано на генетических картах более 5000 структурных генов,  о том, что всего за 5 лет после первых успешных попыток введения

чужеродных маркеров гена в клетки человека число уже  одобренных  для клинических испытаний программ по генной терапии наследственных заболеваний достигло более 200!  Эти итоги  представляются  особенно впечатляющими,  если учесть,  что согласно данным Всемирной Организации Здравоохранения,  около 2,4% всех новорожденных  на земном шаре страдают теми или иными наследственными нарушениями; около 40% ранней младенческой смертности и инвалидности с детства обусловлены наследственной патологий.

Вместе с тем и в сегодняшних исследованиях по генной  терапии  необходимо  учитывать,  что последствия манипулирования генами изучены недостаточно.  При разработке  программ  генной терапии  принципиальное  значение  имеют  вопросы безопасности предлагаемых схем лечения, как для самого пациента,  так и  для популяции в целом. Важно, что при проведении испытаний ожидаемый лечебный эффект или возможность  получения  дополнительной полезной информации превосходили потенциальный риск предлагаемой процедуры.  Важнейшим элементом в программе генной терапии является анализ последствий проводимых процедур. Этот контроль проводят на всех этапах терапии. Проводится оценка клинического  (терапевтического)  эффекта;  изучаются возможные побочные последствия и способы их предупреждения. НО! Всякое эпохальное открытие науки (а именно таковым и является расшифровка генома человека) может использоваться не только во благо, но и во вред человечеству (печальный пример тому открытие расщепления ядра урана, породившее атомную бомбу)! Неразумные эксперименты  с  геномом человека могут привести к еще более страшным последствиям!

До сих пор не утихают споры и дискуссии по вопросу клонирования.  Термин  "клонирование"  стремительно вошел в широкий лексикон год назад:  тогда ученые Рослинского института в Шотландии  сообщили о существовании овечки Долли,  появившейся на свет методом бесполого размножения.  Долли появилась  на  свет так,  как  ни одно млекопитающее за миллионы лет существования жизни на земле, - путем клонирования. Ученые сотворили генетическое  чудо,  воссоздав  полноценный живой организм на основе одной тканевой клетки.

Чтобы стало понятнее,  в чем заключается чудо, необходимо напомнить азбучные  истины.  Новая жизнь - будь то человек или животное - рождается путем слияния двух  половых  клеток:  отцовского сперматозоида и материнской яйцеклетки.  При этом будущее дитя (если говорить о человеке)  получает  от  каждого родителя по 23 хромосомы, которые и образуют его неповторимый, уникальный геном (совокупность генов).  С момента слияния  и до последнего  вздоха  гены  станут  управлять организмом,  не только формируя в мельчайших деталях и подробностях этот организм, но программируя способности,  наклонности, таланты, возможности, болезни данного человека.  Долли развивалась  не  из оплодотворенной яйцеклетки, а из ничем непримечательной клетки кожи (!) шестилетней овцы, чьей стопроцентной копией она и является. Что же сделали рослинские умельцы?  Взяли биоптат вымени (попросту кусочек кожи) и особым образом обработали  эпителиальные клетки. Затем выделили ядро, где хранится вся генетическая информация.  Его поместили в оболочку яйцеклетки второй овцы, предварительно удалив оттуда собственное ядро. Наконец, искусственно созданный  ооцит  (яйцеклетку)  поместили  ватку третьей, готовой к беременности овечки. Было сделано без малого 300 попыток, и только одна из них закончилась рождением живой  Долли,  у которой как бы три "матери":  клональная,  то есть оригинал,  донор, давшая цитоплазму для ядра, и суррогатная,  выносившая нашу "героиню". Невероятно сложно! Почему человек всегда стремиться переиначить природу, не удовлетворяясь естественным и,  в общем-то,  довольно приятным способом оплодотворения?  Да потому что науке  свойственно  поступательное развитие под лозунгом "Знать все обо всем". Среди исследователей всегда найдутся такие (кстати, генетически запрограммированные), которых  хлебом  не  корми,  дай  только добраться до светлого источника знаний. Прекрасно! Жажда познания в определенной  степени  утолена.  Но  какой чисто утилитарный прок из всех этих изысканий сможет извлечь для себя  практика?  Колоссальный! Можно считать, что найдено глобальное решение проблемы бесплодия. Каждый мужчина и каждая женщина с любой непоправимой  патологией  органов  деторождения теперь способны стать родителями. Причем, не приемными, а самыми настоящими: воспроизвести  свою собственную кровь и плоть в полном смысле слова.

Или взять другую ситуацию: в семье погибает единственный ребе-

нок,  а мать (отец) больше никогда не сможет иметь детей. Достаточно будет иметь лишь  одного  волоска,  молочного  зубика, чтобы безутешные родители вновь обрели погибшего.

Значит ли это, что появилась возможность по своему выбору "тиражировать" людей:  моцартов, пушкиных, энштейнов. Теоретически да.  Практически же потребуются годы напряженной работы, чтобы научиться  клонировать людей (если подобные эксперименты вообще не запретят в ближайшее время). Ведь генетический аппарат человека не сравним с овечьим. Кроме того, это сопряжено с морально-этическими, религиозными нормами и соображениями. Одно дело  -  улучшать породу животных,  занимаясь коневодством, овцеводством, свиноводством, и совсем другое - по своему разумению воздействовать на человеческую популяцию. Кто возьмет на себя роль высшего, непререкаемого авторитета и смелость решать с кого именно следует делать "копии" и в каком количестве?

Но разве не заманчиво улучшить породу людей в целом, увеличив в ней долю гениев и вундеркиндов за счет сокращения доли индивидуумов с неразвитым интеллектом и с преступными  наклонностями?  Клонирование людей в подобных целях аморально. Надо исходить из того, что личность явилась в этот мир не случайно, она неповторима и самоценна.

 Общество должно создавать каждому нормальные условия  для развития, просвещать и воспитывать, и тогда без всякого клонирования начнет расти интеллектуальный и нравственный потенциал его членов. Ведь природа "не разбрасывается" гениями направо и налево, а являет их миру,  сообразуясь с пока  неведомыми  нам законами. Гений - не только редчайший,   эксклюзивный набор генов, но и среда, позволившая раскрыться, реализоваться возможностям, заложенным в данных генах.

Следовательно, если бы даже удалось воспроизвести двойника, клональную  копию Моцарта,  Пушкина,  это вовсе не значит, что человечество вновь обогатилось бы бессмертным  "Реквиемом" или "Евгением Онегиным". Клонированный Моцарт будет точной генетической копией оригинала.  Он унаследует (возможно,  с  небольшими отклонениями) те же глаза,  рот, нос, улыбку и исключительные музыкальные способности.  Но нет ни малейшего шанса, что  он  нота в ноту воспроизведет "Турецкий марш" или "Реквием". Даже если Моцарт-2 и станет композитором, он напишет другую музыку,  ибо наше время звучит совсем иначе, не так как во времена великого Амадея.  И Пушкин-2,  рожденный сегодня, вряд ли  сделал  бы  героями  своих  произведений Евгения Онегина и Ленского - типичных представителей 19  века.  Чтобы  состоялся гений,  все  должно сойтись в одной точке генетическая программа,  время, место... и еще нечто нам неведомое и неподвластное.

И все-таки отныне человек может рассчитывать ни много, ни мало на бессмертие - он получил возможность тиражировать самого себя столько раз сколько пожелает...

Технология клонирования дает такую возможность, но с другой стороны, подобное желание - не что иное как крайнее проявление себялюбия, эгоизма, гипертрофированного самомнения. Творец не предусмотрел для нас вариант телесного бессмертия.  Говоря словами поэта, "Будь же ты вовек   благословенно, что пришло процвесть и умереть".

§3. Причины генных мутаций.

В естественных условиях мутация появляется под влиянием факторов внешней и внутренней среды и обозначается термином "естественные (или спонтанные) мутации".

          Причиной генных, или так называемых точечных, мутаций является замена одного азотистого основания в молекуле Д.Н.К. на другое, потеря, вставка, или перестановка азотистых оснований в молекуле Д.Н.К. Отсюда следует - ген мутирующий у человека могут развиться патологические состояния, патогенез которого различен.

          На факторы вызывающие мутации на генном уровне оказало соответствующее влияние окружающей среды (подагру, некоторые формы сахарного диабета). Подобные заболевания чаще проявляются при постоянном воздействии неблагоприятных или вредных факторов окружающей среды (нарушение режима питания и др.).  Мутация гена может повлечь за собой нарушение синтеза белков, выполняющих пластические функции. Вероятная причина таких заболеваний синдром Элерса - Данлоса.

          В стадии изучения находится заболевания, в основе которых лежит недостаточность механизмов восстановления измененной молекулы Д.Н.К.

Генная мутация может привести к развитию иммунодефецитных болезней (аплазия вилочковой железы в сочетании агаммагло-булинемией). Причиной аномальной структуры гемоглобина является замена в молекуле остатка глутаминовой  кислоты на остаток валина.

Известен ряд мутаций генов, контролирующих синтез факторов свертывания крови.

          Генные мутации могут быть причиной нарушения транспорта различных соединений через клеточные мембраны. Они связаны с нарушением функций мембранных механизмов и с дефектами в некоторых системах.

Если мутация на генном уровне возникает при действии различных физических, химических, биологических факторов, то это  называют мутагенезом. Основой мутации являются первичные повреждения в молекуле Д.Н.К.

§4. Генетика пола.

          В кариотипе человека из 46 хромосом 44 одинаковы у всех особей, независимо от пола (эти хромосомы называют аутосомами), а одной парой хромосом, называемых половыми, женщины отличаются от мужчин. Это общебиологическая закономерность для всех живых организмов, размножающихся половым путем. У женщин 2 половые хромосомы одинаковы (гомологичны), из называют X-хромосомами. У мужчин пара половых хромосом представлена гетерохромосомами, так как они неодинаковы: одна из них X-хромосома (т.е. такая же, как у женщин), другая У – хромосома. В основе определения пола у человека лежит хромосомный механизм, реализующийся в момент оплодотворения. Поскольку у женщин половые хромосомы одинаковы, то каждая яйцеклетка несет Х-хромосому, такой пол называют гомогаметным. У мужчин в процессе гаметогенеза формируется два типа гамет в равной пропорции: Х – сперматозоиды и У – сперматозоиды. Это биологическая закономерность, обусловленная механизмом мейоза. Мужской пол называется гетерогаметным. Хочется отметить, что теоретически соотношение полов должно быть 1:1. Это статистическая закономерность, обеспечиваемая условием равновероятной встречи гамет. Пол будущего потомка всегда определяет гетерогаметный пол (т.е. мужской). При патологии не расхождения половых хромосом в гаметогенезе решающим фактором в определении пола у человека является наличие У – хромосомы или ее фрагмента. В таких случаях при любом числе Х–хромосом будет формироваться мужской пол. В случае отсутствия У-хромосомы или ее фрагмента будет формироваться женский пол (табл. 1).

Таблица 10.

Хромосомный механизм определения пола у человека в норме и при нерасхождении Х-хромосом

Х

ХХ

О

Х

ХХ

Нормальная женщина

ХХХ

Трисомия по Х-хромосоме

ХО синдром

Шерешевского-Тернера

У

ХУ

Нормальный мужчина

ХХУ

Синдром Клайнфельтера

УО гибнет на эмбриональном уровне