Российские учёные вырастили трансгенную козу для терапии опухолей

Биотехнологии, бесспорный прорыв в истории цивилизации, можно и нужно совершенствовать. Первые вещества, полученные с использованием биотехнологий, добывали из простых организмов, таких как бактерии. Однако бактерии при всей их привлекательной простоте строения и разведения очень далеки от человека, и часто белки, получаемые с их помощью, не совсем соответствуют желаемым. Млекопитающие в этом смысле гораздо удобнее, поскольку в их клетках система синтеза белков сходна с таковой человека. Сейчас ведутся работы по созданию трансгенных животных, способных производить требуемые гормоны, ферменты или другие белки.

Учёные из Новосибирска совместно с бразильскими коллегами получили трансгенных коз, способных вырабатывать белок, стимулирующий кроветворение в костном мозге, что важно при реабилитации раковых больных после удаления опухолей. Животные полностью здоровы и выделяют с молоком большое количество требуемого белка.

• 
• Животное, которое может обеспечить будущее тысяч онкобольных. А с виду - коза как коза.

При упоминании термина «трансгенное животное» на ум чаще приходят мыши, чем козы. Действительно, разнообразных линий мышей с искусственно изменённой ДНК сейчас уже великое множество, но почти все они используются в научных исследованиях и приносят скорее новую информацию, но не коммерческую пользу. Держать в лаборатории стадо копытных (а большинство лабораторных животных за свою жизнь участвует лишь в одной серии экспериментов) – сомнительное и дорогое удовольствие. Зато разводить трансгенных коз в коммерческих целях гораздо удобнее, чем мышей: можно сделать так, что нужный белок животное будет выделять с молоком, а удой от козы вполне значительный, чего нельзя сказать о маленьких грызунах.

 С трансгенными козами российские учёные начали работать более десяти лет назад, когда выращивали животное, дающее молоко с человеческим лактоферрином. На этот раз другая группа учёных из Бразилии и российских Института молекулярной генетики РАН и лаборатории генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН задалась целью создать коз, вырабатывающих человеческий гранулоцит-колониестимулирующий фактор (Г-КСФ).

Трансгенные козы были получены в Бразилии на базе факультета козоводства и овцеводства Университета штата Сеара путём прямого введения ДНК генно-инженерной конструкции в пронуклеус (аналог ядра) оплодотворённых яйцеклеток. В дальнейшем эти яйцеклетки были пересажены реципиентным гормонально стимулированным козам. Инъекции ДНК в пронуклеус – единственный на данный момент способ получения трансгенных животных.

Этот белок стимулирует работу костного мозга – органа, вырабатывающего новые клетки крови и иммунной системы. Такая стимуляция бывает нужна больным, прошедшим операцию удаления злокачественной опухоли. Когда последняя будет вырезана, пациенту пересаживают клетки костного мозга, которые нужно «заставить» работать, чтобы восстановить иммунитет и состав крови. Благодаря терапии с помощью Г-КСФ клетки костного мозга быстро восстанавливаются в численности, и менее чем через месяц кроветворение полностью приходит в норму. Колониестимулирущий фактор можно вводить и при лучевой болезни, и при других нарушениях кроветворения.

Единственный недостаток такого метода лечения – его дороговизна. Полный курс терапии Г-КСФ стоит сейчас 6000–12000 долларов США. Как показало исследование, использование трансгенных коз может существенно снизить эти затраты. Олег Серов, заведующий лабораторией генетики развития Института цитологии и генетики СО РАН, поясняет: «Простые расчёты показывают, что если трансгенная коза секретирует Г-КСФ человека в молоко на уровне 1мг/мл (или 1 грамм на литр), при среднем удое молочной козы 200–300 литров за период лактации потенциально продуцируется 200–300 граммов нужного белка. Конечно, при выделении Г-КСФ из молока будут потери до 70%, но на выходе с литра молока можно ожидать не менее 300 мг препарата. Терапевтические дозы Г-КСФ – от 5 до 10 мг на полный курс. Из этого следует, что стадо трансгенных коз в 25–30 голов способно обеспечить от 5000 до 9000 литров в год, что потенциально обеспечивает продукцию 1,5–9 килограммов Г-КСФ, то есть покрывает потребности миллионов пациентов».

Команда учёных вырастила два трансгенных животных, самца и самку, они здоровы и дают потомство. Исследование выявило, что все клинические показатели коз в норме, а требуемый белок содержится только в молоке животного, но не в его крови (последнее могло бы плохо сказаться на здоровье козы и означало бы, что экспрессия гена идёт не так, как запланировано). Предыдущие опыты по получению животных, выделяющих гранулоцитарный колониестимулирующий фактор, проходили на трансгенных мышах на базе Института цитологии и генетики СО РАН в Новосибирске. Здесь же на грызунах испытывались и все необходимые генно-инженерные конструкции.

Теперь, когда методика получения трансгенных животных, выделяющих Г-КСФ, отработана, можно поставить производство белка на промышленную, коммерческую основу. Конкретных договорённостей с биотехнологическими компаниями у учёных пока нет, но хочется верить, что всё ещё впереди и такой многообещающий проект найдёт практическое воплощение, пользу которого смогут оценить реальные пациенты.

Источник информации:

Moura RR, Albuquerque ES, Melo CH, Alcântara-Neto AS, Batista RI, Nunes-Pinheiro DC, Pereira AF, Teixeira DÍ, Melo LM, Serova IA, Andreeva LE, Serov OL, Freitas VJ, Dynamics of recombinant hG-CSF in transgenic goat: preliminary study in the founder during hormonally induced lactation. Animal Biotechnology, 24, 2013, 10–14.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.