Vrste kompenzacije genske terapije za genetske defekte. Genska terapija i medicina 21. vijeka. Nije panaceja, već perspektiva

Uvod

Svake godine u naučnim časopisima se pojavljuje sve više članaka o medicinskim kliničkim studijama, u kojima se, na ovaj ili onaj način, koristio tretman baziran na uvođenju različitih gena – genska terapija. Ovaj pravac je izrastao iz tako dobro razvijenih grana biologije kao što su molekularna genetika i biotehnologija.

Često, kada su konvencionalne (konzervativne) metode već isprobane, genska terapija može pomoći pacijentima da prežive, pa čak i da se potpuno oporave. Na primjer, ovo se odnosi na nasljedne monogene bolesti, odnosno one uzrokovane defektom jednog gena, kao i mnoge druge. Ili, na primjer, genska terapija može pomoći i spasiti ud onim pacijentima koji su suzili lumen krvnih žila u donjim ekstremitetima i kao rezultat toga se razvila uporna ishemija okolnih tkiva, odnosno ta tkiva doživljavaju ozbiljan nedostatak hranljivih materija i kiseonika, koji se normalno prenose krvlju kroz telo. Takve pacijente je često nemoguće liječiti hirurškim manipulacijama i lijekovima, ali ako su stanice lokalno prisiljene da izbacuju više proteinskih faktora koji bi utjecali na proces formiranja i klijanja novih žila, tada bi ishemija postala mnogo manje izražena i postala bi pacijentima je mnogo lakše živjeti.

genska terapija danas se može definirati kao liječenje bolesti uvođenjem gena u ćelije pacijenata s ciljem ciljanja genskih defekata ili davanja ćelijama novih funkcija. Prva klinička ispitivanja metoda genske terapije poduzeta su tek 22. maja 1989. u cilju dijagnosticiranja raka. Prva nasljedna bolest kod koje su primijenjene metode genske terapije bila je nasljedna imunodeficijencija.

Svake godine raste broj uspješno provedenih kliničkih ispitivanja za liječenje različitih bolesti genskom terapijom, te je do januara 2014. dostigao 2 hiljade.

Istovremeno, u savremenim istraživanjima genske terapije, mora se uzeti u obzir da su posledice manipulisanja genima ili „promešane“ (rekombinantne) DNK in vivo(lat. doslovno "živ") nisu dovoljno proučavani. U zemljama s najnaprednijim nivoom istraživanja u ovoj oblasti, posebno u Sjedinjenim Državama, medicinski protokoli koji koriste čulne DNK sekvence podliježu obaveznom ispitivanju u relevantnim komitetima i komisijama. U SAD-u su to Savjetodavni komitet za rekombinantnu DNK (RAC) i Uprava za hranu i lijekove (FDA) uz naknadno obavezno odobrenje projekta od strane direktora Nacionalnog instituta za zdravlje (Nacionalnih instituta za zdravlje).

Dakle, odlučili smo da se ovaj tretman zasniva na činjenici da ako nekim tkivima tijela nedostaju neki pojedinačni proteinski faktori, onda se to može ispraviti uvođenjem odgovarajućih gena koji kodiraju proteine u ta tkiva i sve će postati manje-više divno. . Sami proteini se ne mogu ubrizgati, jer će naše tijelo odmah reagirati neslabim imunološkim odgovorom, a trajanje djelovanja bi bilo nedovoljno. Sada treba da odlučimo o metodi isporuke gena u ćelije.

Transfekcija ćelije

Za početak, vrijedi uvesti definicije nekih pojmova.

Transport gena vrši se vektor je DNK molekul koji se koristi kao "vozilo" za umjetni prijenos genetskih informacija u ćeliju. Postoji mnogo tipova vektora: plazmidni, virusni, kao i kozmidi, fazmidi, veštački hromozomi, itd. Od fundamentalne je važnosti da vektori (posebno plazmidni vektori) imaju svoja karakteristična svojstva:

1. Porijeklo replikacije (ori)- nukleotidna sekvenca na kojoj počinje duplikacija DNK. Ako se vektorska DNK ne može duplicirati (replicirati), tada se neće postići potreban terapeutski učinak, jer će se jednostavno brzo odcijepiti intracelularnim nukleaznim enzimima, a zbog nedostatka šablona na kraju će se formirati mnogo manje proteinskih molekula. Treba napomenuti da su ove tačke specifične za svaku biološku vrstu, odnosno ako se vektorska DNK treba dobiti njegovom reprodukcijom u bakterijskoj kulturi (a ne samo hemijskom sintezom, koja je obično mnogo skuplja), onda dva početne tačke replikacije će biti potrebne odvojeno - za ljude i za bakterije;

2. Mjesta ograničenja- specifične kratke sekvence (obično palindromne), koje prepoznaju posebni enzimi (restrikcione endonukleaze) i od njih se režu na određeni način - sa formiranjem "lepljivih krajeva" (slika 1).

Slika 1. Formiranje "ljepljivih krajeva" uz učešće restriktaza

Ova mjesta su neophodna kako bi se vektorska DNK (koja je zapravo "prazna") povezala sa željenim terapeutskim genima u jedan molekul. Takav molekul umrežen iz dva ili više dijelova naziva se "rekombinantni";

3. Jasno je da bismo željeli dobiti milione kopija rekombinantnog molekula DNK. Opet, ako imamo posla sa kulturom bakterijskih ćelija, onda se ova DNK mora dalje izolovati. Problem je što neće sve bakterije progutati molekule koje su nam potrebne, neke neće. Kako bi se napravila razlika između ove dvije grupe, one su umetnute u vektorsku DNK selektivni markeri- područja otpornosti na određene hemikalije; sada, ako se te iste supstance dodaju u okolinu, onda će preživjeti samo one koje su otporne na njih, a ostale će umrijeti.

Sve ove tri komponente mogu se uočiti u prvom veštački sintetizovanom plazmidu (slika 2).

Fig.2

Sam proces uvođenja plazmidnog vektora u određene ćelije naziva se transfekcija. Plazmid je prilično kratka i obično kružna molekula DNK koja se nalazi u citoplazmi bakterijske ćelije. Plazmidi nisu povezani sa bakterijskim hromozomom, mogu se replicirati nezavisno od njega, bakterija ih može otpustiti u okolinu ili, obrnuto, apsorbovati (proces apsorpcije je transformacija). Uz pomoć plazmida, bakterije mogu razmjenjivati genetske informacije, na primjer, prenositi otpornost na određene antibiotike.

Plazmidi postoje u bakterijama in vivo. Ali niko ne može spriječiti istraživača da umjetno sintetizira plazmid koji će imati svojstva koja su mu potrebna, da u njega ušije umetnuti gen i unese ga u ćeliju. U isti plazmid mogu se umetnuti različiti umetci .

Metode genske terapije

Postoje dva glavna pristupa koji se razlikuju po prirodi ciljnih ćelija:

1. Fetalni, kod kojeg se strana DNK unosi u zigotu (oplođeno jaje) ili embrion u ranoj fazi razvoja; u ovom slučaju se očekuje da će uneseni materijal ući u sve ćelije primaoca (pa čak i u zametne ćelije, čime se osigurava prijenos na sljedeću generaciju). Kod nas je to zapravo zabranjeno;

2. Somatski, u kojem se genetski materijal unosi u nespolne ćelije već rođenih i ne prenosi se na zametne ćelije.

Genska terapija in vivo zasniva se na direktnom uvođenju kloniranih (umnoženih) i specifično upakovanih DNK sekvenci u određena tkiva pacijenta. Posebno obećavajuće za liječenje genskih bolesti in vivo je uvođenje gena korištenjem aerosola ili injekcijskih vakcina. Aerosol genska terapija se u pravilu razvija za liječenje plućnih bolesti (cistična fibroza, rak pluća).

Razvoju programa genske terapije prethodi mnogo faza. Ovo uključuje detaljnu analizu tkivno-specifične ekspresije odgovarajućeg gena (tj. sintezu na genskom matriksu nekog proteina u određenom tkivu), i identifikaciju primarnog biohemijskog defekta, te proučavanje strukture, funkcije i intracelularna distribucija njegovog proteinskog proizvoda, kao i biohemijska analiza patološkog procesa. Svi ovi podaci se uzimaju u obzir pri izradi odgovarajućeg medicinskog protokola.

Važno je da se prilikom izrade šema korekcije gena, efikasnost transfekcije, stepen korekcije primarnog biohemijskog defekta u uslovima ćelijske kulture ( in vitro,"in vitro") i, što je najvažnije, in vivo na životinjskim biološkim modelima. Tek tada može započeti program kliničkog ispitivanja. .

Direktna isporuka i ćelijski nosioci terapijskih gena

Postoje mnoge metode za uvođenje strane DNK u eukariotsku ćeliju: neke se oslanjaju na fizičku obradu (elektroporacija, magnetofekcija, itd.), druge na korištenje kemijskih materijala ili bioloških čestica (npr. virusa) koje se koriste kao nosioci. Vrijedi odmah spomenuti da se kemijske i fizičke metode obično kombiniraju (na primjer, elektroporacija + omotavanje DNK liposomima)

Direktne metode

1. Transfekcija zasnovana na hemikalijama može se klasifikovati u nekoliko tipova: upotrebom ciklodekstrinske supstance, polimera, liposoma ili nanočestica (sa ili bez hemijske ili virusne funkcionalizacije, tj. modifikacije površine).
a) Jedna od najjeftinijih metoda je upotreba kalcijum fosfata. Povećava efikasnost ugradnje DNK u ćelije za 10-100 puta. DNK formira jak kompleks sa kalcijumom, koji obezbeđuje njegovu efikasnu apsorpciju. Nedostatak je što samo oko 1 - 10% DNK dospijeva u jezgro. Korištena metoda in vitro da prenese DNK u ljudske ćelije (slika 3);

Fig.3

b) Upotreba visoko razgranatih organskih molekula – dendrimera, za vezivanje DNK i njeno prenošenje u ćeliju (slika 4);

Fig.4

c) Veoma efikasna metoda za transfekciju DNK je njeno uvođenje kroz liposome - mala tijela okružena membranom koja se mogu spojiti sa ćelijskom citoplazmatskom membranom (CPM), koja je dvostruki sloj lipida. Za eukariotske ćelije, transfekcija je efikasnija s kationskim liposomima jer su ćelije osjetljivije na njih. Proces ima svoje ime - lipofekcija. Ova metoda se danas smatra jednom od najsigurnijih. Liposomi su netoksični i neimunogeni. Međutim, efikasnost prijenosa gena korištenjem liposoma je ograničena, budući da se DNK koju oni unose u stanice obično odmah hvataju lizozomi i uništavaju. Uvođenje DNK u ljudske ćelije uz pomoć liposoma je danas glavni oslonac terapije. in vivo(sl.5);

Sl.5

d) Druga metoda je upotreba katjonskih polimera kao što su dietilaminoetil-dekstran ili polietilenimin. Negativno nabijeni molekuli DNK vezuju se za pozitivno nabijene polikatione, a ovaj kompleks zatim endocitozom ulazi u ćeliju. DEAE-dekstran mijenja fizička svojstva plazma membrane i stimulira uzimanje ovog kompleksa u ćeliju. Glavni nedostatak metode je to što je DEAE-dekstran toksičan u visokim koncentracijama. Metoda nije dobila distribuciju u genskoj terapiji;

e) Uz pomoć histona i drugih nuklearnih proteina. Ovi proteini, koji sadrže mnogo pozitivno nabijenih aminokiselina (Lys, Arg), u prirodnim uslovima pomažu kompaktnom pakovanju dugog DNK lanca u relativno malo jezgro ćelije.

2. Fizičke metode:

a) Elektroporacija je veoma popularna metoda; trenutno povećanje propusnosti membrane postiže se zbog činjenice da su ćelije podvrgnute kratkotrajnom izlaganju jakom električnom polju. Pokazalo se da u optimalnim uslovima broj transformanata može dostići 80% preživelih ćelija. Trenutno se ne koristi na ljudima (slika 6).

Fig.6

b) "Cell squeezing" - metoda izumljena 2013. Omogućava vam da dopremate molekule do ćelija "mekim stiskanjem" ćelijske membrane. Metoda eliminira mogućnost toksičnosti ili pogrešnog pogotka na meti, jer ne ovisi o vanjskim materijalima ili električnim poljima;

c) Sonoporacija - metoda vještačkog prenosa stranog DNK u ćelije izlaganjem ultrazvuku, što uzrokuje otvaranje pora u ćelijskoj membrani;
d) Optička transfekcija – metoda u kojoj se na membrani napravi sićušna rupa (oko 1 µm u prečniku) korišćenjem visoko fokusiranog lasera;
e) Hidrodinamička transfekcija - metoda za isporuku genetskih konstrukata, proteina itd. kontroliranim povećanjem tlaka u kapilarama i intersticijskoj tekućini, što uzrokuje kratkotrajno povećanje permeabilnosti ćelijskih membrana i stvaranje privremenih pora u njima. Izvodi se brzom injekcijom u tkivo, dok je porođaj nespecifičan. Efikasnost isporuke za skeletne mišiće - 22 do 60% ;

f) DNK mikroinjekcija - uvođenje u jezgro životinjskih ćelija pomoću tankih staklenih mikrotubula (d=0,1-0,5 µm). Nedostatak je složenost metode, velika je vjerovatnoća uništenja jezgra ili DNK; ograničen broj ćelija se može transformisati. Ne koristi se za ljude.

3. Metode zasnovane na česticama.

a) Direktan pristup transfekciji je genski pištolj, u kojem se DNK spaja u nanočesticu s inertnim čvrstim tvarima (obično zlato, volfram), koje zatim "pucaju" usmjerene na jezgra ciljnih stanica. Ova metoda se primjenjuje in vitro i in vivo za uvođenje gena, posebno u ćelije mišićnog tkiva, na primjer, kod bolesti kao što je Duchenneova mišićna distrofija. Veličina čestica zlata je 1-3 mikrona (slika 7).

Fig.7

b) Magnetofekcija – metoda koja koristi sile magnetizma za isporuku DNK do ciljnih stanica. Najprije se nukleinske kiseline (NA) povezuju s magnetskim nanočesticama, a zatim se pod djelovanjem magnetskog polja čestice potiskuju u ćeliju. Učinkovitost je gotovo 100%, zabilježena je očigledna netoksičnost. Već nakon 10-15 minuta, čestice se registruju u ćeliji - to je mnogo brže od drugih metoda.
c) Impalefection (nabijanje na kolac; "nabijanje", bukvalno "nabijanje" + "infekcija") - metoda isporuke koja koristi nanomaterijale kao što su ugljične nanocijevi i nanovlakna. U ovom slučaju, ćelije su bukvalno probušene slojem nanofibrila. Prefiks "nano" koristi se za označavanje njihovih veoma malih veličina (unutar milijarditih delova metra) (slika 8).

Fig.8

Odvojeno, vrijedi istaknuti metodu kao što je transfekcija RNK: u ćeliju se ne isporučuje DNK, već molekule RNK - njihovi „nasljednici“ u lancu biosinteze proteina; istovremeno se aktiviraju posebni proteini koji režu RNK na kratke fragmente – tzv. mala interferirajuća RNK (siRNA). Ovi fragmenti se vezuju za druge proteine i, na kraju, to dovodi do inhibicije ekspresije odgovarajućih gena od strane ćelije. Tako je moguće blokirati djelovanje onih gena u ćeliji koji u ovom trenutku potencijalno donose više štete nego koristi. RNA transfekcija je našla široku primjenu, posebno u onkologiji.

Razmatraju se osnovni principi isporuke gena pomoću plazmidnih vektora. Sada možemo prijeći na razmatranje virusnih metoda. Virusi su nećelijski oblici života, najčešće molekula nukleinske kiseline (DNK ili RNK) umotana u proteinsku ljusku. Ako iz genetskog materijala virusa izrežemo sve one sekvence koje uzrokuju nastanak bolesti, onda se i cijeli virus može uspješno pretvoriti u “vozilo” za naš gen.

Proces uvođenja DNK u ćeliju, posredovan virusom, naziva se transdukcija.
U praksi se najčešće koriste retrovirusi, adenovirusi i adeno-asociirani virusi (AAV). Za početak, vrijedno je shvatiti koji bi trebao biti idealan kandidat za transdukciju među virusima. Kriterijumi su da mora biti:

stabilan;
. kapacitet, odnosno da sadrži dovoljnu količinu DNK;
. inertan u odnosu na metaboličke puteve ćelije;
. tačan - idealno bi trebalo da integriše svoj genom u određeni lokus genoma jezgra domaćina, itd.

U stvarnom životu je veoma teško kombinovati barem nekoliko tačaka, tako da se obično do izbora javlja kada se svaki pojedinačni slučaj posebno razmatra (Sl. 9).

Fig.9

Od tri navedena virusa koji se najčešće koriste, AAV je najsigurniji i istovremeno najprecizniji. Gotovo jedini nedostatak im je relativno mali kapacitet (oko 4800 bp), što se, međutim, pokazalo dovoljnim za mnoge gene .

Pored navedenih metoda, genska terapija se često koristi u kombinaciji sa ćelijskom terapijom: prvo se kultura određenih ljudskih ćelija posadi u hranljivi medij, zatim se potrebni geni na ovaj ili onaj način unose u ćelije, uzgajaju za neko vrijeme i ponovo transplantirana u organizam domaćina. Kao rezultat, ćelije se mogu vratiti svojim normalnim svojstvima. Tako su, na primjer, ljudska bijela krvna zrnca (leukociti) modificirana u leukemiji (slika 10).

Fig.10

Sudbina gena nakon što uđe u ćeliju

Pošto je sa virusnim vektorima sve manje-više jasno zbog njihove sposobnosti da efikasnije isporuče gene do konačnog cilja - jezgra, zadržaćemo se na sudbini plazmidnog vektora.

U ovoj fazi smo postigli da je DNK prošla prvu veliku barijeru – citoplazmatsku membranu ćelije.

Nadalje, u kombinaciji s drugim supstancama, sa ili bez ljuske, treba doći do jezgra ćelije kako bi poseban enzim - RNA polimeraza - sintetizirao molekulu RNK (mRNA) na DNK šablonu (ovaj proces se naziva transkripcija). Tek nakon toga, mRNA će ući u citoplazmu, formirati kompleks sa ribosomima i, prema genetskom kodu, sintetizira se polipeptid - na primjer, vaskularni faktor rasta (VEGF), koji će početi obavljati određenu terapijsku funkciju ( u tom slučaju će započeti stvaranje vaskularnog grananja u tkivu sklonom ishemiji).

Što se tiče ekspresije uvedenih gena u željeni tip ćelije, ovaj problem se rešava uz pomoć transkripcionih regulatornih elemenata. Tkivo u kojem dolazi do ekspresije često je određeno kombinacijom tkivno specifičnog pojačivača („pojačavajuća” sekvenca) sa određenim promotorom (nukleotidna sekvenca od koje RNA polimeraza počinje sintezu), koji može biti inducibilan. . Poznato je da se aktivnost gena može modulirati in vivo vanjskim signalima, a budući da pojačivači mogu raditi sa bilo kojim genom, izolatori se mogu uvesti i u vektore, koji pomažu pojačivaču da radi bez obzira na njegovu poziciju i mogu se ponašati kao funkcionalne barijere između gena. Svaki pojačivač sadrži skup vezivnih mjesta za aktivaciju ili supresiju proteinskih faktora. Promotori takođe mogu regulisati nivo ekspresije gena. Na primjer, postoje metalotionein ili temperaturno osjetljivi promoteri; hormonski vođeni promoteri.

Ekspresija gena zavisi od njegove pozicije u genomu. U većini slučajeva, postojeće virusne metode dovode samo do nasumične insercije gena u genom. Da bi se eliminisala ovakva zavisnost, prilikom konstruisanja vektora, gen se obezbeđuje poznatim nukleotidnim sekvencama koje omogućavaju ekspresiju gena bez obzira na mesto njegovog umetanja u genom.

Najjednostavniji način da se reguliše ekspresija transgena je da mu se obezbedi indikatorski promotor koji je osetljiv na fiziološki signal kao što je oslobađanje glukoze ili hipoksija. Takvi "endogeni" kontrolni sistemi mogu biti korisni u nekim situacijama, kao što je kontrola proizvodnje insulina zavisna od glukoze. Pouzdaniji i svestraniji su "egzogeni" kontrolni sistemi, kada se ekspresija gena kontrolira farmakološki uvođenjem male molekule lijeka. Trenutno su poznata 4 glavna kontrolna sistema - regulisana tetraciklinom (Tet), steroidom za insekte, ekdizonom ili njegovim analozima, antiprogestinskim lekom maifpristonom (RU486) i hemijskim dimerizatorima kao što je rapamicin i njegovi analozi. Svi oni uključuju regrutaciju domene aktivacije transkripcije u zavisnosti od lijeka do glavnog promotora koji vodi željeni gen, ali se razlikuju po mehanizmima ovog regrutiranja. .

Zaključak

Pregledom podataka dolazi se do zaključka da su, uprkos naporima mnogih laboratorija u svijetu, svi već poznati i ispitani in vivo i in vitro vektorski sistemi su daleko od savršenih . Ako je problem isporuke stranog DNK in vitro praktično riješen, i njegova isporuka do ciljnih stanica različitih tkiva in vivo uspješno riješene (uglavnom stvaranjem konstrukta koji nose receptorske proteine, uključujući antigene specifične za određena tkiva), onda su ostale karakteristike postojećih vektorskih sistema - stabilnost integracije, regulirana ekspresija, sigurnost - i dalje potrebna ozbiljna poboljšanja.

Prije svega, to se tiče stabilnosti integracije. Do sada je integracija u genom postignuta samo korištenjem retrovirusnih ili adeno-asociranih vektora. Efikasnost stabilne integracije može se povećati poboljšanjem genskih konstrukata kao što su sistemi posredovani receptorima ili stvaranjem dovoljno stabilnih epizomalnih vektora (tj. struktura DNK sposobne za dugotrajan boravak unutar jezgara). U posljednje vrijeme posebna pažnja se posvećuje stvaranju vektora na bazi umjetnih hromozoma sisara. Zbog prisustva osnovnih strukturnih elemenata običnih hromozoma, takvi se mini kromosomi dugo zadržavaju u stanicama i mogu nositi pune (genomske) gene i njihove prirodne regulatorne elemente, koji su neophodni za pravilno funkcioniranje. gena, u pravom tkivu iu pravo vrijeme.

Genska i ćelijska terapija otvara blistave izglede za obnavljanje izgubljenih ćelija i tkiva i genetski inženjering dizajn organa, što će nesumnjivo značajno proširiti arsenal metoda za biomedicinska istraživanja i stvoriti nove mogućnosti za očuvanje i produženje ljudskog života.

Osim toga, možete saznati o mogućnostima moderne medicinske nauke u liječenju hromozomskih abnormalnosti upoznajući se sa dostignućima genske terapije. Ovaj pravac se zasniva na implementaciji transfera genetskog materijala u ljudski organizam, pod uslovom da se gen raznim metodama isporučuje u tzv. ciljne ćelije.

Indikacije za termin

Liječenje nasljednih bolesti provodi se samo u slučaju tačne dijagnoze bolesti. Istovremeno, prije propisivanja terapijskih mjera, radi se niz testova kako bi se utvrdilo koji se hormoni i druge supstance u organizmu proizvode u prekomjernoj količini, a kojih u nedostatku kako bi se odabrala najefikasnija doza lijekova.

U procesu uzimanja lijekova stalno prate stanje pacijenta i po potrebi mijenjaju tok liječenja.

Općenito, lijekove kod takvih pacijenata treba uzimati doživotno ili duže vrijeme (npr. do kraja procesa rasta tijela), a preporuke o ishrani treba striktno i stalno poštovati.

Kontraindikacije

Prilikom izrade tijeka terapije uzimaju se u obzir moguće individualne kontraindikacije za upotrebu i, ako je potrebno, jedan lijek se zamjenjuje drugim.

Ako se donese odluka o transplantaciji organa ili tkiva zbog određenih nasljednih oboljenja, mora se uzeti u obzir rizik od negativnih posljedica nakon operacije.

Genska terapija je jedna od oblasti medicine koja se brzo razvija, a koja uključuje liječenje osobe unošenjem zdravih gena u tijelo. Štoviše, prema znanstvenicima, uz pomoć genske terapije možete dodati gen koji nedostaje, ispraviti ga ili zamijeniti, čime ćete poboljšati funkcioniranje tijela na ćelijskom nivou i normalizirati stanje pacijenta.

Prema naučnicima, 200 miliona stanovnika planete danas su potencijalni kandidati za gensku terapiju, a ta brojka stalno raste. I veoma je drago da je nekoliko hiljada pacijenata već primilo liječenje od neizlječivih bolesti u sklopu tekućih ispitivanja.

U ovom članku ćemo govoriti o tome koje zadatke genska terapija postavlja pred sebe, koje se bolesti mogu liječiti ovom metodom i s kojim problemima se naučnici suočavaju.

Gdje se koristi genska terapija?

U početku je genska terapija zamišljena za borbu protiv teških nasljednih bolesti kao što su Huntingtonova bolest, cistična fibroza (cistična fibroza) i neke zarazne bolesti. Međutim, 1990. godina, kada su naučnici uspjeli ispraviti defektni gen i, unevši ga u tijelo pacijenta, pobijediti cističnu fibrozu, postala je zaista revolucionarna u području genske terapije. Milioni ljudi širom svijeta dobili su nadu za liječenje bolesti koje su se ranije smatrale neizlječivim. I iako je takva terapija na samom početku razvoja, njen potencijal je iznenađujući čak iu naučnom svijetu.

Tako su, na primjer, pored cistične fibroze, moderni znanstvenici postigli uspjeh u borbi protiv takvih nasljednih patologija kao što su hemofilija, enzimopatija i imunodeficijencija. Štaviše, genska terapija može se boriti protiv nekih karcinoma, kao i srčanih patologija, bolesti nervnog sistema, pa čak i povreda, poput oštećenja nerava. Dakle, genska terapija se bavi bolestima izuzetno teškog toka, koje dovode do rane smrti i često nemaju drugog tretmana osim genske terapije.

Princip genske terapije

Doktori koriste genetske informacije kao aktivnu supstancu, ili, preciznije, molekule koji nose takve informacije. Rjeđe se za to koriste RNA nukleinske kiseline, a češće DNK ćelije.

Svaka takva ćelija ima takozvani "xerox" - mehanizam kojim prevodi genetske informacije u proteine. Ćelija koja ima ispravan gen i xerox radi bez greške je zdrava ćelija sa stanovišta genske terapije. Svaka zdrava ćelija ima čitavu biblioteku originalnih gena koje koristi da bi ceo organizam radio pravilno i nesmetano. Međutim, ako se iz nekog razloga izgubi važan gen, takav gubitak nije moguće obnoviti.

To uzrokuje razvoj ozbiljnih genetskih bolesti, poput Duchenneove miodistrofije (sa njom pacijent napreduje do paralize mišića, a u većini slučajeva ne doživi 30 godina, umire od zastoja disanja). Ili manje fatalno. Na primjer, "lom" određenog gena dovodi do činjenice da protein prestaje obavljati svoje funkcije. A to uzrokuje razvoj hemofilije.

U svakom od ovih slučajeva u pomoć priskače genska terapija čiji je zadatak isporučiti normalnu kopiju gena bolesnoj ćeliji i staviti je u ćelijski „kopirni uređaj“. U ovom slučaju će se poboljšati rad ćelije, a možda će se obnoviti i funkcioniranje cijelog organizma, zahvaljujući čemu će se osoba riješiti ozbiljne bolesti i moći će produžiti svoj život.

Koje bolesti liječi genska terapija?

Kako genska terapija zaista pomaže osobi? Prema naučnicima, u svijetu postoji oko 4.200 bolesti koje su rezultat neispravnosti gena. U tom smislu, potencijal ove oblasti medicine je jednostavno nevjerovatan. Međutim, mnogo važnije je ono što su doktori danas uspjeli postići. Naravno, na tom putu ima dovoljno poteškoća, ali i danas možemo izdvojiti niz domaćih pobeda.

Na primjer, savremeni naučnici razvijaju pristupe liječenju koronarne bolesti srca putem gena. Ali ovo je nevjerovatno česta bolest koja pogađa mnogo više ljudi nego urođene patologije. Na kraju, osoba koja je suočena sa koronarnom bolešću nalazi se u stanju u kojem genska terapija može postati jedini spas za njega.

Štoviše, danas se uz pomoć gena liječe patologije povezane s oštećenjem centralnog nervnog sistema. To su bolesti kao što su amiotrofična lateralna skleroza, Alchajmerova bolest ili Parkinsonova bolest. Zanimljivo je da se za liječenje ovih bolesti koriste virusi koji imaju tendenciju da napadaju nervni sistem. Dakle, uz pomoć virusa herpesa, citokini i faktori rasta se isporučuju u nervni sistem, koji usporavaju razvoj bolesti. Ovo je živopisan primjer kako se patogeni virus koji obično uzrokuje bolest obrađuje u laboratoriji, uklanja proteine koji prenose bolest i koristi se kao kaseta koja isporučuje ljekovite tvari u živce i na taj način djeluje za dobrobit zdravlja, produžavajući život čovjeka. život.

Još jedna ozbiljna nasljedna bolest je kolesterolemija, koja dovodi do nesposobnosti tijela da reguliše holesterol, usled čega se u organizmu nakupljaju masti, a povećava se rizik od srčanog i moždanog udara. Kako bi se izborili s ovim problemom, stručnjaci uklanjaju dio jetre pacijentu i ispravljaju oštećeni gen, zaustavljajući daljnje nakupljanje kolesterola u tijelu. Nakon toga, korigirani gen se stavlja u neutralizirani virus hepatitisa, te se uz njegovu pomoć šalje natrag u jetru.

Pročitajte također:

Postoje i pozitivni pomaci u borbi protiv AIDS-a. Nije tajna da je AIDS uzrokovan virusom ljudske imunodeficijencije, koji uništava imuni sistem i otvara vrata tijelu za smrtonosne bolesti. Savremeni naučnici već znaju kako da promene gene tako da prestanu da slabe imuni sistem i počnu da ga jačaju da bi se suprotstavili virusu. Takvi geni se unose kroz krv, kroz njenu transfuziju.

Genska terapija djeluje i protiv raka, posebno protiv raka kože (melanoma). Liječenje takvih pacijenata podrazumijeva uvođenje gena sa faktorima tumorske nekroze, tj. geni koji sadrže antitumorski protein. Štoviše, danas se provode ispitivanja za liječenje raka mozga, gdje se bolesnim pacijentima ubrizgava gen koji sadrži informacije za povećanje osjetljivosti malignih stanica na korištene lijekove.

Gaucherova bolest je teška nasljedna bolest koja je uzrokovana mutacijom gena koji potiskuje proizvodnju posebnog enzima - glukocerebrozidaze. Kod osoba koje boluju od ove neizlječive bolesti, slezina i jetra su uvećane, a kako bolest napreduje, kosti počinju da se lome. Naučnici su već uspjeli u eksperimentima na uvođenju u tijelo takvih pacijenata gena koji sadrži informacije o proizvodnji ovog enzima.

A evo još jednog primjera. Nije tajna da slijepa osoba do kraja života gubi sposobnost percepcije vizualnih slika. Jedan od uzroka kongenitalnog sljepila je i takozvana Leberova atrofija, koja je, u stvari, mutacija gena. Do danas su naučnici vratili vidne sposobnosti 80 slijepih ljudi koristeći modificirani adenovirus koji je isporučio "radni" gen u tkivo oka. Inače, prije nekoliko godina, naučnici su uspjeli izliječiti sljepoću za boje kod eksperimentalnih majmuna uvođenjem zdravog ljudskog gena u mrežnicu oka životinje. A nedavno je takva operacija omogućila izliječenje sljepoće za boje kod prvih pacijenata.

Znakovito je da je metoda dostavljanja genskih informacija uz pomoć virusa najoptimalnija, jer sami virusi nalaze svoje mete u tijelu (herpes virus će sigurno pronaći neurone, a virus hepatitisa jetru). Međutim, ovaj način isporuke gena ima značajan nedostatak - virusi su imunogeni, što znači da ako uđu u tijelo, imunološki sistem ih može uništiti prije nego što imaju vremena za rad, ili čak izazvati snažne imunološke reakcije organizma, samo pogoršava zdravstveno stanje.

Postoji još jedan način za isporuku genskog materijala. To je kružni DNK molekul ili plazmid. Savršeno se spiralno okreće, postajući veoma kompaktan, što omogućava naučnicima da ga "upakuju" u hemijski polimer i uvedu u ćeliju. Za razliku od virusa, plazmid ne izaziva imunološki odgovor u tijelu. Međutim, ova metoda je manje prikladna, jer 14 dana kasnije, plazmid se uklanja iz ćelije i proizvodnja proteina prestaje. Odnosno, na ovaj način se gen mora uvoditi dugo, dok se ćelija ne "oporavi".

Dakle, savremeni naučnici imaju dve moćne metode za isporuku gena do "bolesnih" ćelija, a čini se da je upotreba virusa poželjnija. U svakom slučaju, konačnu odluku o izboru određene metode donosi liječnik, na osnovu reakcije tijela pacijenta.

Problemi sa kojima se susreće genska terapija

Može se zaključiti da je genska terapija slabo proučavana oblast medicine, koja je povezana sa velikim brojem neuspjeha i nuspojava, a to je njen veliki nedostatak. Međutim, postoji i etičko pitanje, jer se mnogi naučnici kategorički protive miješanju u genetsku strukturu ljudskog tijela. Zato danas postoji međunarodna zabrana upotrebe zametnih ćelija u genskoj terapiji, kao i preimplantacionih zametnih ćelija. To se radi kako bi se spriječile neželjene promjene gena i mutacije kod naših potomaka.

Inače, genska terapija ne krši nikakve etičke standarde, jer je osmišljena za borbu protiv ozbiljnih i neizlječivih bolesti, u kojima je službena medicina jednostavno nemoćna. A to je najvažnija prednost genske terapije.
Čuvaj se!

“Vaše dijete ima genetsku bolest” zvuči kao rečenica. Ali vrlo često genetičari mogu značajno pomoći bolesnom djetetu, pa čak i potpuno nadoknaditi neke bolesti. Bulatnikova Marija Aleksejevna, neurolog-genetičar Medicinskog centra Pokrovski, PBSC, govori o savremenim mogućnostima lečenja.

Koliko su česte genetske bolesti?

Kako se molekularna dijagnostika širila, otkriveno je da je broj genetskih bolesti mnogo veći nego što se mislilo. Mnoge srčane bolesti, malformacije, neurološke abnormalnosti, kako se pokazalo, imaju genetski uzrok. U ovom slučaju govorim konkretno o genetskim bolestima (a ne o predispozicijama), odnosno stanjima uzrokovanim mutacijom (slomom) jednog ili više gena. Prema statistikama, u Sjedinjenim Državama do trećine neuroloških pacijenata je u bolnicama zbog genetskih poremećaja. Ovakvi zaključci nisu bili vođeni samo brzim razvojem molekularne genetike i mogućnostima genetičke analize, već i pojavom novih metoda neuroimaginga, kao što je MRI. Uz pomoć magnetne rezonance moguće je utvrditi oštećenje u kojem dijelu mozga dovodi do povrede koja je nastala kod djeteta, a često, ako se sumnja na porođajnu ozljedu, nađemo promjene u strukturama koje ne mogu biti pogođeni tokom porođaja, onda se javlja pretpostavka o genetskoj prirodi bolesti, o nepravilnom formiranju organa. Prema rezultatima nedavnih studija, uticaj čak i teških porođaja sa netaknutom genetikom može se nadoknaditi tokom prvih godina života.

Šta daju saznanja o genetskoj prirodi bolesti?

Poznavanje genetskih uzroka bolesti daleko je od beskorisnog – ovo nije rečenica, već način da se pronađe pravi način za liječenje i ispravljanje poremećaja. Mnoge bolesti se danas liječe i uspješno, za druge genetičari mogu ponuditi efikasnije metode terapije koje značajno poboljšavaju kvalitet života djeteta. Naravno, ima i takvih poremećaja koje doktori još ne mogu pobijediti, ali nauka ne miruje i svakim danom se pojavljuju nove metode liječenja.

U mojoj praksi bio je jedan vrlo karakterističan slučaj. Dete od 11 godina obratilo se neurologu zbog cerebralne paralize. Prilikom pregleda i intervjuisanja rodbine pojavile su se sumnje u genetsku prirodu bolesti, što je i potvrđeno. Na sreću ovog djeteta, utvrđena bolest se liječi i u ovom uzrastu, a uz pomoć promjene taktike liječenja postignuto je značajno poboljšanje stanja djeteta.

Trenutno, broj genetskih bolesti, čije se manifestacije mogu nadoknaditi, stalno raste. Najpoznatiji primjer je fenilketonurija. Manifestuje se zaostajanjem u razvoju, oligofrenijom. Pravovremenim postavljanjem dijete bez fenilalanina dijete odrasta potpuno zdravo, a nakon 20 godina može se smanjiti težina dijete. (Ako se porađate u porodilištu ili medicinskom centru, tada će vaša beba biti testirana na prisustvo fenilketonurije u prvim danima života).

Broj ovakvih bolesti se značajno povećao. Leucinoza takođe spada u grupu metaboličkih bolesti. Kod ove bolesti liječenje treba propisati u prvim mjesecima života (veoma je važno ne kasniti), jer toksični produkti poremećenog metabolizma dovode do bržeg oštećenja nervnog tkiva nego kod fenilketonurije. Nažalost, ako se bolest utvrdi u dobi od tri mjeseca, nemoguće je u potpunosti nadoknaditi njene manifestacije, ali će biti moguće poboljšati kvalitetu života djeteta. Naravno, željeli bismo da ova bolest bude uključena u program skrininga.

Neurološki poremećaji su često uzrokovani prilično heterogenim genetskim lezijama, upravo zato što ih ima toliko, toliko je teško napraviti skrining program za pravovremeno otkrivanje svih poznatih bolesti.

To uključuje bolesti kao što su Pompeova, Groverova, Felidbacherova, Rettov sindrom, itd. Mnogo je slučajeva blažeg toka bolesti.

Razumijevanje genetske prirode bolesti omogućava usmjeravanje liječenja na uzrok poremećaja, a ne samo njihovo kompenziranje, što u mnogim slučajevima omogućava postizanje ozbiljnog uspjeha, pa čak i izlječenje bebe.

Koji simptomi mogu ukazivati na genetsku prirodu bolesti?

Prije svega, riječ je o kašnjenju u razvoju djeteta, uključujući intrauterino (od 50 do 70% prema nekim procjenama), miopatije, autizam, epileptičke napade koji se ne mogu liječiti, bilo kakve malformacije unutrašnjih organa. Uzrok cerebralne paralize mogu biti i genetski poremećaji, obično u takvim slučajevima doktori govore o atipičnom toku bolesti. Ako vam ljekar preporuči da se podvrgnete genetskom pregledu, nemojte odlagati, u ovom slučaju vrijeme je vrlo dragocjeno. Smrznute trudnoće, uobičajeni pobačaji, uključujući i one kod rođaka, također mogu ukazivati na mogućnost genetskih abnormalnosti. Veoma je razočaravajuće kada se bolest utvrdi prekasno i više se ne može ispraviti.

Ako se bolest ne liječi, da li roditelji moraju znati za nju?

Poznavanje genetske prirode bolesti kod djeteta pomaže da se izbjegne pojava druge bolesne djece u ovoj porodici. Ovo je vjerovatno glavni razlog zašto se isplati proći genetsko savjetovanje u fazi planiranja trudnoće, ako neko od djece ima malformacije ili ozbiljne bolesti. Moderna znanost omogućava provođenje i prenatalne i preimplantacijske genetske dijagnoze, ako postoje podaci o bolesti čiji je rizik prisutan. U ovoj fazi nije moguće odmah provjeriti sve moguće genetske bolesti. Ni zdrave porodice, u kojima oba roditelja nisu čula ni za kakvu bolest, nisu imune na pojavu djece sa genetskim abnormalnostima. Recesivni geni se mogu prenositi kroz desetine generacija i vaš par je da upozna svoju polovinu (vidi sliku).

Da li je uvek potrebno konsultovati genetičara?

Morate se podvrgnuti genetskom pregledu ako postoji problem, ako vi ili vaš ljekar sumnjate. Nije potrebno za svaki slučaj pregledati zdravo dijete. Mnogi kažu da su prošli sve skrininge tokom trudnoće i da je sve bilo u redu, ali eto... U ovom slučaju morate shvatiti da su skrining pregledi usmjereni na identifikaciju (i vrlo efikasne) najčešće genetske bolesti - Down, Patauove i Edwardsove bolesti, mutacije pojedinačnih gena, o kojima je bilo riječi u prethodnom tekstu, ne utvrđuju se tokom takvog pregleda.

Koja je prednost vašeg centra?

Svaki genetski centar ima svoju specijalizaciju, odnosno specijalizaciju ljekara koji u njemu rade. Na primjer, ja sam po prvom obrazovanju dječji neurolog. Imamo i genetičara koji je specijalizovan za probleme u trudnoći. Prednost plaćenog centra je mogućnost doktora da posveti više vremena svom pacijentu (pregled traje dva sata, a potraga za rješenjem problema obično se nastavlja nakon toga). Ne treba se bojati genetike, ovo je samo specijalista koji može postaviti dijagnozu koja vam omogućava da izliječite naizgled beznadežnu bolest.

„Zdravstveni časopis za buduće roditelje“, br. 3 (7), 2014

Genetika u Izraelu se ubrzano razvija, postoje progresivne metode dijagnoze i liječenja nasljednih bolesti. Spektar specijalizovanih istraživanja se stalno širi, laboratorijska baza se povećava, a medicinsko osoblje poboljšava svoje kvalifikacije. Mogućnost što ranije dijagnosticiranja i započinjanja kompleksnog liječenja nasljednih abnormalnosti čini liječenje djece u Izraelu najpopularnijim i najefikasnijim.

Dijagnoza genetskih bolesti

Liječenje nasljednih bolesti može biti radikalno i palijativno, ali prvo se mora postaviti tačna dijagnoza. Zahvaljujući primjeni najnovijih tehnika, specijalisti Tel Aviv Sourasky Medical Center (klinika Ichilov) uspješno postavljaju dijagnozu, postavljaju tačnu dijagnozu i daju sveobuhvatne preporuke za dalji plan liječenja.

Treba shvatiti da ako je radikalna intervencija nemoguća, napori liječnika usmjereni su na poboljšanje kvalitete života malog pacijenta: socijalna adaptacija, obnavljanje vitalnih funkcija, ispravljanje vanjskih nedostataka itd. Ublažavanje simptoma, planiranje sljedećeg pravca djelovanja i predviđanje budućih zdravstvenih promjena su mogući nakon što se postavi tačna dijagnoza. Možete odmah podvrgnuti pregledu i potvrditi prisutnost genetske abnormalnosti u klinici Ichilov, nakon čega će pacijentu biti propisan sveobuhvatan tretman za identificiranu bolest.

Centar Sourasky nudi testiranje i preglede ne samo djece, već budućih roditelja i trudnica. Ovakva studija je posebno indicirana za osobe sa komplikovanom ličnom ili porodičnom anamnezom. Studija će pokazati stepen vjerovatnoće rođenja zdravog potomstva, nakon čega će ljekar odrediti dalje terapijske mjere. Uz pomoć najnovijih tehnologija što preciznije se utvrđuje rizik od prenošenja nasljednih anomalija na dijete.

Djeci s genetskom patologijom i parovima koji čekaju bebu s nasljednim abnormalnostima propisuje se složen tretman već u fazi prikupljanja anamneze i postavljanja dijagnoze.

Pedijatrijska genetska dijagnostika kod Ichilova

Do 6% novorođenčadi ima nasljedne poremećaje u razvoju, a kod neke djece znaci genetskih poremećaja se otkrivaju kasnije. Ponekad je dovoljno da roditelji znaju za postojeću opasnost kako bi izbjegli situacije koje su opasne za dijete. Genetske konsultacije vodećih izraelskih stručnjaka pomažu da se u ranoj fazi utvrdi prisutnost anomalija i da se pravovremeno započne liječenje.

To uključuje sljedeće bolesti kod djece:

defekt ili višestruke malformacije i anomalije (defekti neuralne cijevi, rascjep usne, srčani defekti);
mentalna retardacija kao što je autizam, druge smetnje u razvoju nepoznate etimologije, nereagovanje djeteta na učenje;
strukturne kongenitalne anomalije mozga;
senzorne i metaboličke abnormalnosti;
genetske abnormalnosti, dijagnosticirane i nepoznate;
hromozomske abnormalnosti.

Među urođenim bolestima razlikuju se mutacije u određenom genu koje se prenose s generacije na generaciju. To uključuje talasemiju, cističnu fibrozu, neke oblike miopatija. U drugim slučajevima, nasljedna odstupanja su posljedica promjene u broju ili strukturi hromozoma. Takvu mutaciju dijete može naslijediti od jednog roditelja ili se javiti spontano, u fazi intrauterinog razvoja. Upečatljiv primjer hromozomskog poremećaja je Downova bolest ili retinoblastom.

Za ranu dijagnozu nasljednih mana kod djece, medicinski centar Ichilov koristi različite metode laboratorijskih istraživanja:

molekularni, koji omogućava u fazi intrauterinog razvoja fetusa da se uspostavi odstupanje u DNK;
citogenetski, u kojem se ispituju hromozomi u različitim tkivima;
biohemijski, uspostavljanje metaboličkih devijacija u tijelu;
klinički, pomaže u utvrđivanju uzroka nastanka, provođenju liječenja i prevencije.

Pored propisivanja kompleksnog liječenja i praćenja toka genetske bolesti, zadatak ljekara je i predviđanje pojave bolesti u budućnosti.

Liječenje genetskih bolesti kod djece

Liječenje djece u Izraelu sastoji se od čitavog niza aktivnosti. Prije svega, provode se laboratorijske pretrage kako bi se potvrdila ili postavila primarna dijagnoza. Roditeljima će biti ponuđene najinovativnije metode tehnološkog razvoja za određivanje genetskih mutacija.

Nauci je trenutno poznato ukupno 600 genetskih abnormalnosti, tako da će pravovremeni pregled djeteta omogućiti identifikaciju bolesti i početak kompetentnog liječenja. Genetsko testiranje novorođenčeta jedan je od razloga zašto žene radije rađaju na klinici Ichilov (Sourasky).

U novije vrijeme, liječenje nasljednih bolesti smatralo se beznadežnim poslom, pa se genetska bolest smatrala presudom. Trenutno je primjetan značajan napredak, nauka ne miruje, a izraelski genetičari nude najnovije režime liječenja takvih odstupanja u razvoju djeteta.

Genetske bolesti su po karakteristikama vrlo heterogene, pa se liječenje propisuje uzimajući u obzir kliničke manifestacije i individualne parametre pacijenta. U mnogim slučajevima preferira se bolničko liječenje. Liječnici bi trebali biti u mogućnosti da provedu najopsežnije preglede malog pacijenta, odaberu režim liječenja i, ako je indicirano, izvrše operaciju.

Da biste pravilno odabrali hormonsku i imunološku terapiju, potreban vam je sveobuhvatan pregled i pažljivo praćenje pacijenta. Termini terapijskih termina su također individualni, ovisno o stanju i dobi djeteta. U nekim slučajevima roditelji dobijaju detaljan plan za dalje procedure i praćenje pacijenta. Za dijete se biraju lijekovi za ublažavanje manifestacija bolesti, dijeta i fizioterapija.

Glavni pravci procesa liječenja u Centru Sourasky

Liječenje genetskih abnormalnosti kod djece je složen i dugotrajan proces. Ponekad je nemoguće potpuno izliječiti takve bolesti, ali liječenje se provodi u tri glavna smjera.

Etiološka metoda je najefikasnija, usmjerena na uzroke zdravstvenih poremećaja. Najnovija metoda korekcije gena sastoji se u izolaciji oštećenog segmenta DNK, kloniranju i uvođenju zdrave komponente na prvobitno mjesto. Ovo je najperspektivnija i najinovativnija metoda rješavanja nasljednih zdravstvenih problema. Danas se zadatak smatra izuzetno teškim, ali se već koristi za brojne indikacije.
Patogenetska metoda utječe na unutrašnje procese koji se odvijaju u tijelu. U ovom slučaju je pogođen patološki genom, fiziološko i biohemijsko stanje pacijenta se koriguje svim dostupnim metodama.
Simptomatska metoda utjecaja usmjerena je na ublažavanje sindroma boli, negativnih stanja i stvaranje prepreka za daljnji razvoj bolesti. Ovaj smjer se koristi samostalno ili u kombinaciji sa drugim vidovima liječenja, ali se u slučaju identifikovanih genskih poremećaja uvijek propisuje. Farmakologija nudi širok spektar terapijskih lijekova koji mogu ublažiti manifestacije bolesti. Riječ je o antikonvulzivima, lijekovima protiv bolova, sedativima i drugim lijekovima koje djetetu treba davati samo po ljekarskom receptu.
Hirurška metoda je neophodna za ispravljanje vanjskih nedostataka i unutrašnjih anomalija djetetovog tijela. Indikacije za hiruršku intervenciju određuju se vrlo pažljivo. Ponekad je potreban dugi preliminarni pregled i liječenje kako bi se mali pacijent pripremio za operaciju.

Kao pozitivan primjer liječenja djece u Izraelu može se navesti statistika o uobičajenoj genetskoj bolesti – autizmu. U bolnici Ichilov-Sourasky rano otkrivanje anomalija (od navršenih šest mjeseci) omogućilo je da se 47% ove djece normalno razvija u budućnosti. Uočene povrede kod ostale pregledane djece ljekari su ocijenili beznačajnim i ne zahtijevaju liječničku intervenciju.

Roditeljima se savjetuje da ne paničare kada se pojave alarmantni simptomi ili očigledna odstupanja u zdravstvenom stanju djece. Pokušajte što prije kontaktirati kliniku, dobiti preporuke i sveobuhvatne savjete o daljnjim radnjama.

Dom " postporođajni period » Liječenje genetskih bolesti. Genska terapija: kako se liječe genetske bolesti Da li je moguće izliječiti genetske bolesti

Ljudska genska terapija u širem smislu uključuje uvođenje funkcionalno aktivnog(ih) gena(a) u ćelije kako bi se ispravio genetski defekt. Postoje dva moguća načina liječenja nasljednih bolesti. U prvom slučaju somatske ćelije (ćelije koje nisu polne) su podvrgnute genetskoj transformaciji. U ovom slučaju, korekcija genetskog defekta je ograničena na određeni organ ili tkivo. U drugom slučaju, genotip ćelija zametne linije (spermatozoida ili jajašca) ili oplođenih jajnih ćelija (zigota) se menja tako da sve ćelije jedinke koje se iz njih razvijaju imaju „ispravljene“ gene. Kao rezultat genske terapije upotrebom ćelija zametne linije, genetske promjene se prenose s generacije na generaciju.

Politika genske terapije somatskih ćelija.

1980. godine predstavnici katoličke, protestantske i jevrejske zajednice u Sjedinjenim Državama napisali su otvoreno pismo predsjedniku u kojem su iznijeli svoje stavove o korištenju genetskog inženjeringa u odnosu na ljude. Za procjenu etičkih i društvenih aspekata ovog problema, formirane su Predsjednička komisija i Kongresna komisija. To su bile veoma važne inicijative, jer se u Sjedinjenim Državama uvođenje programa koji utiču na javni interes često sprovodi na osnovu preporuka takvih komisija. U konačnim zaključcima oba panela, napravljena je jasna razlika između genske terapije somatskih stanica i genske terapije zametnim stanicama. Genska terapija somatskih ćelija stavljena je na standardne metode medicinske intervencije u tijelu, slično transplantaciji organa. Nasuprot tome, genska terapija zametnih stanica se smatra tehnološki vrlo složenom i etički problematičnom da bi odmah započela svoju praktičnu primjenu. Zaključeno je da postoji potreba za razvojem jasnih pravila koja regulišu istraživanja u oblasti genske terapije somatskih ćelija; razvoj takvih dokumenata u vezi sa genskom terapijom ćelija zametne linije smatran je preuranjenim. U cilju zaustavljanja svih nezakonitih radnji, odlučeno je da se obustave svi eksperimenti u oblasti genske terapije zametnih ćelija.

Do 1985. godine izrađen je dokument pod nazivom "Pravilnik o pripremi i podnošenju prijava za eksperimente u oblasti genske terapije somatskih ćelija". Sadržao je sve informacije o tome koje podatke treba dostaviti u zahtjevu za odobrenje ispitivanja u oblasti genske terapije somatskih ćelija kod ljudi. Za osnovu su uzeta pravila koja regulišu laboratorijska istraživanja sa rekombinantnom DNK; oni su samo prilagođeni za biomedicinske svrhe.

Biomedicinsko zakonodavstvo je revidirano i dopunjeno 1970-ih. kao odgovor na objavljivanje 1972. rezultata 40-godišnjeg eksperimenta koji je sprovela Nacionalna zdravstvena služba SAD u Alabami na grupi od 400 nepismenih Afroamerikanaca sa sifilisom. Eksperiment je postavljen u cilju proučavanja prirodnog razvoja ove polno prenosive bolesti, nije provedeno nikakvo liječenje. Vijest o tako monstruoznom iskustvu na neupućenim ljudima šokirala je mnoge u Sjedinjenim Državama. Kongres je odmah prekinuo eksperiment i usvojio zakon koji zabranjuje takva istraživanja ikada više.

Među pitanjima upućenim pojedincima koji su se prijavili za dozvolu za eksperimente u oblasti genske terapije somatskih ćelija bila su sljedeća:

1. Koja je to bolest koju treba liječiti?
2. Koliko je ozbiljno?
3. Postoje li alternativni tretmani?
4. Koliko je predloženi tretman opasan za pacijente?
5. Koja je vjerovatnoća uspjeha liječenja?
6. Kako će se pacijenti birati za klinička ispitivanja?
7. Hoće li ovaj izbor biti pošten i reprezentativan?
8. Kako će pacijenti biti informisani o ispitivanjima?
9. Koju vrstu informacija im treba dati?
10. Kako će se dobiti njihova saglasnost?
11. Kako će se garantirati povjerljivost informacija o pacijentima i istraživanja?

Kada su eksperimenti sa genskom terapijom tek počeli, većinu prijava za klinička ispitivanja prvo je razmatrao Etički komitet ustanove u kojoj je istraživanje trebalo da se sprovodi, a tek onda su poslane Podkomitetu za humanu gensku terapiju. Potonji su ocjenjivali prijave u smislu njihovog naučnog i medicinskog značaja, usklađenosti sa važećim pravilima i uvjerljivosti argumenata. Ako je prijava odbijena, vraćena je sa potrebnim komentarima. Autori aplikacije bi mogli revidirati prijedlog i preraditi ga. Ako je prijava odobrena, Potkomisija za gensku terapiju o njoj je raspravljala u javnim raspravama po istim kriterijima. Nakon odobrenja aplikacije na ovom nivou, direktor Pododbora je odobrio i potpisao odobrenje za klinička ispitivanja bez kojih se ne mogu započeti. U ovom potonjem slučaju posebna pažnja je posvećena načinu pripreme proizvoda, metodama kontrole kvaliteta njegove čistoće, kao i tome koja su pretklinička ispitivanja provedena kako bi se osigurala sigurnost proizvoda.

Ali kako se broj prijava vremenom povećavao, a genska terapija postala, prema riječima jednog komentatora, "pobjednički listić u medicini", proces odobravanja zahtjeva koji je prvobitno usvojen pokazao se nepotrebno dugotrajnim i suvišnim. U skladu s tim, nakon 1997. godine, Podkomitet za gensku terapiju više nije bio među institucijama koje nadgledaju istraživanje ljudske genske terapije. Ako Podkomitet postoji, najvjerovatnije će postati organizator foruma na kojima će se raspravljati o etičkim pitanjima vezanim za humanu gensku terapiju. U međuvremenu je uklonjen zahtjev da se o svim primjenama u oblasti genske terapije mora raspravljati javno. Institucija odgovorna za kontrolu proizvodnje i upotrebe bioloških proizvoda povjerljivo provodi sve potrebne procjene kako bi osigurala poštovanje imovinskih prava graditelja. Trenutno se ljudska genska terapija smatra sigurnom medicinskom procedurom, iako nije posebno efikasna. Ranije izraženi strahovi su se raspršili i postao je jedan od glavnih novih pristupa liječenju ljudskih bolesti.

Većina stručnjaka smatra da je proces odobravanja ispitivanja genske terapije ljudskim somatskim ćelijama u SAD adekvatan; garantuje nepristrasan odabir pacijenata i njihovu svijest, kao i propisno provođenje svih manipulacija, bez nanošenja štete, kako pojedinim pacijentima, tako i ljudskoj populaciji u cjelini. U drugim zemljama razvijaju se i pravila za provođenje ispitivanja genske terapije. U SAD-u je to učinjeno pažljivim vaganjem svakog prijedloga. Kao što je rekao jedan od učesnika saslušanja koje su organizovali Potkomiteti za gensku terapiju u januaru 1989. dr. Walteres: "Ne znam ni za jednu drugu biomedicinsku nauku ili tehnologiju koja je bila podvrgnuta tako opsežnom ispitivanju kao što je genska terapija."

Akumulacija defektnih gena u budućim generacijama.

Postoji mišljenje da će liječenje genetskih bolesti genskom terapijom somatskih stanica neminovno dovesti do pogoršanja genofonda ljudske populacije. Zasniva se na ideji da će se učestalost defektnog gena u populaciji povećavati iz generacije u generaciju, budući da će genska terapija olakšati prijenos mutantnih gena na sljedeću generaciju od onih ljudi koji se prethodno nisu mogli razmnožavati ili nisu mogli živjeti. do odraslog doba. Međutim, ispostavilo se da je ova hipoteza netačna. Prema populacionoj genetici, potrebne su hiljade godina za značajno povećanje učestalosti štetnog ili smrtonosnog gena kao rezultat efikasnog lečenja. Dakle, ako se rijetka genetska bolest javi kod jednog od 100.000 održivih novorođenčadi, proći će oko 2.000 godina nakon uvođenja učinkovite genske terapije prije nego što se učestalost ove bolesti udvostruči na 1 slučaj na 50.000.

Osim što se učestalost smrtonosnog gena jedva povećava iz generacije u generaciju, kao rezultat dugotrajnog liječenja svih kojima je potreban, genotip pojedinih jedinki također ostaje nepromijenjen. Ova pozicija se može ilustrovati primjerom iz historije evolucije. Primati, uključujući ljude, nisu u stanju sintetizirati vitalni vitamin C i moraju ga dobiti iz vanjskih izvora. Dakle, možemo reći da smo svi genetski defektni u genu za ovu vitalnu supstancu. Nasuprot tome, vodozemci, gmizavci, ptice i sisari koji nisu primati sintetiziraju vitamin C. Ipak, genetski defekt koji uzrokuje nemogućnost biosintetiziranja vitamina C nije "spriječio" uspješnu evoluciju primata više od milion godina. Slično tome, ispravljanje drugih genetskih defekata neće dovesti do značajnije akumulacije "nezdravih" gena u budućim generacijama.

Genska terapija za ćelije zametne linije.

Eksperimenti na polju genske terapije ljudskih zametnih ćelija sada su strogo zabranjeni, ali se mora priznati da se neke genetske bolesti mogu izliječiti samo na ovaj način. Metodologija genske terapije za ljudske ćelije zametne linije još nije dovoljno razvijena. Međutim, nema sumnje da će se razvojem metoda genetske manipulacije na životinjama i dijagnostičkim ispitivanjem preimplantacijskih embrija ova praznina popuniti. Štaviše, kako genska terapija somatskih ćelija postaje sve rutinskija, to će uticati i na stavove ljudi prema genskoj terapiji ljudskih zametnih ćelija, a testiranje će s vremenom postati neophodno. Ostaje nam samo nadati se da će do tada biti riješeni svi problemi vezani za posljedice praktične primjene genske terapije za ljudske zametne stanice, uključujući socijalne i biološke.

Vjeruje se da ljudska genska terapija može pomoći u liječenju ozbiljnih bolesti. Zaista, on je u stanju da pruži korekciju za niz fizičkih i mentalnih poremećaja, iako ostaje nejasno da li će društvo smatrati da je takva upotreba genske terapije prihvatljiva. Kao i svako drugo novo medicinsko područje, genska terapija za ljudske zametne stanice postavlja brojna pitanja, a to su:

1. Kolika je cijena razvoja i primjene metoda genske terapije za ljudske ćelije zametne linije?
2. Da li vlada treba da odredi prioritete medicinskih istraživanja?
3. Hoće li prioritetni razvoj genske terapije za zametne ćelije dovesti do sužavanja rada na traženju drugih metoda liječenja?
4. Hoće li biti moguće pokriti sve pacijente kojima je to potrebno?
5. Hoće li pojedinac ili kompanija moći dobiti ekskluzivna prava za liječenje određenih bolesti genskom terapijom?

Kloniranje ljudi.

Interes javnosti za mogućnost kloniranja ljudi pojavio se 1960-ih, nakon što su izvedeni odgovarajući eksperimenti na žabama i krastačama. Ove studije su pokazale da jezgro oplođenog jajeta može biti zamijenjeno jezgrom nediferencirane ćelije, a embrion će se normalno razvijati. Tako je, u principu, moguće izolovati jezgre iz nediferenciranih ćelija organizma, uvesti ih u oplođena jajašca istog organizma i dobiti potomstvo sa istim genotipom kao i roditelj. Drugim riječima, svaki od organizama potomaka može se smatrati genetskim klonom izvornog donorskog organizma. Šezdesetih godina činilo se da, uprkos nedostatku tehničkih mogućnosti, nije bilo teško ekstrapolirati rezultate kloniranja žaba na ljude. U štampi se pojavilo mnogo članaka na ovu temu, čak su napisana i naučnofantastična djela. Jedna od priča bila je posvećena kloniranju izdajničko ubijenog američkog predsjednika Johna F. Kennedyja, ali je kloniranje zlikovaca bilo popularnija tema. Radovi o kloniranju ljudi bili su ne samo nevjerojatni, već su promovirali pogrešnu i vrlo opasnu ideju da su osobine ličnosti, karakter i drugi kvaliteti osobe zaslužni isključivo za njegov genotip. Naime, osoba kao ličnost se formira pod uticajem kako njegovih gena, tako i uslova sredine, posebno kulturnih tradicija. Na primjer, zlonamjerni rasizam koji je Hitler propovijedao je stečena kvaliteta ponašanja koja nije određena ni jednim genom ili njihovom kombinacijom. U drugačijem okruženju sa različitim kulturnim karakteristikama, "klonirani Hitler" ne bi nužno formirao osobu sličnu stvarnom Hitleru. Slično, "klon Majke Tereze" ne bi nužno "uspjeo" u ženi koja je svoj život posvetila pomaganju siromašnih i bolesnih u Kalkuti.

Kako su se razvijale metode reproduktivne biologije sisara i stvarale razne transgene životinje, postaje sve jasnije da je kloniranje ljudi stvar ne tako daleke budućnosti. Pretpostavka je postala stvarnost 1997. godine kada je klonirana ovca po imenu Dolly. Za to je korišteno jezgro diferencirane ćelije donorske gravidne ovce. Metodički pristup koji je korišten u "kreaciji" Dolly je u principu pogodan za dobivanje klonova bilo kojeg sisara, uključujući i čovjeka. Čak i ako ne radi za druge sisare, čini se da nije potrebno previše eksperimentiranja da bi se razvila prikladna metoda. Kao rezultat toga, kloniranje ljudi će odmah postati predmet svake rasprave o etičkim problemima genetike i biološke medicine.

Bez sumnje, kloniranje ljudi je složeno i kontroverzno pitanje. Za neke se sama ideja stvaranja kopije već postojećeg pojedinca eksperimentalnom manipulacijom čini neprihvatljivom. Drugi vjeruju da je klonirana osoba ista kao identični blizanac uprkos razlici u godinama, te stoga kloniranje nije inherentno zlonamjerno, iako možda nije toliko potrebno. Kloniranje može pružiti pozitivan medicinski i socijalni efekat koji opravdava njegovu primjenu u izuzetnim slučajevima. Na primjer, može biti od vitalnog značaja za roditelje bolesnog djeteta. Odgovornost za eksperimente kloniranja ljudi je regulisana zakonom u mnogim zemljama, a sva istraživanja vezana za kloniranje ljudi su zabranjena. Takva ograničenja su dovoljna da isključe mogućnost kloniranja ljudi. Međutim, svakako će se postaviti pitanje neizbježnosti kloniranja ljudi.

Bilješka!

Ovaj rad je prijavljen na konkurs naučno-popularnih članaka u nominaciji "Najbolja recenzija".

Smrtonosne kandže

Čovječanstvo se suočilo sa ovom misterioznom bolešću i prije naše ere. Naučnici su je pokušavali razumjeti i liječiti u raznim dijelovima svijeta: u starom Egiptu - Ebers, u Indiji - Sushruta, Grčkoj - Hipokrat. Svi oni i mnogi drugi doktori borili su se protiv opasnog i ozbiljnog protivnika - raka. I iako ova bitka traje do danas, teško je utvrditi ima li šanse za potpunu i konačnu pobjedu. Uostalom, što više proučavamo bolest, češće se postavljaju pitanja - da li je moguće potpuno izliječiti rak? Kako izbjeći bolest? Da li je moguće učiniti liječenje brzim, pristupačnim i jeftinim?

Zahvaljujući Hipokratu i njegovom zapažanju (on je vidio sličnost tumora i pipaka raka), termin se pojavio u drevnim medicinskim raspravama karcinoma(grčki karcinos) ili rak(lat. rak). U medicinskoj praksi maligne neoplazme se različito klasifikuju: karcinomi (iz epitelnog tkiva), sarkomi (iz vezivnog, mišićnog tkiva), leukemije (u krvi i koštanoj srži), limfomi (u limfnom sistemu) i drugi (razvijaju se u drugim tipovima ćelija, kao što je gliom, rak mozga). Ali u svakodnevnom životu popularniji je izraz "rak", koji označava bilo koji maligni tumor.

Mutacije: nestati ili živjeti zauvijek?

Brojne genetske studije su pokazale da je pojava ćelija raka rezultat genetskih promjena. Greške u replikaciji (kopiranju) i popravci (ispravljanje grešaka) DNK dovode do promjena u genima, uključujući i one koji kontroliraju diobu stanica. Glavni faktori koji doprinose oštećenju genoma, a dalje i sticanju mutacija, su endogeni (napad slobodnih radikala koji nastaju tokom metabolizma, hemijska nestabilnost nekih DNK baza) i egzogeni (jonizujuće i UV zračenje, hemijski karcinogeni). Kada su mutacije fiksirane u genomu, one doprinose transformaciji normalnih ćelija u ćelije raka. Takve se mutacije uglavnom javljaju u protoonkogenima, koji normalno stimuliraju diobu stanica. Kao rezultat, može se dobiti trajno "uključen" gen, a mitoza (podjela) ne prestaje, što, u stvari, znači malignu degeneraciju. Ako se inaktivirajuće mutacije jave u genima koji normalno inhibiraju proliferaciju (geni supresor tumora), kontrola nad diobom se gubi i stanica postaje "besmrtna" (slika 1).

Slika 1. Genetski model raka: rak debelog crijeva. Prvi korak je gubitak ili inaktivacija dva alela APS gena na petom hromozomu. U slučaju porodičnog karcinoma (familiar adenomatozna polipoza, FAP), jedna mutacija APC gena se nasljeđuje. Gubitak oba alela dovodi do stvaranja benignih adenoma. Naknadne mutacije gena na hromozomima 12, 17, 18 benignog adenoma mogu dovesti do transformacije u maligni tumor. Izvor: .

Jasno je da razvoj određenih vrsta raka uključuje promjenu većine ili čak svih ovih gena i može se pojaviti na različite načine. Iz ovoga proizilazi da svaki tumor treba smatrati biološki jedinstvenim objektom. Do danas postoje posebne baze podataka genetskih informacija o raku koje sadrže podatke o 1,2 miliona mutacija iz 8207 uzoraka tkiva koji pripadaju 20 tipova tumora: Atlas genoma raka i Katalog somatskih mutacija kod raka kod raka (COSMIC).

Rezultat neuspjeha gena je nekontrolirana dioba stanica, au kasnijim fazama - metastaze u različite organe i dijelove tijela kroz krvne i limfne žile. Ovo je prilično složen i aktivan proces koji se sastoji od nekoliko faza. Pojedinačne ćelije raka su odvojene od primarnog fokusa i raznošene krvlju kroz tijelo. Zatim se uz pomoć posebnih receptora vezuju za endotelne ćelije i eksprimiraju proteinaze koje cijepaju matriksne proteine i formiraju pore u bazalnoj membrani. Uništavajući ekstracelularni matriks, ćelije raka migriraju duboko u zdravo tkivo. Zbog autokrine stimulacije, oni se dijele, formirajući čvor (1-2 mm u promjeru). Uz nedostatak prehrane, neke od stanica u čvoru umiru, a takve "uspavane" mikrometastaze mogu ostati latentne u tkivima organa dosta dugo. Pod povoljnim uslovima čvor raste, u ćelijama se aktiviraju geni faktora rasta vaskularnog endotela (VEGF) i faktora rasta fibroblasta (FGFb) i započinje angiogeneza (formiranje krvnih sudova) (slika 2).

Međutim, stanice su naoružane posebnim mehanizmima koji štite od razvoja tumora:

Tradicionalne metode i njihovi nedostaci

Ako su odbrambeni sistemi organizma otkazali, a tumor se ipak počeo razvijati, spasiti može samo medicinska intervencija. Tokom dužeg perioda, doktori su koristili tri glavne "klasične" terapije:

hirurški (potpuno uklanjanje tumora). Koristi se kada je tumor mali i dobro lokaliziran. Također uklonite dio tkiva koji je u kontaktu sa malignom neoplazmom. Metoda se ne primjenjuje u prisustvu metastaza;
zračenje - zračenje tumora radioaktivnim česticama za zaustavljanje i sprječavanje diobe stanica raka. Zdrave ćelije su takođe osetljive na ovo zračenje i često umiru;
kemoterapija - koriste se lijekovi koji inhibiraju rast stanica koje se brzo dijele. Lijekovi imaju negativan učinak na normalne stanice.

Gore navedeni pristupi ne mogu uvijek spasiti pacijenta od raka. Često tokom hirurškog tretmana ostaju pojedinačne ćelije raka, a tumor se može recidivirati, dok kemoterapija i radioterapija izazivaju nuspojave (smanjenje imuniteta, anemija, opadanje kose i sl.), koje dovode do ozbiljnih posljedica, a često i smrti. pacijent. Međutim, sa svakom godinom, tradicionalni tretmani se poboljšavaju i pojavljuju se novi tretmani koji mogu pobijediti rak, kao što su biološka terapija, hormonska terapija, korištenje matičnih stanica, transplantacija koštane srži, kao i razne potporne terapije. Genska terapija se smatra najperspektivnijom, jer je usmjerena na korijenski uzrok raka - kompenzaciju za kvar određenih gena.

Genska terapija kao perspektiva

Prema PubMed-u, interesovanje za gensku terapiju (HT) za rak brzo raste, a danas HT kombinuje niz tehnika koje deluju na ćelije raka i u telu ( in vivo) i izvan njega ( ex vivo) (Sl. 3).

Slika 3. Dvije glavne strategije za gensku terapiju. Ex vivo- genetski materijal se prenosi uz pomoć vektora u ćelije uzgojene u kulturi (transdukcija), a zatim se transgene ćelije unose u primaoca; in vivo- uvođenje vektora sa željenim genom u određeno tkivo ili organ. Slika iz .

Genska terapija in vivo uključuje transfer gena - uvođenje genetskih konstrukcija u ćelije raka ili u tkiva koja okružuju tumor. Genska terapija ex vivo sastoji se od izolacije ćelija raka od pacijenta, umetanja terapeutskog "zdravog" gena u genom raka i uvođenja transduciranih ćelija natrag u tijelo pacijenta. U te svrhe koriste se posebni vektori stvoreni genetskim inženjeringom. U pravilu se radi o virusima koji otkrivaju i uništavaju ćelije raka, a ostaju bezopasni za zdrava tjelesna tkiva, odnosno nevirusni vektori.

Virus Vectors

Retrovirusi, adenovirusi, adeno-asociirani virusi, lentivirusi, herpes virusi i drugi se koriste kao virusni vektori. Ovi virusi se razlikuju po efikasnosti transdukcije, interakciji sa ćelijama (prepoznavanje i infekcija) i DNK. Glavni kriterij je sigurnost i nedostatak rizika od nekontrolisanog širenja virusne DNK: ako se geni ubace na pogrešno mjesto u ljudski genom, mogu stvoriti štetne mutacije i pokrenuti razvoj tumora. Takođe je važno uzeti u obzir nivo ekspresije prenesenih gena kako bi se sprečile upalne ili imunološke reakcije organizma tokom hipersinteze ciljnih proteina (Tabela 1).

Tabela 1. Virusni vektori.

Vector	Kratki opis
virus malih boginja	sadrži negativnu sekvencu RNK koja ne izaziva zaštitni odgovor u ćelijama raka
Herpes simplex virus (HSV-1)	može nositi duge sekvence transgena
Lentivirus	koji potiču od HIV-a, mogu integrirati gene u ćelije koje se ne dijele
Retrovirus (RCR)	nesposoban za samoreplikaciju, osigurava efikasnu integraciju strane DNK u genom i postojanost genetskih promjena
Virus majmunske pjene (SFV)	novi RNA vektor koji prenosi transgen na tumor i stimulira njegovu ekspresiju
Rekombinantni adenovirus (rAdv)	omogućava efikasnu transfekciju, ali je moguć snažan imuni odgovor
Rekombinantni adeno-povezani virus (rAAV)	sposoban za transfekciju mnogih tipova ćelija

Nevirusni vektori

Nevirusni vektori se također koriste za prijenos transgene DNK. Polimerni nosači lijekova - konstrukti nanočestica - koriste se za isporuku lijekova niske molekularne težine, kao što su oligonukleotidi, peptidi, miRNA. Zbog svoje male veličine, nanočestice apsorbiraju ćelije i mogu prodrijeti u kapilare, što je vrlo zgodno za dopremanje "liječivih" molekula do najnepristupačnijih mjesta u tijelu. Ova tehnika se često koristi za inhibiciju tumorske angiogeneze. Ali postoji rizik od nakupljanja čestica u drugim organima, kao što je koštana srž, što može dovesti do nepredvidivih posljedica. Najpopularnije nevirusne metode isporuke DNK su liposomi i elektroporacija.

Sintetički kationskih liposoma su sada prepoznati kao obećavajući način za isporuku funkcionalnih gena. Pozitivni naboj na površini čestice osigurava fuziju sa negativno nabijenim ćelijskim membranama. Kationski liposomi neutraliziraju negativni naboj DNK lanca, čine njegovu prostornu strukturu kompaktnijom i potiču efikasnu kondenzaciju. Kompleks plazmida-liposoma ima niz važnih prednosti: mogu prihvatiti genetske konstrukte praktično neograničenih veličina, nema rizika od replikacije ili rekombinacije i praktično ne izazivaju imunološki odgovor u organizmu domaćina. Nedostatak ovog sistema je kratkotrajnost terapijskog efekta, a pri ponovljenom davanju može doći do nuspojava.

elektroporacija je popularna nevirusna metoda isporuke DNK koja je prilično jednostavna i ne izaziva imunološki odgovor. Uz pomoć induciranih električnih impulsa formiraju se pore na površini ćelije, a plazmidna DNK lako prodire u unutarćelijski prostor. Genska terapija in vivo upotreba elektroporacije je dokazala svoju efikasnost u brojnim eksperimentima na tumorima miševa. Bilo koji geni se mogu prenijeti, na primjer, citokin (IL-12) i citotoksični geni (TRAIL), što doprinosi razvoju širokog spektra terapijskih strategija. Osim toga, ovaj pristup može biti efikasan za liječenje i metastatskih i primarnih tumora.

Izbor tehnike

U zavisnosti od vrste tumora i njegove progresije, za pacijenta se bira najefikasnija metoda lečenja. Do danas su razvijene nove obećavajuće tehnike za gensku terapiju protiv raka, uključujući onkolitički virusni HT, prolijek HT (terapiju prolijekovima), imunoterapiju, HT korištenjem matičnih stanica.

Onkolitička virusna genska terapija

Za ovu tehniku koriste se virusi koji uz pomoć posebnih genetskih manipulacija postaju onkolitični - prestaju se razmnožavati u zdravim stanicama i zahvaćaju samo tumorske stanice. Dobar primjer takve terapije je ONYX-015, modificirani adenovirus koji ne eksprimira protein E1B. U nedostatku ovog proteina, virus se ne može replicirati u stanicama s normalnim genom p53. Dva vektora zasnovana na virusu herpes simpleksa (HSV-1) - G207 i NV1020 - takođe nose nekoliko genskih mutacija za repliciranje samo u ćelijama raka. Velika prednost ove tehnike je u tome što kada se intravenozne injekcije provode, onkolitički virusi se prenose krvlju kroz tijelo i mogu se boriti protiv metastaza. Glavni problemi koji se javljaju pri radu s virusima su mogući rizik od imunološkog odgovora u tijelu primatelja, kao i nekontrolirana integracija genetskih konstrukata u genom zdravih stanica, te kao rezultat toga pojava kancerogenog tumora. .

Enzimska terapija prolijekom posredovana genima

Zasniva se na uvođenju "samoubilačkih" gena u tumorsko tkivo, zbog čega ćelije raka umiru. Ovi transgeni kodiraju enzime koji aktiviraju intracelularne citostatike, TNF receptore i druge važne komponente za aktivaciju apoptoze. Suicidalna kombinacija gena za prolijekove bi u idealnom slučaju trebala ispuniti sljedeće zahtjeve: kontrolirana ekspresija gena; ispravna konverzija odabranog prolijeka u aktivni agens protiv raka; potpuna aktivacija prolijeka bez dodatnih endogenih enzima.

Nedostatak terapije je što tumori sadrže sve zaštitne mehanizme svojstvene zdravim stanicama, te se postepeno prilagođavaju štetnim faktorima i prolijeku. Proces adaptacije je olakšan ekspresijom citokina (autokrina regulacija), faktora regulacije ćelijskog ciklusa (izbor najotpornijih klonova raka), MDR gena (odgovornog za osjetljivost na određene lijekove).

Imunoterapija

Zahvaljujući genskoj terapiji, nedavno je počela da se aktivno razvija imunoterapija – novi pristup liječenju raka uz pomoć antitumorskih vakcina. Glavna strategija metode je aktivna imunizacija organizma protiv antigena raka (TAA) korištenjem tehnologije prijenosa gena [?18].

Glavna razlika između rekombinantnih vakcina i drugih lijekova je u tome što one pomažu imunološkom sistemu pacijenta da prepozna ćelije raka i uništi ih. U prvoj fazi, ćelije raka se dobijaju iz tela primaoca (autologne ćelije) ili iz posebnih ćelijskih linija (alogene ćelije), a zatim se uzgajaju in vitro. Da bi imunološki sistem prepoznao ove ćelije, uvodi se jedan ili više gena koji proizvode imunostimulativne molekule (citokine) ili proteine sa povećanom količinom antigena. Nakon ovih modifikacija, ćelije se nastavljaju sa kultivisanjem, zatim se vrši liza i dobija se gotova vakcina.

Veliki izbor virusnih i nevirusnih transgenskih vektora omogućava eksperimentisanje na različitim tipovima imunih ćelija (npr. citotoksične T ćelije i dendritske ćelije) da inhibiraju imuni odgovor i regresiraju ćelije raka. Devedesetih godina prošlog stoljeća sugerirano je da su limfociti koji infiltriraju tumor (TIL) izvor citotoksičnih T limfocita (CTL) i prirodnih stanica ubica (NK) za ćelije raka. Pošto se TIL-om može lako manipulisati ex vivo, bile su prve genetski modificirane imunološke ćelije koje su korištene za imunoterapiju raka. U T-ćelijama uzetim iz krvi oboljelog od raka mijenjaju se geni koji su odgovorni za ekspresiju receptora za antigene raka. Takođe je moguće dodati gene za veće preživljavanje i efikasan ulazak modifikovanih T ćelija u tumor. Uz pomoć takvih manipulacija stvaraju se visoko aktivni "ubice" stanica raka.

Kada se pokazalo da većina karcinoma ima specifične antigene i da je u stanju da indukuje sopstvene odbrambene mehanizme, postavljena je hipoteza da bi blokiranje imunološkog sistema ćelija raka olakšalo odbacivanje tumora. Stoga se za proizvodnju većine antitumorskih vakcina kao izvor antigena koriste tumorske ćelije pacijenta ili posebne alogene ćelije. Glavni problemi imunoterapije tumora su vjerovatnoća autoimunih reakcija u tijelu pacijenta, izostanak antitumorskog odgovora, imunostimulacija rasta tumora i dr.

matične ćelije

Snažan alat za gensku terapiju je korištenje matičnih stanica kao vektora za prijenos terapeutskih agenasa - imunostimulirajućih citokina, "samoubilačkih" gena, nanočestica i anti-angiogenih proteina. Matične ćelije (SC), pored sposobnosti samoobnavljanja i diferencijacije, imaju ogromnu prednost u odnosu na druge transportne sisteme (nanopolimere, viruse): aktivacija prolekova se dešava direktno u tumorskim tkivima, čime se izbegava sistemska toksičnost (ekspresija transgena doprinosi uništavanje samo ćelija raka). Dodatna pozitivna kvaliteta je "privilegirano" stanje autolognih SC-a - korištene vlastite ćelije garantuju 100% kompatibilnost i povećavaju nivo sigurnosti procedure. Ipak, efikasnost terapije zavisi od ispravnosti ex vivo prijenos modificiranog gena u SC i naknadni prijenos transduciranih ćelija u tijelo pacijenta. Osim toga, prije masovne primjene terapije potrebno je detaljno proučiti sve moguće načine transformacije SC u ćelije raka i razviti sigurnosne mjere za sprječavanje kancerogene transformacije SC.

Zaključak

Sumirajući, sa sigurnošću možemo reći da dolazi era personalizirane medicine, kada će se odabrati određena efikasna terapija za liječenje svakog oboljelog od raka. Već se razvijaju individualni programi lečenja koji obezbeđuju pravovremenu i pravilnu negu i dovode do značajnog poboljšanja stanja pacijenata. Evolucijski pristupi personaliziranoj onkologiji kao što su genomska analiza, ciljana proizvodnja lijekova, genska terapija raka i molekularna dijagnostika zasnovana na biomarkerima već donose plodove.

Genska terapija je posebno obećavajuća metoda za liječenje raka. Trenutno su u toku klinička ispitivanja koja često potvrđuju efikasnost HT u slučajevima kada standardni tretman protiv raka - operacija, zračenje i kemoterapija - ne pomaže. Razvoj inovativnih metoda HT (imunoterapija, onkolitička viroterapija, "samoubilačka" terapija itd.) moći će riješiti problem visoke smrtnosti od raka, a, možda, u budućnosti, dijagnoza "rak" neće zvuči kao rečenica.

Rak: prepoznati, spriječiti i ukloniti bolest.

Književnost

Williams S. Klug, Michael R. Cummingm. Svijet biologije i medicine. Osnove genetike. Moskva: Tehnosfera, 2007. - 726 str.;
Bioinformatika: Velike baze podataka vs Big Ps;
Cui H., Cruz-Correa M. et al. (2003).

U ovom članku ćemo govoriti o tome koje zadatke genska terapija postavlja pred sebe, koje se bolesti mogu liječiti ovom metodom i s kojim problemima se naučnici suočavaju.

Gdje se koristi genska terapija?

Princip genske terapije

Doktori koriste genetske informacije kao aktivnu supstancu, ili, preciznije, molekule koji nose takve informacije. Rjeđe se za to koriste RNA nukleinske kiseline, a češće DNK ćelije.

Koje bolesti liječi genska terapija?

Pročitajte također:

Indikacije za termin

Kontraindikacije

Gdje se koristi genska terapija?

Princip genske terapije

Koje bolesti liječi genska terapija?

Problemi sa kojima se susreće genska terapija

Koliko su česte genetske bolesti?

Šta daju saznanja o genetskoj prirodi bolesti?

Koji simptomi mogu ukazivati ​​na genetsku prirodu bolesti?

Ako se bolest ne liječi, da li roditelji moraju znati za nju?

Da li je uvek potrebno konsultovati genetičara?

Koja je prednost vašeg centra?

Dijagnoza genetskih bolesti

Pedijatrijska genetska dijagnostika kod Ichilova

Liječenje genetskih bolesti kod djece

Glavni pravci procesa liječenja u Centru Sourasky

Smrtonosne kandže

Mutacije: nestati ili živjeti zauvijek?

Tradicionalne metode i njihovi nedostaci

Genska terapija kao perspektiva

Virus Vectors

Nevirusni vektori

Izbor tehnike

Onkolitička virusna genska terapija

Enzimska terapija prolijekom posredovana genima

Imunoterapija

matične ćelije

Zaključak

Književnost

Gdje se koristi genska terapija?

Princip genske terapije

Koje bolesti liječi genska terapija?

Problemi sa kojima se susreće genska terapija

Koji simptomi mogu ukazivati na genetsku prirodu bolesti?