Здоровый ребенок - мечта каждого родителя. И если от простуды или ссадин можно уберечься или вылечиться, то генетические заболевания чаще всего не оставляют надежды. На лечение и уход за детьми с наследственной болезнью государство вынуждено тратить огромные средства. Не говоря о том, с какими трудностями сталкиваются родители, когда у ребенка выявляют наследственное заболевание.

Можно ли предотвратить рождение ребенка с генетической болезнью и пороками развития?

Как это бывает?

Для начала давайте разберемся в основных понятиях медицинской генетики. Как известно, в процессе репродукции «участвуют несколько сторон»: мать, отец, плод. Генетическая информация, передаваемая от родителей потомству, содержится в половых клетках - сперматозоидах и яйцеклетках. Нарушения в процессе образования и созревания половых клеток могут приводить к генетическому дисбалансу, порокам органов у зародыша и плода. Врожденный порок - это нарушение строения и нормальной функции органа во время развития зародыша (то есть во время беременности), которые выявляются сразу после рождения ребенка. Врожденные пороки чрезвычайно разнообразны, например расщелина грубы, неба, трехкамерное сердце, дополнительный 6-й пальчик на кистях рук или ног.

Серьезный генетический дисбаланс у зародыша в подавляющем большинстве случаев приводит к остановке развития и отторжению плодного яйца на очень ранних стадиях развития (в первые дни или даже часы после зачатия) и не сопровождается задержкой месячных или другими признаками беременности.

В некоторых случаях генетические нарушения у супругов приводят к сниженной или абсолютной неспособности сперматозоидов или яйцеклеток к зачатию. Семейная пара может иногда годами обследоваться и лечиться по поводу бесплодия или невынашивания беременности, не подозревая, что главной причиной являются генетические факторы. Своевременное выявление подобных нарушений дает возможность выбрать альтернативные пути лечения бесплодия.

Что вызывает генетическую болезнь?

1. Дефект в гене или хромосоме. Первая и наиболее частая причина - это дефект в структурах, которые веками хранят информацию о развитии человека, его способностях и внешнем виде - хромосомах и генах. Если в гене или хромосоме возникает «поломка», например, утрата маленькой их части, то может оказаться, что как раз та часть, которая выпала, несет важную функцию и отвечает за нормальное строение, например, сердца или глаза. В результате дефекта в гене и хромосоме во время беременности у ребенка развитие органа или ткани идет по неправильной схеме и при рождении врач видит у малыша порок.

2. Второй, немаловажной причиной является действие на беременную любых факторов окружающей среды . Например, сильного радиоактивного излучения или химических ядов в больших дозах.

Широко применяемые в промышленности и сельском хозяйстве бензин, формальдегид, ядохимикаты, свинец, пары ртути могут вызвать выкидыш или внутриутробную смерть ребенка.

3. Также к порокам у ребенка могут привести лекарства . Например, талидомид, который малотоксичен для взрослого организма, при приеме на 4-10-й неделе беременности приводит к укорочению костей рук, недоразвитию пальцев кисти, нарушению строения уха, глаз. Противосудорожные препараты, при приеме во время беременности, приводят к дефициту фолиевой кислоты, что может также вызвать нарушение развития органов. Именно поэтому женщинам, которые длительное время получают противосудорожные препараты, рекомендуют во время беременности дополнительно назначать прием фолиевой кислоты. Действие противоопухолевых препаратов направлено на снижение деления «злых» клеток в организме, применение таких препаратов во время беременности замедляет рост клеток плода и приводит к порокам развития.

4. Прием во время беременности алкоголя может вызвать целый комплекс нарушений, который называется алкогольная эмбриофетопатия .

5. Вирусные инфекции во время беременности могут привести к выкидышу или вызвать пороки развития плода. Одной из самых опасных инфекций для будущей мамы является краснуха. Вирус краснухи для беременной наиболее опасен в течение первых 3 месяцев беременности и приводит к порокам глаз, сердца, внутренних органов, отставанию ребенка в психическом развитии. Существуют и другие инфекции, опасные для организма будущего ребенка, например, герпес, цитомегаловирус, токсоплазмоз. При острой инфекции у женщины, особенно в первом триместре беременности, они способны неблагоприятно воздействовать на плод. Именно поэтому подобные инфекции называют внутриутробными. Обследование на внутриутробные инфекции желательно провести до зачатия, когда еще возможно предотвратить их влияние на плод.

6. Возраст родителей. Поскольку половым клеткам человека, как и всему организму, присущи общебиологические законы развития, зрелости, увядания, естественно ожидать более частого рождения детей с пороками у юных родителей или у матерей в возрасте старше 35 лет. Учащение рождения детей с врожденными пороками у немолодых родителей связано со «старением» половых клеток и накоплением с возрастом в них дефектов генов и хромосом. Чем старше родители, тем чувствительнее яйцеклетки женщины к повреждающим факторам окружающей среды, и больше вероятность накопить дефекты половых клеток. Чем младше родители, тем более половые клетки незрелы, тем вероятнее развитие пороков опорно-двигательной и дыхательной системы.

Профилактика - до зачатия

• Перед зачатием требуется оздоровление двоих супругов : им рекомендуется отказаться от курения, алкоголя, по возможности ограничить контакты с вредными производственными факторами.

• Второй важной задачей является дородовая профилактика различных заболеваний . Если семья заблаговременно занялась вопросом подготовки к зачатию ребенка, то рекомендовано обследование супругов для выявления у них различных инфекционных, эндокринных и других заболеваний. Гормональные изменения, хронические инфекции, особенно половых путей, могут нарушить процессы созревания половых клеток и формирование эмбриона.

• С целью выявления различных нарушений женщине до зачатия необходимо провести исследование крови и мазка на наиболее распространенные бактериальные и вирусные инфекции, такие как хламидии, микоплазмы, уреаплазмы, герпес I и II типа, папиллома-вирус, цитомегаловирус, вирус краснухи. Наиболее точным и достоверным методом исследования является поиск ДНК или РНК самого вируса или бактерии (метод ПЦР полимеразная цепная реакция). Однако в некоторых случаях применяется метод поиска антигенов («злых» белков) и антител (белков-борцов). Такой метод применяется, например, при вопросе с краснухой (метод ИФА иммуноферментный анализ).

• Будущим родителям, и маме, и папе, необходимо принимать поливитаминные препараты в течение 2-3 месяцев перед зачатием. Одним из самых важных витаминов для профилактики развития пороков нервной системы у плодов является фолиевая кислота. Она необходима для деления клеток, роста и развития всех органов и тканей, нормального развития зародыша, процессов кроветворения. Фолиевая кислота принимает участие в образовании эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, т. е. всех форменных элементов крови. В этой связи достаточное содержание фолиевой кислоты в рационе очень актуально, а профилактическая дозировка должна составлять не менее 400 мкг в сутки. Это особенно важно в первом триместре беременности, когда формируются и основные структуры нервной системы плода, правильная закладка которых во многом обеспечивается фолиевой кислотой. Также поливитамины должны содержать аскорбиновую кислоту, кальций, витамины группы В. Рацион питания супругов обогащается продуктами, также содержащими фолиевую кислоту: зеленые листовые овощи, морковь, бобовые, отруби, злаки, орехи, дрожжи, апельсины, бананы, корнеплоды, тыква. Подобная терапия нормализует обменные процессы в клетках и создает благоприятные условия для внутриутробного развития плода.

Кому нужно обратиться к генетику ещё до наступления беременности?

Однако, есть ситуации, когда несмотря на здоровье супругов, им все же необходимо проведение дополнительного углубленного обследования у врача-генетика.

Существует такое понятие, как группы генетического риска, т. е. семьи, у которых можно с высокой вероятностью предполагать наличие или развитие генетической болезни у будущего ребенка.

В эти группы входят:

кровнородственные браки (брак между двоюродными и троюродными братьями и сестрами, племянницей и дядей и т. п.);

женщины старше 35 и мужчинам после 40 лет;

супружеские пары, имеющие ребенка с наследственными болезнями или с множественными врожденными пороками развития;

семьи, в которых кто-то из близких родственников страдает наследственной болезнью;

семьи, имеющие повторные выкидыши, рождение мёртвого ребёнка, бесплодие без установленной медицинской причины;

будущие родители, на которых воздействовали неблагоприятные факторы: радиация, длительный контакт с вредными химическими веществами, употребление в лекарств с тератогенным действием (т. е. вызывающими пороки и гибель плода), употребление наркотиков.

Для таких семей обязательна консультация у врача-генетика.

Как проходит медико-генетическое консультирование?

К сожалению, очень редко к генетику обращаются здоровые родители, планирующие ребенка. Обычно врач-генетик имеет дело с ситуацией, когда женщина долго не может забеременеть или когда в семье уже рождается больной ребенок.

Консультация врача-генетика начинается с уточнения диагноза наследственного заболевания в семье. Прежде всего, проводится беседа с будущими родителями. Но к такой беседе нужно подготовиться, тщательно расспросив, насколько это возможно, всех ближайших родственников о том, не случалось ли в их семьях рождения детей с пороками, умственно и физически неполноценных детей, повторных выкидышей, бесплодия, кровнородственных браков. Если имеются доподлинно известные случаи наследственных заболеваний, выясняют, кто из родни - мужчины или женщины - страдали этим недугом.

В медико-генетической консультации также определят тяжесть возможного наследственного заболевания. Расскажут, в чем его суть, с чем оно связано и возможны ли его профилактика и лечение.

На основании полученной от родителей информации врач-генетик поможет оценить риск рождения больного ребенка, объяснит вероятность неблагоприятного исхода беременности, поможет женщине решить вопрос о возможности рождения здорового ребенка, объяснит существующие методы дородовой диагностики и поможет обеспечить проведение необходимых диагностических тестов и исследований.

Маленький пациент

Однако в жизни часто встречаются такие ситуации, когда новая жизнь уже зародилась, а родителей и врачей очень волнует вопрос: здоров ли будущий ребенок? Внутриутробное исследование ребенка еще до его рождения, направленное на выявление у плода наследственных заболеваний и пороков развития называется пренатальной диагностикой . Проще говоря, цель пренатальной диагностики - определить, здоров ли развивающийся в утробе матери ребенок?

Методы пренатальной диагностики позволяют точно определить наличие патологии у плода, что необходимо семье для принятия взвешенного решения о судьбе данной беременности: продолжать вынашивание или нет?

Существуют различные методы пренатальной диагностики.

1. Неинвазивные методы (не требующие вмешательства в матку) абсолютно безопасны и включают ультразвуковое исследование плода и определение биохимических маркеров в крови беременной.

Первое УЗИ плода проводится в сроке 11-12 недель, для того чтобы определить первые симптомы и самые грубые признаки нарушения развития плода, оценить жизнеспособность, определить число плодов, уточнить срок беременности. Второе УЗИ в 18-22 недели. Основное внимание врача обращено на строение плода: его размер, соответствует ли размер плодика сроку беременности, рассматриваются ручки ножки головка, исследуется сердечко и другие органы. Третье УЗИ направлено на изучение темпов роста малыша и строения его органов для выбора тактики родов.

Мамам следует помнить, что УЗИ может только констатировать факт нарушений, но не объяснить их причину.

Одним из важных методов дородовой диагностики является биохимический скрининг - исследование в крови беременной женщины специальных белков, нарушение концентрации которых может указать на возможное нарушение развития плода.

2. Инвазивные методы (вмешательство в матку женщины с целью взятия материала плода) проводятся в случае высокого риска генетического заболевания по строгим показаниям.

В наши дни появились эффективные методы лечения многих пороков. Задача врача при этом предоставить семье максимально полную информацию о выявленной патологии, возможностях ее лечения, прогнозе жизни и повторном риске (при последующих беременностях). Всестороннее обследование женщины и плода дает возможность врачу-генетику с высокой долей вероятности предположить генетическую болезнь и определить тактику ведения беременности.

Необходимо помнить, что никакой опыт ваших знакомых, якобы оказавшихся в похожей ситуации, не применим к другой семье. Весь смысл генетического консультирования состоит в определении прогноза именно в каждом отдельном случае.

В заключение

Очень часто, если в семье не проводилась дородовая диагностика, и родился больной ребенок, родственники со стороны отца обвиняют в этом женщину. Возникают конфликты, эмоциональная напряженность в семье. Дело порой доходит до развода. А самое страшное, когда женщина начинает верить, что она «не способна» иметь здорового малыша, что у нее «что-то не так», и в дальнейшем отказывается от рождения детей.

Консультация в медико-генетическом центре поставит все точки над i. Как уже говорилось, «виноваты», как правило, оба родителя. Беседа с врачом-генетиком поможет уладить конфликты в семье.

Если вы любите друг друга, не мыслите свою жизнь в разлуке, то инфекции и «больные» гены не явятся поводом для расставания. Медико-генетическое консультирование и современные методы пренатальной диагностики позволят избежать рождения ребенка с наследственными заболеваниями. Ведь самое главное - это здоровье родителей и ребенка и любовь и поддержка супругов в семье.

Анна КУЛЬПАНОВИЧ ,
педиатр-генетик, младший научный сотрудник
лаборатории медицинской генетики и мониторинга врожденных пороков развития
ГУ РНПЦ «Мать и дитя»

Новый экспресс-тест, проходящий сейчас клинические испытания, способен выявлять у супружеских пар почти 600 генетических мутаций , чреватых развитием тяжелых недугов у их потомства. Но и он не является панацеей...

Людей , вообще не имеющих генетических дефектов, на свете просто не бывает - что вполне понятно, если иметь в виду огромное количество генов и сложность их структуры. Казалось бы, все мы должны по этой причине страдать множеством наследственных заболеваний . Однако у подавляющего большинства населения планеты этих недугов нет. Это объясняется тем, что в геноме каждого человека гены представлены двумя копиями, так называемыми аллелями - одной от отца, другой от матери, - и дефектные копии являются рецессивными , не проявляют себя, поскольку нейтрализуются здоровыми доминантными копиями . Лишь в ситуации, когда и у отца, и у матери имеется дефект одного и того же гена, а ребенок наследует от каждого из родителей именно рецессивную аллель этого гена, недуг себя проявит. Таких системных болезней с аутосомно-рецессивным типом наследования сегодня насчитывается более тысячи. Самая известная из них - муковисцидоз, или кистозный фиброз , однако подавляющее большинство встречается столь редко, что неспециалисты даже названий таких, как правило, не слышали, пишет dw-world.de .

Амавротическая идиотия - болезнь неизлечимая

Типичным примером такого экзотического заболевания может служить амавротическая ювенильная идиотия , она же нейронный восковидный липофусциноз , она же болезнь Штока-Шпильмайера-Фогта , она же болезнь Баттена-Мейо , она же болезнь Отмана . Стивен Кингсмор (Stephen F. Kingsmore), видный американский врач-педиатр, специалист в области наследственных заболеваний и директор Центра геномики и биоинформатики при Детском госпитале в Канзас-сити, рассказывает об одной из своих пациенток - 10-летней Кристиане Бенсон (Christiane Benson): "Заболевание было у нее диагностировано в марте 2008 года, ей тогда только-только исполнилось 8 лет. Она казалась совершенно здоровым ребенком, как вдруг у нее начались проблемы со зрением. Сегодня она практически полностью ослепла. Правда, девочка продолжает ходить в школу, на этом настаивают ее родители, но они сами же мне сказали, что она не в состоянии запомнить ничего из того, чему ее там учат".

Стивен Кингсмор знает, что прогноз неутешителен: физические и умственные способности несчастной девочки будут продолжать убывать, и она едва ли доживет до 18 лет. Родители ребенка понятия не имели о том, что страдают одним и тем же генетическим дефектом , пока он не проявился у их дочери, потому что у каждого из них доминантной была здоровая копия этого гена, она и возобладала, а Кристиана унаследовала и от матери, и от отца рецессивную дефектную аллель . Никакого лечения медицина таким больным предложить пока не может.

Один фонд - две цели

"Отец Кристианы возглавляет одну из биотехнологических компаний, - говорит Стивен Кингсмор. - Трагедия дочери побудила его к активным действиям. Он основал благотворительный фонд и собрал довольно много денег, преследуя при этом две цели: во-первых, найти хоть какой-то способ лечения того конкретного заболевания, которым страдает Кристиана, а во-вторых, побороть вообще все болезни с аутосомно-рецессивным типом наследования".

Эта вторая цель и побудила отца безнадежно больной девочки обратиться к Стивену Кингсмору. Глава благотворительного фонда поставил перед ученым задачу: разработать экспресс-тест, который позволил бы супружеским парам заранее узнавать об имеющихся в их геноме опасных мутациях , чреватых развитием тяжелых наследственных заболеваний у их потомства. В принципе, отдельные тесты на некоторые из таких заболеваний - например, на муковисцидоз - уже существуют, однако они не идут ни в какое сравнение с тем, что удалось теперь разработать Стивену Кингсмору и его коллегам: их тест "прочесывает" геном сразу на без малого 600 наследственных болезней, причем для этого анализа достаточно нескольких капель крови.

"Мы испытали наш тест на 104 пациентах, - говорит Стивен Кингсмор. - Про большинство из них было заранее известно, что в их геноме имеются опасные мутации , но нам было важно убедиться, что наш тест действительно функционирует и надежно выявляет все мутации . Так вот, надежность теста составила 99,98 процента".

Тест решает старые проблемы и создает новые

На середину нынешнего года намечен следующий, значительно более обширный этап испытаний. Вероятно, в нем примет участие и берлинская университетская клиника Charit&覡. Таким образом, недалек тот день, когда уникальный экспресс-тест войдет в повседневную клиническую практику. А это совершенно новая ситуация - и для пациентов, и для медиков, - считает Петер Проппинг (Peter Propping), профессор генетики Боннского университета: "Если оба родителя характеризуются смешанной наследственностью относительно одной и той же мутации , то вероятность, что их ребенок окажется больным, составляет 25 процентов.

Исходя из этого, они могут поступить следующим образом: либо вообще отказаться от намерения завести детей; либо рискнуть - в надежде, что им повезет; либо произвести пренатальную (до есть дородовую) диагностику на предмет выявления у плода данного заболевания и в случае неблагоприятного результата прервать беременность ; либо, наконец, решиться на искусственное оплодотворение с предимплантационной диагностикой, что позволит отсеять дефектные эмбрионы и получить здоровое потомство".

Иными словами, экспресс-тест , разработанный Стивеном Кингсмором, ставит супружеские пары перед очень непростым выбором. А кроме того, этот тест, хоть и способен идентифицировать почти 600 недугов, сам же порождает новые проблемы. "Некоторые из этих наследственных заболеваний вполне поддаются лечению, а потому, в общем-то, не должны служить поводом для беспокойства, - поясняет профессор Проппинг. - Не следует забывать и еще об одном аспекте: если такие тесты начнут проводиться в массовом масштабе, то исчезнет стимул к разработке терапии этих заболеваний. Клиники и фармацевтические концерны станут ссылаться на то, что новый тест позволяет просто-напросто избежать таких болезней".

Так или иначе, каждой супружеской паре предстоит самой решать, проводить такой тест или нет. Однако очень важно, считает Стивен Кингсмор, чтобы при этом они обязательно обратились за консультацией к специалисту.

Излечимы ли наследственные болезни?

Однозначного ответа этот вопрос не имеет, потому что среди великого множества наследственных болезней есть и легкие, и тяжелые, но поддающиеся лечению, и неизлечимые. В принципе для излечения заболевания важно не столько его происхождение - наследственное или ненаследственное, сколько сама возможность воздействовать на механизмы развития болезни.

Подходы к лечению наследственных заболеваний носят самый разнообразный характер и включают практически весь арсенал современной медицины. Например, при многих врожденных пороках развития возможно хирургическое лечение, причем в значительной части случаев дефекты устраняются полностью. При наследственных нарушениях обмена веществ иногда достаточно исключить из пищи некоторые продукты, как развитие заболевания может приостановиться или вовсе прекратиться. Такое назначение специальных диет исключает накопление в организме токсических продуктов нарушенного метаболизма, а в результате развитие ребенка нормализуется. При эндокринных болезнях нередко дает хороший лечебный эффект заместительная гормональная терапия. При наследственной кровоточивости эффективны препараты, повышающие свертываемость крови, в частности при гемофилии, - антигемо-фильный глобулин.

Эти и многие другие примеры свидетельствуют о том, что мнение о фатальной обреченности больных с наследственными болезнями постепенно становится все менее и менее обоснованным. Необходимо помнить, что лечение может быть эффективным только в случае своевременного его назначения, а это возможно при ранней диагностике заболеваний, пока в организме не наступили необратимые изменения.

Однако все еще очень многие наследственные болезни лечатся плохо или вообще не поддаются лечению. Многие больные являются пожизненными инвалидами или умирают гораздо раньше срока, отпущенного природой людям.

Лечение большинства таких заболеваний носит только симптоматический характер, не устраняя основных звеньев патологического процесса. Перспективы же направленного изменения мутантных генов (их контроля), или по крайней мере компенсации их нарушенных функций, еще далеки от практического применения. Поэтому на современном этапе более эффективно профилактическое направление борьбы с наследственными болезнями - предупреждение появления больных.

Миодистрофия Дюшенна — одно из нечасто встречающихся, но все же относительно распространенных генетических заболеваний. Болезнь диагностируется в трех-пятилетнем возрасте, обычно у мальчиков, проявляясь поначалу лишь в затрудненных движениях, к десяти годам страдающий такой миодистрофией уже не может ходить, к 20−22 годам его жизнь заканчивается. Она вызвана мутацией гена дистрофина, который находится в Х-хромосоме. Он кодирует белок, соединяющий мембрану мышечной клетки с сократительными волокнами. Функционально это своеобразная пружина, обеспечивающая плавное сокращение и целостность клеточной мембраны. Мутации в гене приводят к дистрофии скелетных мышечных тканей, диафрагмы и сердца. Лечение заболевания носит паллиативный характер и позволяет лишь немного облегчить страдания. Однако с развитием генной инженерии появился свет в конце тоннеля.

О войне и мире

Генная терапия — это доставка внутрь клетки конструкций на основе нуклеиновых кислот для лечения генетических заболеваний. С помощью такой терапии можно исправить генетическую проблему на уровне ДНК и РНК, меняя процесс экспрессии нужного белка. Например, в клетку можно доставить ДНК с исправленной последовательностью, с которой синтезируется функциональный белок. Или, напротив, возможны удаления определенных генетических последовательностей, что также поможет уменьшить вредные последствия мутации. В теории это просто, однако на практике генная терапия базируется на сложнейших технологиях работы с объектами микромира и представляет собой совокупность передовых ноу-хау в области молекулярной биологии.

Инъекция ДНК в пронуклеус зиготы — одна из самых ранних и наиболее традиционных технологий создания трансгенов. Инъекция производится вручную с помощью сверхтонких игл под микроскопом с 400-кратным увеличением.

«Ген дистрофина, мутации которого порождают миодистрофию Дюшенна, огромный, — рассказывает директор по развитию биотехнологической компании «Марлин Биотех», кандидат биологических наук Вадим Жерновков. — Он включает в себя 2,5 млн пар нуклеотидов, что можно было бы сравнить с количеством букв в романе «Война и мир». И вот представим себе, что мы вырвали из эпопеи несколько каких-то важных страниц. Если на этих страницах описываются существенные события, то понимание книги было бы уже затруднено. Но с геном все сложнее. Найти другую копию «Войны и мира» несложно, и тогда недостающие страницы можно было бы прочитать. Но ген дистрофина находится в X-хромосоме, а у мужчин она одна. Таким образом, в половых хромосомах у мальчиков при рождении хранится лишь одна копия гена. Другую взять негде.

Наконец, при синтезе белка из РНК важно сохранение рамки считывания. Рамка считывания определяет, какая группа из трех нуклеотидов считывается как кодон, что соответствует одной аминокислоте в белке. Если произошло удаление в гене фрагмента ДНК, не кратное трем нуклеотидам, происходит сдвиг рамки считывания — кодировка изменяется. Это можно было бы сравнить с ситуацией, когда после вырванных страниц во всей оставшейся книге все буквы заменятся на следующие по алфавиту. Получится абракадабра. Вот то же самое происходит с неправильно синтезируемым белком».

Биомолекулярный пластырь

Один из эффективных методов генной терапии для восстановления нормального синтеза белка — пропуск экзонов с помощью коротких нуклеотидных последовательностей. В «Марлин Биотех» уже отработана технология работы с геном дистрофина с помощью такого метода. Как известно, в процессе транскрипции (синтеза РНК) сначала формируется так называемая прематричная РНК, заключающая в себе как кодирующие белок участки (экзоны), так и некодирующие (интроны). Далее начинается процесс сплайсинга, в ходе которого интроны и экзоны разъединяются и формируется «зрелая» РНК, состоящая только из экзонов. В этот момент некоторые экзоны можно заблокировать, «залепить» с помощью особых молекул. В итоге в зрелой РНК не окажется тех кодирующих участков, от которых мы предпочли бы избавиться, и таким образом восстановится рамка считывания, белок будет синтезироваться.

«Эту технологию мы отладили in vitro, — рассказывает Вадим Жерновков, то есть на клеточных культурах, выращенных из клеток пациентов с миодистрофией Дюшенна. Но отдельные клетки — это не организм. Вторгаясь в процессы клетки, мы должны наблюдать последствия вживую, однако привлечь к испытаниям людей не представляется возможным по разным причинам — от этических до организационных. Поэтому возникла необходимость получения модели миодистрофии Дюшенна с определенными мутациями на основе лабораторного животного».

Как уколоть микромир

Трансгенные животные — это полученные в лаборатории животные, в геном которых целенаправленно, осознанно внесены изменения. Еще в 70-е годы прошлого века стало понятно, что создание трансгенов — это важнейший метод исследования функций генов и белков. Одним из самых ранних методов получения полностью генно-модифицированного организма стала инъекция ДНК в пронуклеус («предшественник ядра») зигот оплодотворенных яйцеклеток. Это логично, так как модифицировать геном животного проще всего в самом начале его развития.

На схеме продемонстрирован процесс CRISPR/Cas9, в котором участвуют субгеномная РНК (sgRNA), ее участок, работающий как РНК-гид, а также белок-нуклеаза Cas9, который рассекает обе нити геномной ДНК в указанном РНК-гидом месте.

Инъекция в ядро зиготы — весьма нетривиальная процедура, ведь речь идет о микромасштабах. Яйцеклетка мыши имеет диаметр 100 мкм, а пронуклеус — 20 мкм. Операция происходит под микроскопом с 400-кратным увеличением, однако инъекция — это самая что ни на есть ручная работа. Разумеется, для «укола» применяется не традиционный шприц, а специальная стеклянная игла с полым каналом внутри, куда набирается генный материал. Один ее конец можно держать в руке, а другой — сверхтонкий и острый — практически не виден невооруженным глазом. Конечно, такая хрупкая конструкция из боросиликатного стекла не может храниться долго, поэтому в распоряжении лаборатории есть набор заготовок, которые непосредственно перед работой вытягиваются на специальном станке. Используется особая система контрастной визуализации клетки без окрашивания — вмешательство в пронуклеус само по себе травматично и является фактором риска для выживания клетки. Краска стала бы еще одним таким фактором. К счастью, яйцеклетки достаточно живучи, однако количество зигот, которые дают начало трансгенным животным, составляют лишь несколько процентов от общего числа яйцеклеток, в которые была сделана инъекция ДНК.

Следующий этап — хирургический. Проводится операция по трансплантации микроинъецированных зигот в воронку яйцевода мыши-реципиента, которая станет суррогатной матерью будущим трансгенам. Далее лабораторное животное естественным путем проходит цикл беременности, и на свет появляется потомство. Обычно в помете находится около 20% трансгенных мышат, что также говорит о несовершенстве метода, ибо в нем присутствует большой элемент случайности. При инъекции исследователь не может контролировать, как именно внедренные фрагменты ДНК встроятся в геном будущего организма. Высока вероятность таких комбинаций, которые приведут к гибели животного еще на эмбриональной стадии. Тем не менее метод работает и вполне годен для ряда научных целей.

Развитие трансгенных технологий позволяет производить животные белки, востребованные фармацевтической промышленностью. Эти белки экстрагируются из молока трансгенных коз и коров. Также есть технологии получения специфических белков из куриного яйца.

Ножницы для ДНК

Но есть более эффективный способ на основе целевого редактирования генома по технологии CRISPR/Cas9. «Сегодня молекулярная биология в чем-то подобна эпохе дальних морских экспедиций под парусами, — говорит Вадим Жерновков. — Практически каждый год в этой науке происходят значительные открытия, которые могут изменить нашу жизнь. Например, несколько лет назад микробиологи обнаружили у давно, казалось бы, изученного вида бактерий иммунитет к вирусным инфекциям. В результате дальнейших исследований выяснилось, что ДНК бактерий содержат в себе особые локусы (CRISPR), с которых синтезируются фрагменты РНК, умеющие комплементарно связываться с нуклеиновыми кислотами чужеродных элементов, например с ДНК или РНК вирусов. С такой РНК связывается белок Cas9, представляющий собой фермент-нуклеазу. РНК служит для Cas9 гидом, помечающим определенный участок ДНК, в котором нуклеаза совершает разрез. Примерно три-пять лет назад появились первые научные труды, в которых разрабатывалась технология CRISPR/Cas9 для редактирования генома».

Трансгенные мыши позволяют создавать живые модели тяжелых генетических заболеваний человека. Люди должны быть благодарны этим крохотным существам.

По сравнению со способом введения конструкции для случайного встраивания, новый метод позволяет подобрать элементы системы CRISPR/Cas9 таким образом, чтобы точно нацелить РНК-гиды на нужные участки генома и добиться целенаправленной делеции или вставки нужной последовательности ДНК. В этом методе тоже возможны ошибки (РНК-гид иногда соединяется не с тем участком, на который его нацеливают), однако при использовании CRISPR/Cas9 эффективность создания трансгенов составляет уже около 80%. «Этот метод имеет широкие перспективы, и не только для создания трансгенов, но и в других областях, в частности в генной терапии, — говорит Вадим Жерновков. — Однако технология находится только в начале пути, и представить себе, что в ближайшее время исправлять генный код людей будут с помощью CRISPR/Cas9, довольно сложно. Пока есть вероятность ошибки, есть и опасность, что человек лишится какой-то важной кодирующей части генома».

Молоко-лекарство

Российской компании «Марлин Биотех» удалось создать трансгенную мышь, в которой полностью воспроизведена мутация, приводящая к миодистрофии Дюшенна, и следующим этапом станут испытания технологий генной терапии. Вместе с тем создание моделей генетических заболеваний человека на основе лабораторных животных — не единственное возможное применение трансгенов. Так, в России и западных лабораториях ведутся работы в области биотехнологий, позволяющие получать важные для фарминдустрии лекарственные белки животного происхождения. В качестве продуцентов могут выступать коровы или козы, у которых можно изменять клеточный аппарат производства содержащихся в молоке белков. Из молока можно экстрагировать лекарственный белок, который получен не химическим способом, а с помощью природного механизма, что повысит эффективность лекарства. В настоящее время разработаны технологии получения таких лекарственных белков, как лактоферрин человека, проурокиназа, лизоцим, атрин, антитромбин и другие.

Рождение ребенка - самое счастливое событие для каждой семейной пары. Ожидание встречи с малышом часто бывает омрачено тревожными мыслями по поводу его здоровья и правильного развития. В большинстве случаев тревоги молодых родителей оказываются напрасными, но порой судьба обходится с еще не рожденным крохой довольно сурово: малыш получает от мамы и папы не только цвет волос, разрез глаз и милую улыбку, но и различные наследственные болезни.

По данным медицинской статистики, вероятность рождения ребенка с наследственной патологией для каждой будущей мамы составляет 3–5%. Например, вероятность рождения детей с синдромом Дауна составляет 1:700. Наиболее тяжело диагностируются и поддаются дальнейшему лечению редкие, так называемые орфанные, заболевания: несовершенный остеогенез, буллезный эпидермолиз, синдром Менкеса, прогерия и многие другие. Как правило, эти генные наследственные болезни создают угрозу для жизни ребенка, значительно снижают ее продолжительность и качество, приводят к наступлению инвалидности. В нашей стране «редкими» принято считать заболевания, проявляющиеся с частотой 1:10000.

Причины наследственных болезней

Каждая клетка человеческого организма несет в себе определенный код, заключенный в хромосомах. Всего у человека их 46: из них 22 пары аутосомные, а 23-я пара хромосом отвечает за пол человека. Хромосомы в свою очередь состоят из множества генов, несущих в себе информацию об определенном свойстве организма. Самая первая клетка, образующаяся при зачатии, содержит 23 материнские хромосомы и такое же количество отцовские. Дефект гена или хромосомы и приводит к возникновению генетических нарушений.

Существуют различные типы генетических нарушений: дефект одного гена, дефект хромосом и комплексный дефект.

Дефект одного гена может передаваться от одного или обоих родителей. Причем, являясь носителем рецессивного гена, мама и папа могут даже не знать о своем заболевании. К таким заболеваниям относятся прогерия, синдром Менкеса, буллезный эпидермолиз, несовершенный остеогенез. Дефект, передающийся с хромосомой из 23 половой пары, называется Х-сцепленным. Каждый человек наследует от матери Х-хромосому, а вот от отца он может получить Y-хромосому (в этом случае на свет рождается мальчик) или Х-хромосому (появляется девочка). Если на Х-хромосоме мальчика обнаруживается дефектный ген, он не может быть уравновешен второй здоровой Х-хромосомой, а потому появляется вероятность развития патологии. Этот дефект может передаваться от матери-носителя заболевания или формироваться совершенно непредсказуемо.

Дефект хромосом - изменение их структуры и числа. В основном такие дефекты образуются при формировании яйцеклеток и сперматозоидов родителей, хромосомный дефект возникает у зародыша при слиянии этих клеток. Такая патология, как правило, проявляется в виде серьезных нарушений в физическом и умственном развитии.

Комплексные дефекты возникают в результате воздействия на ген или группу генов факторов внешней среды. Механизм передачи данных заболеваний все еще не изучен до конца. По предположениям медиков ребенок наследует от родителя особую чувствительность к определенным факторам окружающей среды, под влиянием которых в итоге может развиться заболевание.

Диагностика в до родовый период

Наследственные болезни детей могут быть выявлены еще в дородовом периоде. Так, в последнее время во многих консультациях тест, определяющий уровень содержания гормонов АФП, эстрогена и ЧХГ, проводится всем женщинам между и 18 неделями беременности . Он помогает определить патологии развития ребенка вследствие хромосомных дефектов. Стоит отметить, что данный скрининг позволяет выявить лишь часть генетических нарушений, в то время как современная классификация наследственных болезней представляет собой сложную систему, включающую около двух тысяч болезней, состояний и синдромов.

Будущим родителям следует иметь ввиду, что на основании результатов данного анализа не диагностируется определенное заболевание, а лишь определяется его вероятность и принимается решение о необходимости дополнительных обследований.

Амниоцентез - процедура, во время которой врач с помощью тонкой и длинной иглы делает забор амниотической жидкости, проникая в матку женщины через брюшную стенку. Предварительно женщина направляется на ультразвуковое исследование для определения положения плода и наилучшего места введения иглы. Иногда УЗИ проводится прямо во время процедуры амниоцентеза.

Это исследование позволяет выявить множество хромосомных дефектов, определить степень развития легких ребенка (в случае необходимости родов до запланированного срока), точно определить пол ребенка (при угрозе возникновения заболеваний, связанных с определенным полом). Исследование полученной жидкости занимает несколько недель. Недостаток этой процедуры заключается в том, что она может проводиться на сроке беременности свыше 16 недель , а значит, времени для принятия решения о прерывании беременности у женщины остается очень мало. К тому же в отличие от первого триместра, аборт на таком большом сроке -крайне опасная процедура как для физического, так и для психического здоровья женщины. Риск самопроизвольного аборта после данного исследования колеблется от 0,5 до 1%.

С помощью исследования хориона (ткани, окружающей плод на раннем сроке беременности) также можно определить генетические нарушения у плода, в том числе и диагностировать довольно редкие болезни, такие как буллезный эпидермолиз, несовершенный остеогенез. Во время этой процедуры врач через влагалище вводит тонкую трубку в матку женщины. Кусочки ворсинок хориона всасываются через трубку, а затем отправляются на анализ. Данная процедура безболезненна и может проводиться уже на 9 неделе беременности, результаты исследования будут готовы через один-два дня. Несмотря на очевидные преимущества, данная процедура не слишком востребована из-за высокого риска самопроизвольных абортов (2–3%) и различных нарушений течения беременности.

Показаниями для исследования хориона и амниоцентеза являются:

• возраст будущей мамы больше 35 лет;
• хромосомные дефекты у одного или обоих родителей;
• рождение у семейной пары ребенка с хромосомными дефектами;
• будущие мамы, в семьях которых были Х-сцепленные заболевания.

Если проведенные исследования подтвердили наличие генетического нарушения, родителям, взвесив все «За» и «Против», предстоит сделать, пожалуй, самый трудный выбор в их жизни: сохранить или прервать беременность, поскольку лечение наследственных болезней на данномэтапе, к сожалению, невозможно.

Диагностика после рождения ребенка

Диагностировать редкие генные наследственные болезни можно на основании лабораторных исследований. Вот уже несколько лет во всех родильных домах на пятый день после рождения малыша проводится скрининг новорожденных, в ходе которого диагностируется ряд редких наследственных заболеваний: фенилкетонурия, гипотиреоз, муковисцидоз, галактоземия и адрено-генитальный синдром.

Остальные заболевания диагностируются на основании симптомов и признаков, которые могут проявляться как в период новорожденности, так и спустя много лет после рождения. Симптомы буллезного эпидермолиза и несовершенногоостеогенезав большинстве случаев проявляются сразу после рождения, а диагноз прогерия чаще всего ставится только на 2–3 году жизни ребенка.

Рядовому педиатру очень сложно бывает распознать редкие болезни, врач может просто не заметить их симптомы во время обычного приема. Именно поэтому маме нужно быть очень внимательной по отношению к собственному ребенку и обращать внимание на угрожающие признаки: не по возрасту моторика, появление судорог, недостаточный набор веса, неестественный цвет и запах испражнений. Также поводом для тревоги должно стать резкое увеличение или замедление процесса роста ребенка, это может свидетельствовать о наличии такого заболевания, как карликовость. При появлении подобных симптомов родителям необходимо обязательно обратиться к врачу, настаивая на тщательном обследовании ребенка, ведь своевременная диагностика наследственных болезней и подбор правильной программы лечения могут помочь сохранить здоровье, а порой и жизнь малыша.

Как лечат генетические заболевания?

Хотя большинство наследственных болезней не поддается лечению, современная медицина в состоянии значительно увеличить продолжительность жизни больных детишек, а также улучшить ее качество. На сегодняшний день такие заболевания - не приговор, а скорее образ жизни, позволяющей ребенку нормально развиваться при условии получения необходимого лечения: прием лекарственных препаратов, гимнастика, специальные диеты. Причем чем раньше удается диагностировать, тем более успешно проходит лечение наследственных болезней.

В последнее время все чаще применяются методы пренатального (дородового) лечения: с помощью лекарственных препаратов и даже хирургических операций.

Болезнь ребенка - тяжелое испытание для всей семьи. В этих условиях родителям очень важна поддержка родственников и общение с другими мамами и папами, оказавшимися в аналогичной ситуации. Большую помощь таким семьям оказывают различные сообщества родителей с детишками, имеющими редкие генетические заболевания.

Как предотвратить наследственные заболевания?

Грамотное планирование беременности, основным направлением которого является профилактика наследственных болезней, поможет избежать рождения больного ребенка. Родителям, входящим в группу риска, стоит обязательно посетить врача-генетика:

• возраст родителей −35 лет и выше;
• наличие одного или более детей с наследственным заболеванием;
• редкие заболеванияу супругов или их близких родственников;
• пары, беспокоящиеся по поводу рождения здорового ребенка.

Консультант-генетик на основании данных медицинского обследования, а также информации об истории семьи, заболеваниях, которыми болели родственники, наличии абортов и выкидышей, рассчитывает вероятность рождения ребенка с генетическим заболеванием. Случается, что пара, имеющая большие шансы родить больного ребенка, отказывается от этих планов в данном союзе, а с другими партнерами обзаводятся совершенно здоровыми детишками.

Девочки! Давайте делать репосты.

Благодаря этому к нам заглядывают специалисты и дают ответы на наши вопросы!
А еще, вы можете задать свой вопрос ниже. Такие как вы или специалисты дадут ответ.
Спасибки;-)
Всем здоровых малышей!
Пс. Мальчиков это тоже касается! Просто девочек тут больше;-)

Понравился материал? Поддержите - сделайте репост! Мы стараемся для вас;-)