Передісторія. Уявімо кишкову паличку. У різних штамів цієї бактерії є різна кількість генів, але переважно їх 4200 – зовсім небагато. І з усім цим щастям паличка повинна вижити сама і ще й розмножитися. Зрозуміло, що вона ставиться до свого геному економно й абищо там не триматиме. Але у 1980-х роках під час розшифровування її геному вчені раптом знайшли, здавалося б, беззмістовну послідовність: мало того, що вона складалася з фрагментів ДНК, що повторювалися багато разів, так ще й нічого не кодувала.

Ці послідовності назвали CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами). У різних штамів бактерій ці послідовності відрізнялися. Що вони роблять, ніхто до кінця не розумів, але їх почали застосовувати як маркери: наприклад, компанія з виробництва ензимів і біопродуктів Danisco, щоб запобігти «крадіжці» цінних штамів молочнокислих бактерій для виготовлення закваски.

Прийшли 2000-і і вчені вирішили порівняти CRISPR-послідовності та вже наявні послідовності в ДНК-базах. Виявилося, що CRISPR схожі на геноми вірусів. Відкриття описали у кількох низькорангових журналах і ним ніхто не зацікавився. Тоді ж поруч з CRISPR-послідовностями виявили Cas-гени (Cas – CRISPR associated protein, або CRISPR-асоційований білок).

Група вчених зробила припущення, що білки групи Cas розпізнають вірус завдяки наборам CRISPR-спейсерів (унікальних послідовностей): як тільки РНК з CRISPR збігається з генним матеріалом вірусу, запускається «імунна реакція». Ба більше, у вже згадуваній компанії Danisco провели експеримент: у геном бактерії вбудували нову CRISPR – і вона стала стійкою до вірусу, геном якого повторювала ця CRISPR. Результати опублікували вже не абиде, а в журналі Science.

Проблема. Уся інформація про те, як функціонує наш організм, записана в генах. Літерами A, G, T, C позначають нуклеотиди, з яких складається ДНК. 6,4 млрд нуклеотидів – і навіть однієї помилки достатньо, щоб спричинити генетичне захворювання. Це і синдром Дауна, і серповидноклітинна анемія, і гемофілія, і рак, і ще дуже багато не таких відомих хвороб, спричинених мутаціями, які руйнують життя неймовірній кількості людей.

Ідея. У вчених виникла думка: чому б не боротися з генетичними хворобами, зігравши на випередження – змінюючи ДНК людини ще до народження? Серед групи білків Cas найбільш універсальним виявився Cas9. Для досягнення мети вирішили використати саме поєднання CRISPR і Cas9. І технологія не підвела.

Рішення. Експерименти з CRISPR–Cas9 успішно проводили на бактеріях та в умовах in vitro («у пробірці»), а у 2013 році технологія вийшла на новий рівень – CRISPR–Cas9 запрацював у клітинах еукаріотів (організмів, у чиїх клітинах є ядро – як у людей). А ще через два роки сталося те, що здавалося неможливим: китайські вчені опублікували статтю, де описали свій успішний експеримент з редагування геному людського ембріона. Їм вдалося виправити ген, який відповідав за бета-таласемію (синтез аномального гемоглобіну, що спричиняє анемію).

Якби ембріон вирішили розвивати далі, цілком могла б народитися здорова дитина. При цьому точність редагування була дуже низькою, наукова спільнота відреагувала неоднозначно. Але у 2016 році вчені з США звели вірогідність помилки редагування до нуля і всі визнали – тепер ми можемо змінювати геном людини. Це стало найбільшим науковим відкриттям останніх десятиліть. (Ми вже писали про те, які етичні проблеми ставить перед людством це відкриття.)

Технологія. Як працює CRISPR–Cas9? У живу клітину система потрапляє завдяки «упаковці» з нешкідливих вірусів, що дозволяють проходити крізь мембрани. ДНК людини – дволанцюгова спіраль, що складається нуклеотидів. РНК, що є в CRISPR–Cas9, називають «гідом» – місце, де має відбутися розрив (усього 20-30 нуклеотидів) вона впізнає завдяки комплементарності. Комплементарність – це здатність одних нуклеотидів (A, G) «впізнавати» інші (T, C) й утворювати з ними специфічні стійкі пари, що не дають «розплутатися» спіралі з двох ланцюгів ДНК.

За допомогою ферменту Cas9 зв’язки «розрізаються» і непотрібний фрагмент вилучається. Розрив відновлюється за рахунок природних процесів репарації ДНК під час поділу клітини (при диплоїдному наборі хромосом, коли в кожної є пара, яка підставить дружнє хромосомне плече допомоги) або ж правильний фрагмент ДНК вносять разом з системою CRISPR–Cas9 (при гаплоїдному наборі, коли кожна хромосома є тільки в одному екземплярі).

Що далі? Зараз різні системи CRISPR–Cas9 використовують у найрізноманітніших цілях: для затримки розвитку бокового аміотрофічного склерозу (хвороба, на яку страждав Стівен Хокінг), для лікування міодистрофії Дюшенна, раку, анемії та «очищення» від ВІЛу (елімінація – усунення вірусу з клітини). А завдяки CRISPR-Cas13 (з іншим білком групи Cas) учені навчилися «вимикати» гени.

За допомогою CRISPR–Cas9 відтворюють фільми, внутрішні органи свиней роблять придатними для трансплантації людині, диференційовані клітини перетворюють на стовбурові. Під дією технології «відредаговані» томати не потребують запилення для розмноження, а мурахи перестають реагувати на інших членів колонії, натомість обираючи самітне існування. Хоча до самого методу є багато запитань з етичної точки зору і називати його панацеєю ще рано, ми точно стали на поріг медичної революції та маємо шанс пересмислити усе людське існування.

Моя історія почалася на випускному. Я пошила гарну сукню на замовлення, купила туфлі на 15-сантиметрових підборах – хотіла запам’ятати цей день назавжди. Однак у розпал вечірки в мене почала сильно боліти нога – я ледь не падала від болю. Після обстеження лікар констатував: «Рак. Вражено велику частину кістки. Залишилося жити два місяці». Пам’ятаю, як відповіла: «Тобто я помру? Ні, я здорова. Ви помилилися, от побачите».

Ми вирушили на лікування до Києва, де я зустріла свого янгола-охоронця – лікаря Михайла Васильовича: «Ти особлива, – казав він мені. – І твій випадок особливий. Тобі встановлять ендопротез, і все буде добре». У той час я мріяла про кар’єру моделі і боялася лише одного: що після протезування до кінця життя шкутильгатиму, а моя нога буде спотворена шрамами, і це поставить хрест на моїй мрії. Тож уже наступного дня після операції я встала на милиці та, ігноруючи біль і сльози, почала займатися з реабілітологом.

Через рік мені вдалося перемогти хворобу. Я довела всім, хто не вірив: дитячий рак – не вирок. Головне – знайти свою мрію і поставити собі мету. Тоді ти переможеш усе!

Довідка Platfor.ma

Хвороба Альцгеймера – це захворювання нервової системи, причиною якого може стати спадковість, травми голови, стреси та потрясіння, інфекції, інші проблеми зі здоров’ям, асоціальний спосіб життя тощо. В більшості випадків у зоні ризику знаходяться люди віком від 65 років. Спочатку симптоми не носять специфічного характеру – запаморочення, легка розсіяність, головний біль. Діагностувати хворобу можна після повного обстеження, в тому числі МРТ мозку та бесіди з психотерапевтом.

 

Далі у людини значно погіршується пам’ять, їй стає складно рахувати та розуміти себе, орієнтуватися у просторі та часі, погіршується мовлення й хворий перестає впізнавати навіть близьких. Людина з таким діагнозом стає абсолютно безпорадною та вкрай вразливою, їй потрібні постійний догляд та увага. Зараз ефективного лікування хвороби Альцгеймера не існує, можливо тільки полегшити симптоми.

– Вашій мамі близько року тому поставили діагноз – хвороба Альцгеймера. Чи були якісь передумови, як ви зрозуміли, що щось не так?

– Мама жила в місті Ромни на Сумщині та завжди була трохи неуважною й спокійною. Я на той час вже 10 років працювала в Києві та рідко приїжджала додому – тобто, коли ми спілкувалися по телефону, я не помічала, що щось не так. А ось рік тому мені почали дзвонити з її роботи – вона працювала продавцем у магазині, – і говорити, що то у неї вкрали гроші, то стягнули сумку, то вона неправильно дала здачу, то в недозволеному місці залишила речі. Тоді я й приїхала додому, щоб все перевірити.

Я зрозуміла, що щось не так, коли попросила маму приготувати мої улюблені млинчики. Вона знала цей рецепт напам’ять, адже робила їх мільйон разів, а в цей мій приїзд переплутала всі інгредієнти, поклала взагалі щось зайве, отже страва не вдалася. Мама зізналася, що давно собі не готує – на той момент вона вже схудла, а зараз скинула з 73-74 кілограмів до 50-ти. Також одного разу я побачила, як вона поставила електричний чайник кип’ятитися на плиту. Стало ясно, що це не просто неуважність – є проблема.

Ще був один показовий момент – вона розповідала, що хотіла зробити на Новий рік шубу та зобразити на ній годинник, але не змогла. Я згадала про тест на деменцію, в якому потрібно було намалювати циферблат і час на ньому – 13:45. Мама довго пручалася, адже не розуміла, що я взагалі від неї хочу. У підсумку вона намалювала всі частини циферблата в різних місцях – цифри праворуч, коло зліва, стрілки десь вгорі. Я дивилася багато фільмів про хворобу Альцгеймера, тож почитала докладніше про неї та зрозуміла, що симптоми дуже схожі. Звичайно, мені не хотілося в це вірити, можна було просто списати все на проблеми з пам’яттю.

Мама стала часто яскраво згадувати, що було в юності, розповідати про цей час, про своє навчання в Харкові, про свою першу любов. А ось який сьогодні рік або день, зима чи літо на вулиці, коли вона народилася, що робила протягом дня або скільки років її доньці – цього вона не знає.

Коли Кеті Перрі записувала поп-сингл про підліткову закоханість «Teenage Dream», вона навряд чи замислювалася про те, наскільки правдоподібно звучать слова «we can dance until we die». 500 років тому жителі Страсбурга прийняли цей челендж заднім числом, спонтанно віддавшись дійству, яке згодом охрестять танцювальною лихоманкою.

Все почалося з того, що така собі фрау Троффеа вийшла на міську вулицю і просто почала танцювати. Нестандартний з самого початку порив став зовсім незрозумілим, коли до неї стали приєднуватися інші мешканці: до кінця тижня їх стало 35, до кінця місяця — 400. Люди не переставали танцювати аж до повної знемоги. Втома, голод, відсутність відпочинку та сну стали причиною виснаження організму, масових інсультів і серцевих нападів. В окремі відрізки часу від танцювальної лихоманки щодня вмирало близько 15 осіб.

Місцеві медики були повністю спантеличені та перебирали всі можливі причини повального божевілля: від комбінацій зірок до містичних факторів. В результаті міська влада не придумали нічого кращого, ніж спробувати вирішити проблему, допомігши їй. На вулиці встановили дерев’яну танцпідлогу і запросили музикантів, щоб допомогти зараженим швидше вивести загадковий вірус з організму. Коли це не спрацювало, було вирішено впасти у другу крайність і заборонити азартні ігри, музику, танці та проституцію, а також провести релігійні обряди. Пройшли тижні, перш ніж люди почали приходити до тями і змогли знову контролювати свої тіла.

Що викликало епідемію, достеменно невідомо й донині. За однією з версій, до аномальної поведінки жителів Страсбурга спонукнув стрес, викликаний загальною несприятливою ситуацією в Європі, яка страждала від голоду, морозу і повеней. Відповідно до цієї теорії, саме емоційне виснаження призвело до фізичного через масовий психологічний транс.

Однак серед сучасних дослідників більш популярною є думка про те, що причиною стало отруєння матковими ріжками, що вразили злаки, з котрих виготовлялося житнє борошно. Цей грибок містить в собі алкалоїди, які за хімічною структурою нагадують ЛСД. Проблема цієї теорії в тому, що крім схожих із відомим наркотиком побічних ефектів у вигляді галюцинацій і втрати контролю над тілом, отруєння ріжками також призводить до втрати контролю м’язів, що, в свою чергу, робить нестримні танці неможливими.