Geneetilise defekti geeniteraapia hüvitise tüübid. 21. sajandi geeniteraapia ja meditsiin. Mitte imerohi, vaid perspektiiv

Sissejuhatus

Igal aastal ilmub teadusajakirjades üha rohkem artikleid meditsiiniliste kliiniliste uuringute kohta, milles nii või teisiti kasutati erinevate geenide juurutamisel põhinevat ravi - geeniteraapiat. See suund kasvas välja sellistest hästi arenevatest bioloogiaharudest nagu molekulaargeneetika ja biotehnoloogia.

Sageli, kui tavapäraseid (konservatiivseid) meetodeid on juba proovitud, võib just geeniteraapia aidata patsientidel ellu jääda ja isegi täielikult taastuda. Näiteks kehtib see nii pärilike monogeensete haiguste kohta, mis on põhjustatud ühe geeni defektist, kui ka paljudest teistest. Või näiteks võib geeniteraapia aidata ja päästa jäseme nendel patsientidel, kellel on alajäsemete veresoonte luumenus ahenenud ja selle tagajärjel tekib ümbritsevate kudede püsiv isheemia, st nendes kudedes on tugev puudus. toitaineid ja hapnikku, mida tavaliselt kannab veri läbi keha. Selliseid patsiente on sageli võimatu kirurgiliste manipulatsioonide ja ravimitega ravida, kuid kui rakud on sunnitud lokaalselt välja viskama rohkem valgufaktoreid, mis võiksid mõjutada uute veresoonte teket ja idanemist, muutub isheemia palju vähem väljendunud ja patsiendi elu halveneb. muutunud palju lihtsamaks.

Geeniteraapia tänapäeval võib seda defineerida kui haiguste ravi geenide sisestamisega patsientide rakkudesse eesmärgiga suunata geenidefekte või anda rakkudele uusi funktsioone. Esimesed kliinilised katsetused geeniteraapia meetodite osas tehti vähi diagnoosimiseks üsna hiljuti – 22. mail 1989. aastal. Esimene pärilik haigus, mille puhul geeniteraapia meetodeid rakendati, oli pärilik immuunpuudulikkus.

Igal aastal kasvab edukalt läbiviidud kliiniliste uuringute arv erinevate haiguste raviks geeniteraapia abil ning 2014. aasta jaanuariks oli see jõudnud 2 tuhandeni.

Samas tuleb tänapäevastes geeniteraapia uuringutes silmas pidada, et geenidega manipuleerimise ehk "segatud" (rekombinantse) DNA tagajärjed in vivo(ladina keeles sõna otseses mõttes "live") pole piisavalt uuritud. Riikides, kus selle valdkonna teadusuuringute tase on kõrgeim, eriti Ameerika Ühendriikides, on senss-DNA järjestusi kasutavad meditsiinilised protokollid kohustuslikud vastavate komiteede ja komisjonide poolt läbivaatamisel. Ameerika Ühendriikides on nendeks rekombinantse DNA nõuandekomitee (RAC) ja Food and Drug Administration (FDA), millele järgneb projekti kohustuslik heakskiit National Institutes of Healthi direktorilt.

Seega otsustasime, et see ravi põhineb sellel, et kui mõnes kehakoes puuduvad üksikud valgufaktorid, siis saab seda korrigeerida, sisestades neisse kudedesse vastavad valke kodeerivad geenid ja kõik muutub enam-vähem imeliseks. Valke endid süstida ei saa, sest meie keha reageerib koheselt mittenõrga immuunreaktsiooniga ning toime kestus oleks ebapiisav. Nüüd on vaja otsustada geenide rakkudesse viimise meetodi üle.

Transfektsioon rakud

Alustuseks tasub tutvustada mõne termini määratlusi.

Geenitransport toimub tänu vektor on DNA molekul, mida kasutatakse "kandjana" geneetilise informatsiooni kunstlikuks ülekandmiseks rakku. Vektoreid on mitut tüüpi: plasmiidsed, viiruslikud, aga ka kosmiidid, faasid, tehiskromosoomid jne. On väga oluline, et vektoritel (eriti plasmiidsetel) oleks oma iseloomulikud omadused:

1. Replikatsiooni alguspunkt (ori)- nukleotiidide järjestus, millest algab DNA kahekordistumine. Kui vektor-DNA-d ei ole võimalik dubleerida (paljundada), siis vajalikku raviefekti ei saavutata, sest see lihtsalt lõhustatakse kiiresti intratsellulaarsete nukleaasi ensüümide poolt ning maatriksite puudumise tõttu tekib selle tulemusena palju vähem valgumolekule. Tuleb märkida, et need punktid on iga bioloogilise liigi jaoks spetsiifilised, st kui eeldatakse, et vektor-DNA saadakse selle reprodutseerimise teel bakterikultuuris (ja mitte ainult keemilise sünteesi teel, mis on tavaliselt palju kallim), siis kaks replikatsiooni alguspunktid on vajalikud eraldi - inimestele ja bakteritele;

2. Piirangute saidid- spetsiifilised lühikesed järjestused (tavaliselt palindroomsed), mida tunnevad ära spetsiaalsed ensüümid (restriktsiooniendonukleaasid) ja lõikavad need teatud viisil läbi - "kleepuvate otste" moodustumisega (joon. 1).

Joonis 1 "kleepuvate otste" moodustumine restriktsiooniensüümide osalusel

Need saidid on vajalikud selleks, et ligeerida vektori DNA (mis on tegelikult "tühi") soovitud terapeutiliste geenidega üheks molekuliks. Sellist kahest või enamast osast kokkuõmmeldud molekuli nimetatakse "rekombinantseks";

3. On selge, et me sooviksime saada miljoneid koopiaid rekombinantsest DNA molekulist. Jällegi, kui meil on tegemist bakterirakkude kultuuriga, siis tuleb see DNA eraldada. Probleem on selles, et mitte kõik bakterid ei neela meile vajalikku molekuli, mõned mitte. Nende kahe rühma eristamiseks sisestatakse nad vektori DNA-sse selektiivsed markerid- teatud kemikaalidele vastupidavad piirkonnad; nüüd kui neid samu aineid keskkonda lisada, siis jäävad ellu vaid need kes on neile vastupidavad ja ülejäänud surevad.

Kõiki neid kolme komponenti võib täheldada kõige esimeses kunstlikult sünteesitud plasmiidis (joonis 2).

Joonis 2

Plasmiidvektori teatud rakkudesse sisestamise protsessi nimetatakse transfektsioon... Plasmiid on üsna lühike ja tavaliselt ringikujuline DNA molekul, mis asub bakteriraku tsütoplasmas. Plasmiide ei seostata bakterikromosoomiga, nad võivad paljuneda sellest sõltumatult, bakterid võivad neid keskkonda vabastada või, vastupidi, imenduda (absorptsiooniprotsess - muutumine). Plasmiidide abil saavad bakterid geneetilist informatsiooni vahetada, näiteks kanda üle resistentsust teatud antibiootikumide suhtes.

Plasmiidid eksisteerivad looduslikult bakterites. Kuid keegi ei saa takistada teadlasel kunstlikult sünteesimast plasmiidi, millel on talle vajalikud omadused, et õmmelda sinna sisestusgeen ja viia see rakku. Samasse plasmiidi saab õmmelda erinevaid inserte .

Geeniteraapia meetodid

On kaks peamist lähenemisviisi, mis erinevad sihtrakkude olemuse poolest:

1. Loote, mille puhul võõras DNA viiakse sigooti (viljastatud munarakk) või embrüosse varases arengujärgus; samal ajal eeldatakse, et sisestatud materjal siseneb kõikidesse retsipiendi rakkudesse (ja isegi sugurakkudesse, tagades seeläbi edasikandumise järgmisele põlvkonnale). Meie riigis on see tegelikult keelatud;

2. Somaatiline, mille puhul geneetiline materjal viiakse juba sündinud mittesugurakkudesse ja see ei kandu edasi sugurakkudesse.

Geeniteraapia in vivo põhineb kloonitud (korrutatud) ja teatud viisil pakitud DNA järjestuste otsesel sisestamisel patsiendi teatud kudedesse. Geenihaiguste in vivo ravis tundub eriti paljutõotav olevat geenide juurutamine aerosool- või süstitavate vaktsiinide abil. Aerosoolgeeniteraapia töötatakse tavaliselt välja kopsuhaiguste (tsüstiline fibroos, kopsuvähk) raviks.

Geeniteraapia programmi väljatöötamisele eelneb palju etappe. See on vastava geeni koespetsiifilise ekspressiooni (st teatud valgu sünteesi geenimaatriksil teatud koes) põhjalik analüüs ja esmase biokeemilise defekti tuvastamine ning struktuuri uurimine, funktsiooni ja selle valguprodukti rakusisest jaotumist, samuti patoloogilise protsessi biokeemilist analüüsi. Kõiki neid andmeid võetakse asjakohase meditsiinilise protokolli koostamisel arvesse.

Geenikorrektsiooni skeemide koostamisel on oluline, et transfektsiooni tõhusus, primaarse biokeemilise defekti korrigeerimise määr rakukultuuri tingimustes ( in vitro,"katseklaasis") ja mis on eriti oluline, in vivo loomadel – bioloogilised mudelid. Alles siis saab alustada kliiniliste uuringute programmiga. .

Terapeutiliste geenide otsene kohaletoimetamine ja rakukandjad

Võõr-DNA viimiseks eukarüootsesse rakku on palju meetodeid: mõned sõltuvad füüsilisest töötlemisest (elektroporatsioon, magnetofektsioon jne), teised aga keemiliste materjalide või kandjatena kasutatavate bioloogiliste osakeste (näiteks viiruste) kasutamisest. Tuleb kohe märkida, et keemilised ja füüsikalised meetodid on tavaliselt kombineeritud (näiteks elektroporatsioon + ümbritsev DNA liposoomidega)

Otsesed meetodid

1. Transfektsiooni keemilisel alusel võib liigitada mitmeks tüübiks: aine tsüklodekstriini, polümeeride, liposoomide või nanoosakeste kasutamine (koos keemilise või viirusliku funktsionaliseerimisega, st pinna modifikatsiooniga või ilma).
a) Üks odavamaid meetodeid on kaltsiumfosfaadi kasutamine. See suurendab DNA rakkudesse inkorporeerimise efektiivsust 10-100 korda. DNA moodustab kaltsiumiga tugeva kompleksi, mis tagab selle tõhusa imendumise. Puuduseks on see, et tuum jõuab ainult umbes 1-10% DNA-st. Kasutatud meetod in vitro DNA ülekandmiseks inimese rakkudesse (joonis 3);

Joonis 3

b) Väga hargnenud orgaaniliste molekulide – dendrimeeri – kasutamine DNA sidumiseks ja rakku viimiseks (joonis 4);

Joonis 4

c) Väga tõhus meetod DNA transfektsiooniks on selle sisestamine läbi liposoomide – väikeste, membraaniga ümbritsetud kehade, mis võivad sulanduda raku tsütoplasmaatilise membraaniga (CPM), mis on kahekordne lipiidide kiht. Eukarüootsete rakkude puhul toimub transfektsioon tõhusamalt, kasutades katioonseid liposoome, kuna rakud on nende suhtes tundlikumad. Protsessil on oma nimi - lipofection. Seda meetodit peetakse tänapäeval üheks ohutumaks. Liposoomid on mittetoksilised ja mitteimmunogeensed. Geeniülekande efektiivsus liposoomide abil on aga piiratud, kuna nende poolt rakkudesse viidud DNA võetakse tavaliselt kohe lüsosoomidesse ja hävitatakse. DNA viimine inimrakkudesse liposoomide abil on tänapäeval teraapias peamine. in vivo(joon. 5);

Joonis 5

d) Teine meetod on katioonsete polümeeride, näiteks dietüülaminoetüüldekstraani või polüetüleenimiini, kasutamine. Negatiivse laenguga DNA molekulid seonduvad positiivselt laetud polükatioonidega ja see kompleks siseneb rakku endotsütoosi teel. DEAE-dekstraan muudab plasmamembraani füüsikalisi omadusi ja stimuleerib selle kompleksi imendumist rakus. Meetodi peamiseks puuduseks on see, et DEAE-dekstraan on suurtes kontsentratsioonides toksiline. Meetod ei ole geeniteraapias laialt levinud;

e) Histoonide ja teiste tuumavalkude abil. Need valgud, mis sisaldavad palju positiivselt laetud aminohappeid (Lys, Arg), aitavad loomulikult pikka DNA ahelat kompaktselt pakkida suhteliselt väikesesse rakutuuma.

2. Füüsilised meetodid:

a) Elektroporatsioon on väga populaarne meetod; membraani läbilaskvuse kiirenemine saavutatakse tänu sellele, et rakud puutuvad kokku intensiivse elektrivälja lühiajalise kokkupuutega. On näidatud, et optimaalsetes tingimustes võib transformantide arv ulatuda 80%-ni ellujäänud rakkudest. Tänapäeval seda inimestel ei kasutata (joonis 6).

Joonis 6

b) "Rakkude pigistamine" - 2013. aastal leiutatud meetod, mis võimaldab toimetada rakkudesse molekule rakumembraani "pehmelt pigistades". Meetod välistab mürgisuse või sihtmärgi väärkäitluse võimaluse, kuna see ei sõltu välistest materjalidest ega elektriväljadest;

c) Sonoporatsioon - meetod võõra DNA kunstlikuks ülekandmiseks rakkudesse, mõjutades neid ultraheliga, mis põhjustab rakumembraanis pooride avanemise;
d) Optiline transfektsioon – meetod, mille käigus tehakse kõrgfokuseeritud laseri abil membraani tilluke auk (läbimõõduga umbes 1 mikron);
e) Hüdrodünaamiline transfektsioon on meetod geneetiliste konstruktsioonide, valkude jne kohaletoimetamiseks. kontrollitud rõhu tõusuga kapillaarides ja rakkudevahelises vedelikus, mis põhjustab lühiajalist rakumembraanide läbilaskvuse suurenemist ja ajutiste pooride teket neis. See viiakse läbi kiire süstimisega koesse, samas kui kohaletoimetamine on mittespetsiifiline. Skeletilihaste kohaletoimetamise efektiivsus - 22 kuni 60% ;

f) DNA mikroinjektsioon – loomarakkude tuuma sisestamine õhukeste klaasmikrotuubulite abil (d = 0,1-0,5 mikronit). Puuduseks on meetodi keerukus, tuuma või DNA hävimise tõenäosus on suur; piiratud arvu rakke saab transformeerida. Inimestel ei kasutata.

3. Osakestepõhised meetodid.

a) Otsene lähenemine transfektsioonile – geenipüstol, samas kui DNA seotakse inertsete tahkete ainetega (tavaliselt kuld, volfram) nanoosakeseks, mis siis sihtrakkude tuumadesse suunatakse. Seda meetodit rakendatakse in vitro ja in vivo geenide sisestamiseks, eriti lihaskoe rakkudesse, näiteks sellise haiguse nagu Duchenne'i lihasdüstroofia korral. Kullaosakeste suurus on 1-3 mikronit (joon. 7).

Joonis 7

b) Magnetofektsioon – meetod, mis kasutab magnetismi jõude DNA sihtrakkudesse toimetamiseks. Esmalt seostatakse nukleiinhappeid (NK) magnetiliste nanoosakestega ja seejärel juhitakse osakesed magnetvälja mõjul rakku. Tõhusus on peaaegu 100%, on selge mittetoksilisus. 10-15 minuti jooksul registreeritakse osakesed rakus - see on palju kiirem kui teistel meetoditel.
c) Impalection ("impalement", kirjas "impalemine" + "infektsioon") – kohaletoimetamise meetod, milles kasutatakse nanomaterjale nagu süsiniknanotorud ja nanokiud. Sel juhul on rakud sõna otseses mõttes läbistatud nanofibrillide kihiga. Eesliidet "nano" kasutatakse nende väga väikese suuruse tähistamiseks (meetri miljardikraadides) (joonis 8).

Joonis 8

Eraldi tasub esile tõsta sellist meetodit nagu RNA transfektsioon: rakku ei viida mitte DNA-d, vaid RNA molekule – nende "järgijaid" valkude biosünteesi ahelas; see aktiveerib spetsiaalsed valgud, mis lõikavad RNA lühikesteks fragmentideks – nn. väikesed segavad RNA-d (miRNA-d). Need fragmendid seonduvad teiste valkudega ja lõppkokkuvõttes põhjustab see vastavate geenide ekspressiooni pärssimist rakus. Seega on võimalik blokeerida nende geenide tegevus rakus, mis hetkel potentsiaalselt rohkem kahju kui kasu toovad. RNA transfektsioon on leidnud laialdast rakendust, eriti onkoloogias.

Arutatakse plasmiidvektorite abil geeni kohaletoimetamise põhiprintsiipe. Nüüd saate liikuda viiruslike meetodite kaalumise juurde. Viirused on mitterakulised eluvormid, mis enamasti koosnevad valgukestasse mähitud nukleiinhappemolekulist (DNA või RNA). Kui lõigata viiruse geneetilisest materjalist välja kõik need järjestused, mis põhjustavad haiguste teket, siis saab kogu viiruse edukalt muuta ka meie geeni "sõidukiks".

DNA rakku viimise protsessi, mida vahendab viirus, nimetatakse transduktsioon.
Praktikas kasutatakse kõige sagedamini retroviiruseid, adenoviiruseid ja adeno-assotsieerunud viiruseid (AAV). Esimene samm on välja selgitada, milline peaks olema ideaalne kandidaat viirustevaheliseks transduktsiooniks. Kriteeriumid on, et see peaks olema:

Stabiilne;
... mahukas, see tähendab, et see sisaldab piisavas koguses DNA-d;
... inertne raku metaboolsete radade suhtes;
... täpne – ideaaljuhul peaks see integreerima oma genoomi peremeesorganismi tuumagenoomi kindlasse lookusesse jne.

Reaalses elus on väga raske vähemalt paari punkti kokku panna, nii et tavaliselt tehakse valik iga üksikjuhtumit eraldi käsitledes (joon. 9).

Joonis 9

Loetletud kolmest kõige sagedamini kasutatavast viirusest on AAV kõige ohutum ja samal ajal ka täpseim. Nende peaaegu ainsaks puuduseks on suhteliselt väike mahutavus (ca 4800 bp), mis aga osutub piisavaks paljude geenide jaoks. .

Lisaks ülaltoodud meetoditele kasutatakse sageli geeniteraapiat koos rakuteraapiaga: esmalt istutatakse teatud inimese rakkude kultuur toitekeskkonda, seejärel viiakse ühel või teisel viisil rakkudesse vajalikud geenid. , kasvatatakse neid mõnda aega ja siirdatakse seejärel uuesti peremeesorganismi. Selle tulemusena saab rakud taastada oma normaalsed omadused. Näiteks muutsid nad leukeemia korral inimese valgeid vereliblesid (leukotsüüte) (joonis 10).

Joonis 10

Geeni saatus pärast selle rakku sisenemist

Kuna viirusvektoritega on kõik enam-vähem selge, on nende omaduste tõttu efektiivsem geene toimetada lõpp-eesmärgini - tuuma, siis peatume plasmiidvektori saatuse juures.

Selles etapis oleme saavutanud, et DNA on läbinud esimese suure barjääri – raku tsütoplasmaatilise membraani.

Lisaks peab see kombinatsioonis teiste ainetega, kestaga või ilma, jõudma raku tuumani, et spetsiaalne ensüüm - RNA polümeraas - sünteesiks DNA maatriksil messenger RNA (mRNA) molekuli (seda protsessi nimetatakse nn. transkriptsioon). Alles pärast seda siseneb mRNA tsütoplasmasse, moodustab kompleksi ribosoomidega ja vastavalt geneetilisele koodile sünteesitakse polüpeptiid - näiteks vaskulaarne kasvufaktor (VEGF), mis hakkab täitma teatud terapeutilist funktsiooni ( sel juhul käivitab see veresoonte hargnemise protsessi isheemiale kalduvas koes) ...

Mis puudutab sisestatud geenide ekspressiooni vajalikku tüüpi rakkudes, siis see probleem lahendatakse transkriptsiooni reguleerivate elementide abil. Koe, milles ekspressioon toimub, määratakse sageli koespetsiifilise võimendaja ("võimendusjärjestus") kombinatsioon spetsiifilise promootoriga (nukleotiidjärjestus, millest RNA polümeraas alustab sünteesi), mis võib olla indutseeritav. ... On teada, et geenide aktiivsust saab moduleerida in vivo välised signaalid ja kuna võimendajad võivad töötada mis tahes geeniga, saab vektoritesse viia ka isolaatoreid, mis aitavad võimendajal töötada sõltumata selle asendist ja võivad toimida funktsionaalsete barjääritena geenide vahel. Iga võimendaja sisaldab sidumissaite valgufaktorite aktiveerimiseks või supresseerimiseks. Promootorite abil saate reguleerida ka geeniekspressiooni taset. Näiteks on olemas metallotioneiin või temperatuuritundlikud promootorid; hormoonipõhised promootorid.

Geeni ekspressioon sõltub selle asukohast genoomis. Enamikul juhtudel viivad olemasolevad viirusmeetodid ainult juhusliku geeni sisestamiseni genoomi. Selle sõltuvuse kõrvaldamiseks varustatakse geen vektorite konstrueerimisel teadaolevate nukleotiidjärjestustega, mis võimaldavad geeni ekspresseerida olenemata sellest, kuhu see genoomi sisestatakse.

Lihtsaim viis transgeeni ekspressiooni reguleerimiseks on varustada see indikaatorpromootoriga, mis on tundlik füsioloogiliste signaalide suhtes, nagu glükoosi vabanemine või hüpoksia. Sellised "endogeensed" kontrollsüsteemid võivad olla kasulikud teatud olukordades, näiteks insuliini tootmise glükoosist sõltuva kontrolli rakendamisel. Usaldusväärsemad ja mitmekülgsemad on "eksogeensed" kontrollsüsteemid, kui geeniekspressiooni kontrollitakse farmakoloogiliselt väikese ravimimolekuli sisseviimisega. Praegu on teada 4 peamist kontrollisüsteemi – need, mida reguleerivad tetratsükliin (Tet), putukate steroid, ekdüsoon või selle analoogid, progestiinivastane ravim maifpristoon (RU486) ja keemilised dimerisaatorid nagu rapamütsiin ja selle analoogid. Kõik need hõlmavad ravimist sõltuvat transkriptsiooni aktiveerimisdomeeni värbamist soovitud geeni juhtiva peamise promootori juurde, kuid erinevad selle värbamise mehhanismide poolest. .

Järeldus

Andmete läbivaatamine võimaldab järeldada, et vaatamata paljude maailma laborite pingutustele on kõik juba teada ja testitud. in vivo ja in vitro vektorsüsteemid pole kaugeltki täiuslikud . Kui probleem on võõra DNA kohaletoimetamisega in vitro praktiliselt lahendatud ja selle kohaletoimetamine erinevate kudede sihtrakkudesse in vivo on edukalt lahendatud (peamiselt retseptorvalke, sh teatud kudedele spetsiifilisi antigeene kandvate konstruktsioonide loomisega), siis olemasolevate vektorsüsteemide muud omadused – integratsiooni stabiilsus, reguleeritud ekspressioon, ohutus – vajavad veel tõsist täiustamist.

Esiteks puudutab see integratsiooni stabiilsust. Siiani on integreerumine genoomi saavutatud ainult retroviiruse või adeno-seotud vektorite kasutamisega. Stabiilse integratsiooni tõhusust saab suurendada geenikonstruktsioonide, näiteks retseptorite vahendatud süsteemide täiustamise või piisavalt stabiilsete episomaalsete vektorite (st DNA struktuuride, mis on võimelised tuumades pikaajaliselt elama) loomisega. Viimasel ajal on erilist tähelepanu pööratud imetajate tehiskromosoomidel põhinevate vektorite loomisele. Tänu tavaliste kromosoomide peamiste struktuurielementide olemasolule säilivad sellised minikromosoomid rakkudes pikka aega ja on võimelised kandma täissuuruses (genoomseid) geene ja nende loomulikke reguleerivaid elemente, mis on vajalikud geeni toimimiseks. korralikult, õiges koes ja õigel ajal.

Geeni- ja rakuteraapia avab hiilgavad väljavaated kadunud rakkude ja kudede taastamiseks ning elundite geneetiliselt muundatud disainiks, mis kahtlemata laiendab oluliselt biomeditsiiniliste uuringute meetodite arsenali ning loob uusi võimalusi inimelu säilitamiseks ja pikendamiseks.

Lisaks saab tutvuda kaasaegse arstiteaduse võimalustega kromosoomianomaaliate ravis, vaadates üle geeniteraapia saavutusi. See suund põhineb geneetilise materjali inimkehasse ülekandmise rakendamisel tingimusel, et geen viiakse erinevate meetodite abil nn sihtrakkudesse.

Näidustused kohtumiseks

Pärilike haiguste ravi toimub ainult haiguse täpse diagnoosi korral. Samal ajal tehakse enne ravimeetmete määramist mitmeid analüüse, et teha kindlaks, milliseid hormoone ja muid aineid toodetakse organismis liigselt ning milliseid on ebapiisavalt, et valida kõige tõhusam annus. ravimid.

Ravimite võtmise käigus jälgivad nad pidevalt patsiendi seisundit ja vajadusel teevad ravi käigus muudatusi.

Reeglina peaksid sellised patsiendid võtma ravimeid kogu elu või pikka aega (näiteks kuni keha kasvuprotsessi lõpuni) ning rangelt ja pidevalt järgima toitumissoovitusi.

Vastunäidustused

Ravikuuri väljatöötamisel võetakse arvesse võimalikke individuaalseid vastunäidustusi ja vajadusel asendatakse mõned ravimid teistega.

Kui mõne päriliku haiguse tõttu otsustatakse elundid või kuded siirdada, tuleb arvestada operatsioonijärgsete negatiivsete tagajärgede riskiga.

Geeniteraapia on üks kiiresti arenevaid meditsiinivaldkondi, mis hõlmab inimese ravi tervete geenide kehasse viimisega. Veelgi enam, teadlaste sõnul on geeniteraapia abil võimalik puuduvat geeni lisada, parandada või asendada, parandades seeläbi organismi talitlust rakutasandil ja normaliseerides patsiendi seisundit.

Teadlaste sõnul on 200 miljonit planeedi inimest tänapäeval potentsiaalsed geeniteraapia kandidaadid ja see arv kasvab pidevalt. Ja väga rõõmustav on see, et käimasolevate uuringute raames on juba mitu tuhat patsienti saanud ravi ravimatutele vaevustele.

Selles artiklis räägime sellest, milliseid ülesandeid geeniteraapia endale seab, milliseid haigusi saab selle meetodiga ravida ja milliste probleemidega peavad teadlased silmitsi seisma.

Kus kasutatakse geeniteraapiat

Geeniteraapia loodi algselt selleks, et võidelda raskete pärilike haigustega, nagu Huntingtoni tõbi, tsüstiline fibroos (tsüstiline fibroos) ja teatud nakkushaigused. Kuid 1990. aasta, mil teadlastel õnnestus vigane geen parandada ja selle patsiendi kehasse viimisega võita tsüstiline fibroos, sai geeniteraapia vallas tõeliselt revolutsiooniliseks. Miljonid inimesed üle maailma on saanud lootust ravida haigusi, mida varem peeti ravimatuks. Ja kuigi selline teraapia on väljatöötamise alguses, on selle potentsiaal üllatav isegi teadusmaailmas.

Nii näiteks on kaasaegsed teadlased lisaks tsüstilisele fibroosile saavutanud edu võitluses selliste pärilike patoloogiatega nagu hemofiilia, ensümopaatia ja immuunpuudulikkus. Veelgi enam, geeniteraapia võimaldab teil võidelda mõne vähi, aga ka südamepatoloogiate, närvisüsteemi haiguste ja isegi vigastustega, näiteks närvikahjustustega. Seega tegeleb geeniteraapia üliraskete haigustega, mis põhjustavad varajase suremuse ja millel pole sageli muud ravi peale geeniteraapia.

Geeniteraapia põhimõte

Toimeainena kasutavad arstid geneetilist informatsiooni või täpsemalt molekule, mis sellist infot kannavad. Harvemini kasutatakse selleks RNA nukleiinhappeid ja sagedamini DNA rakke.

Igal sellisel rakul on niinimetatud "kseroks" – mehhanism, mille abil see muundab geneetilise informatsiooni valkudeks. Rakk, millel on õige geen ja koopiamasin töötab katkestusteta, on geeniteraapia seisukohalt terve rakk. Igal tervel rakul on terve raamatukogu originaalgeene, mida ta kasutab kogu organismi korrektseks ja koordineeritud tööks. Kui aga mõni oluline geen mingil põhjusel kaotsi läheb, ei ole seda kaotust võimalik taastada.

See põhjustab tõsiste geneetiliste haiguste, nagu Duchenne'i lihasdüstroofia, arengut (koos sellega progresseerub patsiendi lihaste halvatus ja enamikul juhtudel ei ela ta kuni 30-aastaseks, sureb hingamisseiskusesse). Või vähem fataalne olukord. Näiteks teatud geeni "lagunemine" viib selleni, et valk lakkab oma funktsioone täitmast. Ja see muutub hemofiilia arengu põhjuseks.

Igal sellisel juhul tuleb appi geeniteraapia, mille ülesanne on toimetada haigesse rakku normaalne geenikoopia ja panna see raku "koopiamasinasse". Sel juhul paraneb raku töö ja võib-olla taastub ka kogu organismi talitlus, tänu millele vabaneb inimene raskest haigusest ja saab eluiga pikendada.

Milliseid haigusi ravib geeniteraapia?

Kuidas geeniteraapia inimest tegelikult aitab? Teadlaste hinnangul on maailmas umbes 4200 haigust, mis tekivad geenide talitlushäirete tagajärjel. Sellega seoses on selle meditsiinivaldkonna potentsiaal lihtsalt uskumatu. Palju olulisem on aga see, mida arstid on tänaseks saavutanud. Muidugi on sellel teel piisavalt raskusi, kuid täna võib eristada mitmeid kohalikke võite.

Näiteks töötavad kaasaegsed teadlased välja lähenemisviise südame isheemiatõve raviks geenide kaudu. Kuid see on uskumatult levinud haigus, mis mõjutab palju rohkem inimesi kui kaasasündinud patoloogiad. Lõppkokkuvõttes jõuab koronaararterite haigusega silmitsi seisev inimene seisundisse, kus geeniteraapia võib olla tema jaoks ainus pääste.

Veelgi enam, tänapäeval ravitakse geenide abil kesknärvisüsteemi kahjustustega seotud patoloogiaid. Need on sellised haigused nagu amüotroofne lateraalskleroos, Alzheimeri tõbi või Parkinsoni tõbi. Huvitaval kombel kasutatakse nende vaevuste raviks viiruseid, mis kipuvad ründama närvisüsteemi. Niisiis viiakse herpesviiruse abil närvisüsteemi tsütokiinid ja kasvufaktorid, mis aeglustavad haiguse arengut. See on ilmekas näide sellest, kuidas patogeenset viirust, mis tavaliselt põhjustab haigusi, töödeldakse laboris, jättes ilma haigust kandvatest valkudest, ning seda kasutatakse kassetina, mis toimetab närvidesse tervendavaid aineid ja toimib seeläbi haigete kasuks. tervist, pikendades inimese eluiga.

Teiseks tõsiseks pärilikuks haiguseks on kolesterooleemia, mis viib inimorganismi võimetuseni kolesterooli reguleerida, mille tagajärjel koguneb kehasse rasv, suureneb infarkti- ja insuldirisk. Selle probleemiga toimetulemiseks eemaldavad spetsialistid haige maksaosa ja korrigeerivad kahjustatud geeni, peatades kolesterooli edasise kogunemise organismis. Pärast seda sisestatakse korrigeeritud geen neutraliseeritud hepatiidi viirusesse ja saadetakse selle abiga tagasi maksa.

Loe ka:

AIDS-i vastases võitluses on näha positiivseid arenguid. Pole saladus, et AIDSi põhjustab inimese immuunpuudulikkuse viirus, mis hävitab immuunsüsteemi ja avab kehasse ukse surmavatele haigustele. Kaasaegsed teadlased juba teavad, kuidas muuta geene nii, et need lõpetaksid immuunsüsteemi nõrgenemise, kuid hakkaksid seda tugevdama, et viirusele vastu seista. Need geenid sisestatakse vereülekande kaudu.

Geeniteraapia toimib ka vähi, eriti nahavähi (melanoom) vastu. Selliste patsientide ravi hõlmab tuumori nekroosifaktoritega geenide sisseviimist, st. geenid, mis sisaldavad vähivastast valku. Veelgi enam, täna tehakse ajuvähi ravi katseid, kus haigetele patsientidele süstitakse geen, mis sisaldab teavet pahaloomuliste rakkude tundlikkuse suurendamiseks kasutatavate ravimite suhtes.

Gaucher' tõbi on raske pärilik haigus, mille põhjustab mutatsioon geenis, mis pärsib spetsiaalse ensüümi glükotserebrosidaasi tootmist. Seda ravimatut haigust põdevatel inimestel on põrn ja maks suurenenud ning haiguse progresseerumisel hakkavad luud lagunema. Teadlastel on juba õnnestunud selliste patsientide kehasse viia geen, mis sisaldab teavet selle ensüümi tootmise kohta.

Siin on veel üks näide. Pole saladus, et pime inimene jääb eluks ajaks ilma visuaalsete kujundite tajumise võimest. Kaasasündinud pimeduse üheks põhjuseks on nn Leberi atroofia, mis tegelikult on geenimutatsioon. Praeguseks on teadlased 80 pimeda inimese nägemisvõimet tagastanud modifitseeritud adenoviiruse abil, mis viis silma kudedesse "töötava" geeni. Muide, mõned aastad tagasi õnnestus teadlastel ravida eksperimentaalsete ahvide värvipimedust, viies looma silma võrkkestasse terve inimese geeni. Ja hiljuti võimaldas selline operatsioon esimestel patsientidel ravida värvipimedust.

Ilmselt on geeniteabe edastamise meetod viiruste abil kõige optimaalsem, kuna viirused ise leiavad organismis oma sihtmärgid (herpesviirus leiab kindlasti neuronid ja hepatiidiviirus maksa). Sellel geenide kohaletoimetamise meetodil on aga märkimisväärne puudus – viirused on immunogeenid, mis tähendab, et organismi sattudes võib immuunsüsteem need hävitada enne, kui neil on aega tööle hakata, või isegi põhjustada organismi võimsaid immuunvastuseid, ainult halvendab tervislikku seisundit.

Geenimaterjali kohaletoimetamiseks on ka teine meetod. See on ringikujuline DNA molekul või plasmiid. See keerdub hästi spiraalselt, muutudes väga kompaktseks, mis võimaldab teadlastel selle keemilise polümeeri sisse pakkida ja rakku lisada. Erinevalt viirusest ei käivita plasmiid organismis immuunvastust. See meetod on aga vähem sobiv, kuna 14 päeva pärast eemaldatakse plasmiid rakust ja valgu tootmine peatub. See tähendab, et sel viisil tuleb geeni sisse viia pikka aega, samal ajal kui rakk "taastub".

Seega on tänapäeva teadlastel kaks võimsat meetodit geenide "haigetesse" rakkudesse toimetamiseks ja viiruste kasutamine tundub eelistatavam. Igal juhul teeb arst lõpliku otsuse ühe või teise meetodi valiku kohta, lähtudes patsiendi keha reaktsioonist.

Geeniteraapia ees seisvad väljakutsed

Võib järeldada, et geeniteraapia on vähe uuritud meditsiinivaldkond, mis on seotud suure hulga ebaõnnestumiste ja kõrvalmõjudega ning see on selle tohutu puudus. Siiski on ka eetiline küsimus, sest paljud teadlased on kategooriliselt inimkeha geneetilisse struktuuri sekkumise vastu. Seetõttu kehtib täna rahvusvaheline keeld kasutada geeniteraapias sugurakke, aga ka implantatsioonieelseid sugurakke. Seda tehakse selleks, et vältida soovimatuid geenimuutusi ja mutatsioone meie järglastel.

Muidu ei riku geeniteraapia mingeid eetilisi standardeid, sest see on mõeldud tõsiste ja ravimatute haiguste vastu võitlemiseks, mille puhul ametlik meditsiin on lihtsalt jõuetu. Ja see on geeniteraapia peamine eelis.
Hoolitse enda eest!

"Teie lapsel on geneetiline haigus" kõlab nagu lause. Kuid väga sageli saavad geneetikud haiget last märkimisväärselt aidata ja isegi mõnda haigust täielikult kompenseerida. Meditsiinikeskuse "Pokrovsky" PBSK Bulatnikova neuroloog-geneetik Maria Alekseevna räägib kaasaegsetest ravivõimalustest.

Kui levinud on geneetilised haigused?

Molekulaardiagnostika levides avastati, et geneetilisi haigusi on palju rohkem, kui seni arvati. Paljudel südamehaigustel, arenguhäiretel, neuroloogilistel kõrvalekalletel, nagu selgus, on geneetiline põhjus. Antud juhul räägin ma konkreetselt geneetilistest haigustest (mitte eelsoodumustest), st seisunditest, mis on põhjustatud ühe või mitme geeni mutatsioonist (lagunemisest). Statistika järgi on Ameerika Ühendriikides geneetiliste häirete tõttu haiglates kuni kolmandik neuroloogilistest patsientidest. Neid järeldusi ei teinud mitte ainult molekulaargeneetika kiire areng ja geenianalüüsi võimalused, vaid ka uute neuroimaging meetodite, nagu MRI, esilekerkimine. MRT abil on võimalik kindlaks teha, millise ajupiirkonna kahjustus viib lapsel tekkinud häireni ning sageli avastame sünnivigastuse kahtluse korral muutusi struktuurides, mis võivad kui te pole sünnitanud, siis tekib oletus haiguse geneetilise olemuse, organite ebaõige moodustumise kohta ... Värskete uuringute tulemuste põhjal on esimestel eluaastatel võimalik kompenseerida isegi raske ja häirimatu geneetikaga sünnituse mõju.

Mida annavad teadmised haiguse geneetilisest olemusest?

Teadmised haiguse geneetilistest põhjustest pole kaugeltki kasutud – see pole lause, vaid viis leida õige viis häire raviks ja korrigeerimiseks. Paljusid haigusi ravitakse tänapäeval edukalt, teiste jaoks võib geneetika pakkuda tõhusamaid ravimeetodeid, mis oluliselt parandavad lapse elukvaliteeti. Muidugi on mõningaid rikkumisi, mida arstid veel ületada ei suuda, kuid teadus ei seisa paigal ja iga päev ilmub uusi ravimeetodeid.

Minu praktikas oli üks väga tüüpiline juhtum. 11-aastane laps pöördus tserebraalparalüüsiga seoses neuroloogi poole. Läbivaatusel ja lähedaste küsitlemisel ilmnesid kahtlused haiguse geneetilises olemuses, mis leidis kinnitust. Selle lapse õnneks saab tuvastatud haigust ka selles vanuses ravida ning ravitaktika muudatuse abil oli võimalik saavutada lapse seisundi oluline paranemine.

Praegu kasvab pidevalt nende geneetiliste haiguste hulk, mille ilminguid on võimalik kompenseerida. Kõige kuulsam näide on fenüülketonuuria. See väljendub arengupeetuses, oligofreenias. Fenüülalaniinivaba dieedi õigeaegse määramisega kasvab laps täiesti tervena ja 20 aasta pärast saab dieedi raskust vähendada. (Kui sünnitate sünnitusmajas või meditsiinikeskuses, tehakse teie lapsele esimestel elupäevadel PKU-test).

Selliste haiguste arv on oluliselt suurenenud. Leucinoos kuulub ka ainevahetushaiguste hulka. Selle haiguse korral tuleb ravi määrata esimestel elukuudel (väga oluline on mitte hiljaks jääda), kuna ainevahetushäirete mürgised tooted põhjustavad närvikoe kahjustusi kiiremini kui fenüülketonuuria korral. Kui haigus tuvastatakse kolme kuu vanuselt, ei ole kahjuks võimalik selle ilminguid täielikult kompenseerida, kuid lapse elukvaliteeti on võimalik parandada. Muidugi sooviksin, et see haigus sõeluuringu programmi kuuluks.

Neuroloogiliste häirete põhjuseks on sageli üsna heterogeensed geneetilised kahjustused, just seetõttu, et neid on palju, on nii raske koostada sõeluuringuprogrammi kõigi teadaolevate haiguste õigeaegseks avastamiseks.

Nende hulka kuuluvad sellised haigused nagu Pompe'i, Groveri tõbi, Felidbacheri tõbi, Retti sündroom jne. On palju juhtumeid, kus haigus kulgeb kergemalt.

Haiguse geneetilise olemuse mõistmine võimaldab teil suunata ravi häire põhjustele, mitte ainult neid kompenseerida, mis võimaldab paljudel juhtudel saavutada tõsist edu ja isegi ravida last.

Millised sümptomid võivad viidata haiguse geneetilisele olemusele?

Esiteks on see lapse arengu hilinemine, sealhulgas emakasisene (mõnede hinnangute kohaselt 50–70%), müopaatiad, autism, refraktaarsed epilepsiahood, mis tahes siseorganite väärarengud. Tserebraalparalüüsi põhjuseks võivad olla ka geneetilised häired, tavaliselt räägivad arstid sellistel juhtudel haiguse ebatüüpilisest kulgemisest. Kui arst soovitab läbida geeniuuringu, ärge seda edasi lükake, sel juhul on aeg väga kallis. Raseduse kadumine, tavapärased raseduse katkemised, sealhulgas sugulastelt, võivad samuti viidata geneetiliste kõrvalekallete võimalusele. On suur pettumus, kui haigus avastatakse liiga hilja ja seda ei saa enam parandada.

Kui haigust ei ravita, kas vanemad peavad sellest teadma?

Lapse haiguse geneetilise olemuse tundmine väldib teiste haigete laste ilmumist sellesse perekonda. See on ilmselt peamine põhjus, miks geeninõustamisele tasub minna juba raseduse planeerimise staadiumis, kui ühel lastest on arenguhäireid või tõsiseid haigusi. Kaasaegne teadus võimaldab teha nii sünnieelset kui ka implantatsioonieelset geenidiagnostikat, kui on infot haiguse kohta, mille tekkerisk on olemas. Selles etapis ei ole kohe võimalik kontrollida kõiki võimalikke geneetilisi haigusi. Isegi terved pered, kus mõlemad vanemad pole ühestki haigusest kuulnud, pole immuunsed geneetiliste kõrvalekalletega laste ilmumise eest. Retsessiivseid geene saab edasi anda kümnete põlvkondade kaudu ja just teie paaris kohtuvad nad oma poolega (vt joonist).

Kas peaksite alati pöörduma geneetika poole?

Kui teie või teie arst kahtlustate, tuleb geneetiline testimine teha probleemi olemasolu põhjal. Tervet last pole igaks juhuks vaja uurida. Paljud ütlevad, et nad läbisid raseduse ajal kõik sõeluuringud ja kõik oli korras, kuid siin ... Sel juhul peate mõistma, et sõeluuringud on suunatud kõige levinumate geneetiliste haiguste tuvastamisele (ja väga tõhusatele) - Down, Patau ja Edwardsi haigusi, üksikute geenide mutatsioone, millest oli eespool juttu, sellise uuringuga ei määrata.

Mis on teie keskuse eelis?

Igal geenikeskusel on oma eriala, pigem selles töötavate arstide eriala. Näiteks olen oma esimese haridusega laste neuroloog. Meil on ka rasedusprobleemidele spetsialiseerunud geneetik. Tasulise keskuse eeliseks on arsti võimalus oma patsiendile rohkem aega pühendada (vastuvõtt kestab kaks tundi ning probleemile lahenduse otsimine jätkub tavaliselt ka pärast seda). Geneetikut pole vaja karta, see on lihtsalt spetsialist, kes suudab panna diagnoosi, mis võimaldab ravida välja lootusetuna näiva haiguse.

"Terviseajakiri tulevastele vanematele", nr 3 (7), 2014

Geneetika areneb Iisraelis kiiresti, on olemas progressiivsed meetodid pärilike haiguste diagnoosimiseks ja raviks. Erialaõppe valik täieneb pidevalt, suureneb laboribaas ja meditsiinipersonal tõstab oma kvalifikatsiooni. Võimalus diagnoosida ja alustada pärilike kõrvalekallete kompleksset ravi võimalikult varakult muudab laste ravi Iisraelis kõige nõudlikumaks ja tõhusamaks.

Geneetiliste haiguste diagnoosimine

Pärilike haiguste ravi võib olla radikaalne ja leevendav, kuid esmalt tuleb panna täpne diagnoos. Tänu uusimate tehnikate kasutamisele panevad Tel Avivi Sourasky meditsiinikeskuse (Ichilovi kliiniku) spetsialistid edukalt diagnoosi, panevad täpse diagnoosi ja annavad põhjalikud soovitused edasiseks raviplaaniks.

Tuleb mõista, et kui radikaalne sekkumine on võimatu, on arstide jõupingutused suunatud väikese patsiendi elukvaliteedi parandamisele: sotsiaalne kohanemine, elutähtsate funktsioonide taastamine, väliste defektide korrigeerimine jne. Sümptomite leevendamine, edasiste tegevuste kaardistamine ja hilisemate tervisemuutuste ennustamine on kõik võimalik pärast täpse diagnoosi panemist. Saate kiiresti läbida uuringu ja kinnitada geneetilise kõrvalekalde olemasolu Ichilovi kliinikus, mille järel määratakse patsiendile tuvastatud haiguse terviklik ravi.

Sourasky keskus pakub testimist ja uuringuid mitte ainult lastele, vaid ka tulevastele vanematele ja rasedatele. Selline uuring on eriti näidustatud inimestele, kellel on keeruline isiklik või perekonna ajalugu. Uuring näitab tervete järglaste sündimise tõenäosust, mille järel määrab arst edasised terapeutilised meetmed. Pärilike kõrvalekallete lapsele edasikandumise oht tehakse uusimate tehnoloogiate abil võimalikult täpselt kindlaks.

Geneetilise patoloogiaga lastele ja pärilike kõrvalekalletega last ootavatele paaridele tehakse kompleksravi juba anamneesi kogumise ja diagnoosi tegemise staadiumis.

Laste geneetiline diagnostika Ichilovis

Kuni 6% vastsündinutel on pärilikud arenguhäired, osal lastel avastatakse geneetiliste häirete tunnused hiljem. Mõnikord piisab, kui vanemad teavad olemasolevast ohust, et vältida lapsele ohtlikke olukordi. Iisraeli juhtivate spetsialistide geneetilised konsultatsioonid aitavad tuvastada kõrvalekallete olemasolu varajases staadiumis ja alustada ravi õigeaegselt.

See hõlmab järgmisi laste haigusi:

väärareng või hulgi väärarengud ja kõrvalekalded (neuraaltoru defektid, huulelõhe, südamerikked);
vaimne alaareng nagu autism, muud tundmatu etümoloogiaga arenguhäired, lapse vähene õpitundlikkus;
aju struktuursed kaasasündinud kõrvalekalded;
sensoorsed ja metaboolsed kõrvalekalded;
diagnoositud ja teadmata geneetilised kõrvalekalded;
kromosomaalsed kõrvalekalded.

Kaasasündinud haiguste hulgas eristatakse mutatsioone konkreetses geenis, mis kanduvad edasi põlvest põlve. Nende hulka kuuluvad talasseemia, tsüstiline fibroos ja mõned müopaatiate vormid. Muudel juhtudel on pärilikud kõrvalekalded tingitud kromosoomide arvu või struktuuri muutumisest. Sellise mutatsiooni võib laps pärida ühelt vanemalt või tekkida spontaanselt, emakasisese arengu staadiumis. Kromosomaalse häire ilmekas näide on Downi tõbi või retinoblastoom.

Laste pärilike defektide varajaseks diagnoosimiseks kasutab Ichilovi meditsiinikeskus erinevaid laboriuuringute meetodeid:

molekulaarne, mis võimaldab loote emakasisese arengu staadiumis tuvastada DNA-s kõrvalekalde;
tsütogeneetiline, mille käigus uuritakse kromosoome erinevates kudedes;
biokeemiline, mis määrab kehas metaboolsed kõrvalekalded;
kliiniline, aidates välja selgitada esinemise põhjused, läbi viia ravi ja ennetust.

Lisaks kompleksravi määramisele ja geneetilise haiguse kulgu jälgimisele on arstide ülesanne ennustada haiguse esinemist tulevikus.

Laste geneetiliste haiguste ravi

Laste ravi Iisraelis koosneb paljudest tegevustest. Esiteks tehakse laboratoorsed testid kinnitamiseks või esialgseks diagnoosimiseks. Lapsevanematele pakutakse geneetiliste mutatsioonide tuvastamiseks kõige uuenduslikumaid tehnoloogiaarenduse meetodeid.

Kokku on praegu teadusele teada 600 geneetilist kõrvalekallet, seetõttu aitab lapse õigeaegne sõeluuring haiguse tuvastada ja alustada pädevat ravi. Vastsündinu geneetiline testimine on üks põhjusi, miks naised eelistavad sünnitada just Ichilovi (Sourasky) kliinikus.

Viimasel ajal peeti pärilike haiguste ravi mõttetuks asjaks, seega peeti geneetilist haigust lauseks. Praegu on märgata märkimisväärseid edusamme, teadus ei seisa paigal ja Iisraeli geneetikud pakuvad uusimaid raviskeeme selliste lapse arengu kõrvalekallete jaoks.

Geneetilised haigused on omadustelt väga heterogeensed, seetõttu määratakse ravi, võttes arvesse patsiendi kliinilisi ilminguid ja individuaalseid parameetreid. Paljudel juhtudel eelistatakse statsionaarset ravi. Arstid peaksid suutma läbi viia väikese patsiendi kõige ulatuslikuma läbivaatuse, valida ravimirežiimi ja vajadusel teha operatsiooni.

Hormonaalse ja immuunravi õigeks valimiseks on vaja patsiendi põhjalikku uurimist ja hoolikat jälgimist. Terapeutiliste vastuvõttude aeg on samuti individuaalne, olenevalt lapse seisundist ja vanusest. Mõnel juhul saavad vanemad üksikasjaliku plaani edasiste protseduuride ja patsiendi jälgimise kohta. Lapsele valitakse ravimid haiguse ilmingute leevendamiseks, dieet ja füsioteraapia.

Raviprotsessi põhisuunad Sourasky keskuses

Laste geneetiliste kõrvalekallete ravi on keeruline ja pikk protsess. Mõnikord on selliseid vaevusi võimatu täielikult ravida, kuid ravi viiakse läbi kolmes põhisuunas.

Etioloogiline meetod on kõige tõhusam, mis on suunatud tervisehäirete põhjustele. Uusim geenikorrektsiooni meetod on kahjustatud DNA tüki isoleerimine, kloonimine ja terve komponendi sisestamine algsele kohale. See on kõige lootustandvam ja uuenduslikum meetod pärilike terviseprobleemide lahendamiseks. Tänapäeval peetakse seda ülesannet äärmiselt keeruliseks, kuid seda kasutatakse juba mitmete näidustuste jaoks.
Patogeneetiline meetod mõjutab keha sisemisi protsesse. Sel juhul on mõju patoloogilisele genoomile, patsiendi füsioloogilise ja biokeemilise seisundi korrigeerimine kõigi olemasolevate meetoditega.
Sümptomaatiline toimemeetod on suunatud valu, negatiivsete seisundite leevendamisele ja takistuste loomisele haiguse edasiseks arenguks. Seda suunda kasutatakse üksi või koos teiste raviliikidega, kuid tuvastatud geenihäirete korral on see alati ette nähtud. Farmakoloogia pakub haiguste ilmingute leevendamiseks laia valikut ravimeid. Need on krambivastased, valuvaigistid, rahustid ja muud ravimid, mida tuleks lapsele anda alles pärast arsti vastuvõttu.
Lapse keha väliste defektide ja sisemiste kõrvalekallete parandamiseks on mõnikord vajalik kirurgiline meetod. Operatsiooni näidustused määratakse väga hoolikalt. Mõnikord kulub väikese patsiendi operatsiooniks ettevalmistamiseks pikk eelkontroll ja ravi.

Positiivse näitena laste ravist Iisraelis võib tuua statistika levinud geneetilise haiguse – autismi – kohta. Ichilov-Sourasky haiglas võimaldas anomaaliate varajane avastamine (alates kuue kuu vanusest) 47% nendest lastest tulevikus normaalselt areneda. Ülejäänud uuritud lastel ilmnenud rikkumisi pidasid arstid tähtsusetuks ega vajanud meditsiinilist sekkumist.

Vanematel soovitatakse mitte paanikasse sattuda, kui ilmnevad murettekitavad sümptomid või ilmsed kõrvalekalded nende laste tervises. Püüdke võimalikult kiiresti kliinikuga ühendust võtta, saada soovitusi ja põhjalikku nõu edasiste toimingute kohta.

Kodu " Sünnitusjärgne periood" Geneetiliste haiguste ravi. Geeniteraapia: kuidas ravitakse geneetilisi haigusi Kas geneetilisi haigusi saab ravida

Inimese geeniteraapia laiemas tähenduses hõlmab funktsionaalselt aktiivse(te) geeni(de) viimist rakkudesse, et parandada geneetilist defekti. Pärilike haiguste raviks on kaks võimalikku ravi. Esimesel juhul läbivad somaatilised rakud (muud rakud peale sugurakkude) geneetilise transformatsiooni. Sel juhul on geneetilise defekti korrigeerimine piiratud konkreetse organi või koega. Teisel juhul muudetakse sugurakkude (sperma või ootsüüdid) või viljastatud munarakkude (sügootide) genotüüpi nii, et kõigil neist areneva isendi rakkudel on "korrigeeritud" geenid. Iduliini rakke kasutava geeniteraapia tulemusena kanduvad geneetilised muutused edasi põlvest põlve.

Somaatiliste rakkude geeniteraapia poliitika.

1980. aastal kirjutasid USA katoliiklike, protestantlike ja juutide kogukondade esindajad presidendile avaliku kirja, milles kirjeldasid oma seisukohti geenitehnoloogia kasutamise kohta seoses inimestega. Selle teema eetilise ja sotsiaalse mõõtme hindamiseks loodi presidendikomisjon ja Kongressi komisjon. Tegemist oli väga oluliste algatustega, kuna Ameerika Ühendriikides toimub avalikku huvi mõjutavate programmide elluviimine sageli selliste komisjonide soovituste alusel. Mõlema komisjoni lõpparvamuses tõmmati selge piir somaatiliste rakkude geeniteraapia ja sugurakkude geeniteraapia vahele. Somaatiliste rakkude geeniteraapia on klassifitseeritud standardseks meditsiiniliseks sekkumiseks, sarnaselt elundisiirdamisega. Seevastu peeti idutee geeniteraapiat tehnoloogiliselt väga keeruliseks ja eetiliselt keeruliseks, et seda viivitamatult rakendada. Jõuti järeldusele, et on vaja välja töötada selged reeglid, mis reguleerivad somaatiliste rakkude geeniteraapia alast uurimistööd; selliste dokumentide väljatöötamist idutee geeniteraapia jaoks peeti ennatlikuks. Kõigi ebaseaduslike tegevuste peatamiseks otsustati peatada kõik katsed sugurakkude geeniteraapia valdkonnas.

1985. aastaks koostati dokument "Somaatiliste rakkude geeniteraapia valdkonna eksperimentide taotluste koostamise ja esitamise eeskiri". See sisaldas kogu teavet selle kohta, millised andmed tuleks esitada inimeste somaatiliste rakkude geeniteraapia uuringute heakskiitmise taotluses. See põhines rekombinantse DNA-ga laboriuuringuid reguleerivatel reeglitel; neid on kohandatud ainult biomeditsiinilistel eesmärkidel.

Biomeditsiinialased õigusaktid vaadati üle ja täiendati 1970. aastatel. vastuseks 1972. aastal USA riikliku tervishoiuteenistuse Alabamas tehtud 40-aastase eksperimendi tulemuste avaldamisele 400 kirjaoskamatust afroameeriklasest koosneva süüfilisega patsiendiga. Eksperiment korraldati nimetatud sugulisel teel leviva haiguse loomuliku arengu uurimiseks, ravi ei teostatud. Teade sellisest koletu kogemusest teadmatute inimeste seas šokeeris paljusid USA-s. Kongress lõpetas katse kohe ja võttis vastu seaduse, mis keelab sellise uurimistöö enam kunagi.

Somaatiliste rakkude geeniteraapia alal eksperimenteerimiseks luba taotlenud isikutele adresseeritud küsimuste hulgas olid järgmised:

1. Mis on haigus, mida tuleks ravida?
2. Kui tõsine see on?
3. Kas on alternatiivseid ravimeetodeid?
4. Kui ohtlik on pakutud ravi patsientidele?
5. Kui suur on ravi õnnestumise tõenäosus?
6. Kuidas valitakse patsiente kliinilisteks uuringuteks?
7. Kas see valik on erapooletu ja esinduslik?
8. Kuidas patsiente uuringust teavitatakse?
9. Millist teavet tuleks neile anda?
10. Kuidas nendelt nõusolek saadakse?
11. Kuidas tagatakse patsientide teabe ja uuringute konfidentsiaalsus?

Kui geeniteraapia eksperimendid alles algasid, vaatas enamik kliiniliste uuringute taotlusi esmalt läbi selle asutuse eetikakomitee, kus uuringuid läbi viia ja alles seejärel saadeti need inimgeeniteraapia alakomiteesse. Viimane hindas taotlusi nende teadusliku ja meditsiinilise tähtsuse, kehtivate reeglite järgimise ja argumentide usaldusväärsuse seisukohalt. Kui taotlus lükati tagasi, tagastati see koos vajalike märkustega. Ettepanekute esitajad võiksid ettepaneku üle vaadata ja seda muuta. Kui see heaks kiideti, arutas geeniteraapia allkomitee seda avalikes kommentaarides, kasutades samu kriteeriume. Pärast taotluse heakskiitmist sellel tasemel kiitis allkomisjoni direktor selle heaks ja allkirjastas kliiniliste uuringute volituse, ilma milleta ei saanud neid alustada. Viimasel juhul pöörati erilist tähelepanu toote saamisviisile, selle puhtuse kvaliteedikontrolli meetoditele, samuti sellele, milliseid prekliinilisi katseid toote ohutuse tagamiseks läbi viidi.

Kuid kuna taotluste arv aja jooksul kasvas ja geeniteraapiast sai ühe kommentaatori sõnul "meditsiinis võidupilet", peeti esialgset heakskiitmise protsessi tarbetult aeganõudvaks ja üleliigseks. Sellest tulenevalt ei kuulunud geeniteraapia allkomitee pärast 1997. aastat enam inimeste geeniteraapia valdkonna teadusuuringuid jälgivate asutuste hulka. Kui alakomitee siiski eksisteerib, saab sellest suure tõenäosusega inimese geeniteraapiaga seotud eetiliste küsimuste arutamise foorumite korraldaja. Vahepeal on eemaldatud nõue, et kõik geeniteraapia valdkonna rakendused tuleb avalikult arutada. Bioloogiliste toodete tootmise ja kasutamise kontrollimise eest vastutav asutus viib kõik vajalikud hinnangud läbi konfidentsiaalselt, et tagada arendajate omandiõiguste austamine. Praegu peetakse inimese geeniteraapiat ohutuks meditsiiniliseks protseduuriks, kuigi see pole eriti tõhus. Varasemad mured on hajunud ja sellest on saanud üks peamisi uusi lähenemisviise inimeste haiguste ravimisel.

Enamik eksperte peab inimese somaatiliste rakkude geeniteraapia uuringute heakskiitmise protseduuri Ameerika Ühendriikides piisavaks; see tagab patsientide erapooletu valiku ja nende teadlikkuse ning kõigi manipulatsioonide nõuetekohase teostamise, kahjustamata nii konkreetseid patsiente kui ka kogu inimkonda. Geeniteraapia uuringute läbiviimise reeglid töötatakse välja ka teistes riikides. Ameerika Ühendriikides tehti seda iga ettepaneku hoolika kaalumise tulemusena. Nagu üks 1989. aasta jaanuaris geeniteraapia allkomiteede korraldatud kuulamise osalejatest ütles dr Walter: "Ma ei tea ühtegi teist biomeditsiiniteadust või -tehnoloogiat, mida oleks nii ulatuslikult testitud kui geeniteraapiat."

Defektsete geenide kogunemine tulevastele põlvkondadele.

Arvatakse, et geneetiliste haiguste ravi somaatiliste rakkude geeniteraapiaga toob paratamatult kaasa inimpopulatsiooni genofondi halvenemise. See põhineb ideel, et defektse geeni esinemissagedus populatsioonis suureneb põlvest põlve, kuna geeniteraapia hõlbustab mutantsete geenide ülekandmist järgmisele põlvkonnale inimestelt, kes varem ei olnud võimelised järglasi tootma või ei saanud seda. ellu jääda puberteedieani. See hüpotees osutus aga valeks. Populatsioonigeneetika järgi kulub tõhusa ravi tulemusel kahjuliku või surmava geeni esinemissageduse oluliseks suurendamiseks tuhandeid aastaid. Seega, kui haruldane geneetiline haigus esineb ühel 100 000 elujõulisest vastsündinust, kulub pärast tõhusa geeniteraapia algust umbes 2000 aastat, enne kui selle haiguse esinemissagedus kahekordistub 1: 50 000 kohta.

Lisaks sellele, et surmava geeni esinemissagedus põlvest põlve vaevalt suureneb, jääb kõigi seda vajavate inimeste pikaajalise ravi tulemusena muutumatuks ka üksikute indiviidide genotüüp. Seda punkti saab illustreerida näitega evolutsiooni ajaloost. Primaadid, sealhulgas inimesed, ei suuda sünteesida elutähtsat C-vitamiini, nad peavad seda hankima välistest allikatest. Seega võime öelda, et me kõik oleme selle elutähtsa aine geenis geneetiliselt puudulikud. Seevastu kahepaiksed, roomajad, linnud ja mitteprimaadid imetajad sünteesivad C-vitamiini. Ometi ei ole C-vitamiini biosünteesi võimetust põhjustav geneetiline defekt "takistanud" primaatide edukat arengut miljonite aastate jooksul. Samuti ei too teiste geneetiliste defektide parandamine kaasa "ebatervislike" geenide märkimisväärset kuhjumist tulevastes põlvkondades.

Geeniteraapia sugurakkudele.

Inimese suguelundite rakkude geeniteraapia alased katsed on praegu rangelt keelatud, kuid tuleb tunnistada, et mõningaid geneetilisi haigusi saab ravida ainult nii. Inimese suguelundite rakkude geeniteraapia metoodika pole veel piisavalt välja töötatud. Siiski pole kahtlust, et loomade geneetilise manipuleerimise meetodite väljatöötamisega ja implantatsioonieelsete embrüote diagnostilise testimisega see lünk täidetakse. Veelgi enam, kuna somaatiliste rakkude geeniteraapia muutub üha rutiinsemaks protseduuriks, mõjutab see inimeste suhtumist inimese sugurakkude geeniteraapiasse ja mõne aja pärast on vaja seda testida. Jääb vaid loota, et selleks ajaks lahenevad kõik probleemid, mis on seotud geeniteraapia praktilise rakendamise tagajärgedega inimese sugurakkudele, sealhulgas sotsiaalsetele ja bioloogilistele.

Arvatakse, et inimese geeniteraapia võib aidata ravida tõsiseid haigusseisundeid. Tõepoolest, see on võimeline parandama mitmeid füüsilisi ja vaimseid häireid, kuigi jääb ebaselgeks, kas ühiskond peab sellist geeniteraapia kasutamist vastuvõetavaks. Nagu iga teinegi arenev meditsiinivaldkond, tekitab inimese iduliinirakkude geeniteraapia palju küsimusi, nimelt:

1. Kui palju maksab inimese iduliinirakkude geeniteraapia meetodite väljatöötamine ja rakendamine?
2. Kas valitsus peaks seadma meditsiiniuuringute prioriteedid?
3. Kas sugurakkude geeniteraapia prioriteetne arendamine toob kaasa teiste ravimeetodite otsimise piiramise?
4. Kas kõigi seda vajavate patsientideni on võimalik jõuda?
5. Kas üksikisik või ettevõte saab geeniteraapia abil ainuõigusi ravida konkreetseid haigusi?

Inimese kloonimine.

Üldsuse huvi inimeste kloonimise võimaluse vastu tekkis 1960. aastatel pärast vastavate katsete läbiviimist konnade ja kärnkonnadega. Need uuringud näitasid, et viljastatud munaraku tuuma saab asendada diferentseerumata raku tuumaga ja embrüo areneb normaalselt. Seega on põhimõtteliselt võimalik eraldada organismi diferentseerumata rakkudest tuumad, viia need sama organismi viljastatud munadesse ja saada vanemaga sama genotüübiga järglasi. Teisisõnu võib igat järeltulijat pidada algse doonororganismi geneetiliseks klooniks. 1960. aastatel. tundus, et vaatamata tehniliste võimaluste puudumisele polnud konna kloonimise tulemusi keeruline inimestele ekstrapoleerida. Ajakirjanduses ilmus sel teemal palju artikleid, kirjutati isegi ulmelisi teoseid. Üks lugudest rääkis reetlikult mõrvatud USA presidendi John F. Kennedy kloonimisest, kuid populaarsemaks teemaks oli kurikaelte kloonimine. Inimeste kloonimise teemalised tööd ei olnud mitte ainult ebausutavad, vaid propageerisid ka ekslikku ja väga ohtlikku ideed, et inimese isiksus, iseloom ja muud omadused tulenevad ainult tema genotüübist. Tegelikult kujuneb inimene kui isik nii oma geenide kui ka keskkonnatingimuste, eelkõige kultuuritraditsioonide mõjul. Näiteks tige rassism, mida Hitler kuulutas, on omandatud käitumisomadused, mida ei määra ükski geen või nende kombinatsioon. Teistsuguses ja erinevate kultuuriliste tunnustega keskkonnas poleks "kloonitud Hitlerist" ilmtingimata kujunenud sellist inimest nagu tõeline Hitler. Samuti ei pruugi "Ema Teresa kloon" "teha" naist, kes pühendas oma elu vaeste ja haigete abistamisele Calcuttas.

Imetajate reproduktiivbioloogia meetodite arenedes ja erinevate transgeensete loomade loomisel sai üha selgemaks, et inimese kloonimine on mitte nii kauge tuleviku küsimus. Spekulatsioonid said reaalsuseks 1997. aastal, kui klooniti lammas nimega Dolly. Selleks kasutati doonortiine lamba diferentseerunud raku tuuma. Metoodiline lähenemine, mida Dolly "loomiseks" kasutati, sobib põhimõtteliselt mis tahes imetajate, sealhulgas inimeste kloonide saamiseks. Ja isegi kui see teiste imetajate puhul ei tööta, ei tundu sobiva meetodi väljatöötamiseks liiga palju katsetamist vajavat. Selle tulemusel saab inimese kloonimine kohe iga geneetika ja bioloogilise meditsiini eetilisi probleeme puudutavate arutelude teemaks.

Kahtlemata on inimese kloonimine keeruline ja vastuoluline teema. Mõne jaoks tundub juba idee luua eksperimentaalse manipuleerimise teel koopia juba olemasolevast isikust vastuvõetamatu. Teised usuvad, et kloonitud isend on vaatamata vanusevahele sama mis identne kaksik ja seetõttu ei ole kloonimine oma olemuselt pahatahtlik, kuigi see ei pruugi olla nii vajalik. Kloonimisel võib olla positiivseid meditsiinilisi ja sotsiaalseid eeliseid, mis õigustab selle rakendamist erandjuhtudel. Näiteks võib see haige lapse vanematele eluliselt vajalik olla. Vastutus inimeste kloonimise katsete eest on paljudes riikides reguleeritud seadusega ning kõik inimeste kloonimisega seotud uuringud on keelatud. Sellistest piirangutest piisab, et välistada inimeste kloonimise võimalus. Kindlasti tekib aga küsimus inimese kloonimise paratamatusest.

Märge!

See töö esitati populaarteaduslike artiklite konkursile kategoorias "Parim ülevaade".

Surmavad küünised

Inimkond seisis selle salapärase haigusega silmitsi juba enne meie ajastut. Teadlased erinevates maailma piirkondades püüdsid teda mõista ja ravida: Vana-Egiptuses - Ebers, Indias - Sushruta, Kreekas - Hippokrates. Kõik nad ja paljud teised arstid võitlesid ohtliku ja tõsise vaenlase – vähiga. Ja kuigi see lahing kestab tänaseni, on raske kindlaks teha, kas on võimalik täielikku ja lõplikku võitu. Lõppude lõpuks, mida rohkem haigust uurime, seda sagedamini tekivad küsimused - kas vähki on võimalik täielikult välja ravida? Kuidas haigusi vältida? Kas ravi saab muuta kiireks, taskukohaseks ja odavaks?

Tänu Hippokratesele ja tema tähelepanekule (see oli tema, kes nägi kasvaja ja vähi kombitsate sarnasust) ilmus see termin iidsetes meditsiinilistes traktaatides kartsinoom(Kreeka kartsinood) või vähid(ladina vähk). Meditsiinipraktikas liigitatakse pahaloomulisi kasvajaid erinevalt: kartsinoomid (epiteeli kudedest), sarkoomid (side-, lihaskoest), leukeemia (veres ja luuüdis), lümfoomid (lümfisüsteemis) ja teised (areneb muud tüüpi rakud, näiteks glioom – ajuvähk). Kuid igapäevaelus on populaarsem mõiste "vähk", mis tähendab mis tahes pahaloomulist kasvajat.

Mutatsioonid: surra või elada igavesti?

Paljud geneetilised uuringud on näidanud, et vähirakkude teke on geneetiliste muutuste tagajärg. DNA replikatsiooni (kopeerimise) ja parandamise (veaparandus) vead põhjustavad muutusi geenides, sealhulgas nendes, mis kontrollivad rakkude jagunemist. Peamised tegurid, mis aitavad kaasa genoomi kahjustamisele ja tulevikus mutatsioonide omandamisele, on endogeensed (metabolismi käigus tekkinud vabade radikaalide rünnak, mõnede DNA aluste keemiline ebastabiilsus) ja eksogeensed (ioniseeriv ja UV-kiirgus, keemilised kantserogeenid) . Kui mutatsioonid on genoomis fikseeritud, soodustavad need normaalsete rakkude muutumist vähirakkudeks. Sellised mutatsioonid esinevad peamiselt protoonkogeenides, mis tavaliselt stimuleerivad rakkude jagunemist. Selle tulemusena on võimalik saada püsivalt "sisselülitatud" geen ja mitoos (jagunemine) ei peatu, mis tegelikult tähendab pahaloomulist transformatsiooni. Kui geenides, mis tavaliselt inhibeerivad proliferatsiooni (kasvaja supressorgeenid), esinevad inaktiveerivad mutatsioonid, kaob kontroll jagunemise üle ja rakk muutub "surematuks" (joonis 1).

Joonis 1. Vähi geneetiline mudel: käärsoolevähk. Esimene samm on viienda kromosoomi APS geeni kahe alleeli kadumine või inaktiveerimine. Tuntud adenomatoosse polüpoosi (FAP) korral päritakse üks APC geenimutatsioon. Mõlema alleeli kadumine põhjustab healoomuliste adenoomide moodustumist. Järgnevad geenimutatsioonid healoomulise adenoomi kromosoomides 12, 17, 18 võivad viia pahaloomuliseks kasvajaks. Allikas: .

Ilmselgelt hõlmab teatud vähivormide areng muutusi enamikus või isegi kõigis nendes geenides ja võib kulgeda erineval viisil. Sellest järeldub, et iga kasvajat tuleks käsitleda kui bioloogiliselt ainulaadset objekti. Tänapäeval on vähi kohta spetsiaalsed geneetilise teabe andmebaasid, mis sisaldavad andmeid 1,2 miljoni mutatsiooni kohta 8207 koeproovist, mis kuuluvad 20 tüüpi kasvajate hulka: vähi genoomi atlas ja vähi somaatiliste mutatsioonide kataloog (COSMIC)).

Geenide ebaõnnestumise tagajärjeks on kontrollimatu rakkude jagunemine ja järgnevatel etappidel - metastaasid erinevatesse organitesse ja kehaosadesse vere ja lümfisoonte kaudu. See on üsna keeruline ja aktiivne protsess, mis koosneb mitmest etapist. Üksikud vähirakud eraldatakse esmasest fookusest ja kantakse vere kaudu läbi keha. Seejärel kinnituvad nad spetsiaalsete retseptorite abil endoteelirakkude külge ja ekspresseerivad proteinaase, mis lagundavad maatriksvalke ja moodustavad basaalmembraanis poorid. Pärast ekstratsellulaarse maatriksi hävitamist migreeruvad vähirakud sügavale tervetesse kudedesse. Autokriinse stimulatsiooni tõttu nad jagunevad, moodustades sõlme (läbimõõt 1–2 mm). Toitumise puudumisega sureb osa sõlme rakke ja sellised "uinuvad" mikrometastaasid võivad elundi kudedes pikka aega latentseks jääda. Soodsates tingimustes sõlm kasvab, rakkudes aktiveeruvad vaskulaarse endoteeli kasvufaktori (VEGF) ja fibroblastide kasvufaktori (FGFb) geen ning algab angiogenees (veresoonte moodustumine) (joonis 2).

Kuid rakud on relvastatud spetsiaalsete mehhanismidega, mis kaitsevad kasvajate tekke eest:

Traditsioonilised meetodid ja nende puudused

Kui keha kaitsesüsteemid ebaõnnestusid ja kasvaja hakkas sellest hoolimata arenema, võib päästa ainult arstide sekkumine. Arstid on pikka aega kasutanud kolme peamist "klassikalist" ravi:

kirurgiline (kasvaja täielik eemaldamine). Seda kasutatakse juhul, kui kasvaja on väike ja hästi lokaliseeritud. Samuti eemaldatakse osa kudedest, mis puutuvad kokku pahaloomulise kasvajaga. Meetodit ei kasutata metastaaside olemasolul;
kiiritus - kasvaja kiiritamine radioaktiivsete osakestega, et peatada ja vältida vähirakkude jagunemist. Ka terved rakud on selle kiirguse suhtes tundlikud ja surevad sageli;
keemiaravi – kasutatakse ravimeid, mis pärsivad kiiresti jagunevate rakkude kasvu. Ravimitel on negatiivne mõju ka normaalsetele rakkudele.

Ülaltoodud lähenemisviisid ei pruugi alati päästa patsienti vähist. Sageli jäävad kirurgilise ravi käigus alles üksikud vähirakud ja kasvaja võib taastuda ning keemia- ja kiiritusravi korral tekivad kõrvalnähud (immuunsuse vähenemine, aneemia, juuste väljalangemine jne), mis toovad kaasa tõsiseid tagajärgi ja sageli ka ägenemist. patsiendi surm. Kuid igal aastal paranevad traditsioonilised ravimeetodid ja ilmuvad uued ravimeetodid, mis võivad vähist jagu saada, nagu bioloogiline ravi, hormoonravi, tüvirakkude kasutamine, luuüdi siirdamine ja mitmesugused toetavad ravimeetodid. Geeniteraapiat peetakse kõige lootustandvamaks, kuna see on suunatud vähi algpõhjusele – teatud geenide talitlushäirete hüvitamisele.

Geeniteraapia kui perspektiiv

PubMedi andmetel kasvab huvi vähi geeniteraapia (GT) vastu kiiresti ja tänapäeval ühendab GT mitmeid tehnikaid, mis toimivad vähirakkudes ja kehas ( in vivo) ja väljas ( ex vivo) (joonis 3).

Joonis 3. Kaks peamist geeniteraapia strateegiat. Ex vivo- vektorite abil kantakse geneetiline materjal kultuuris kasvatatud rakkudesse (transduktsioon) ja seejärel süstitakse transgeensed rakud retsipienti; in vivo- soovitud geeniga vektori sisestamine konkreetsesse koesse või elundisse. Pilt pärit.

Geeniteraapia in vivo hõlmab geeniülekannet – geneetiliste konstruktsioonide viimist vähirakkudesse või kasvajat ümbritsevatesse kudedesse. Geeniteraapia ex vivo See seisneb vähirakkude isoleerimises patsiendilt, terapeutilise "tervisliku" geeni sisestamises vähi genoomi ja transdutseeritud rakkude tagasiviimises patsiendi kehasse. Sellistel eesmärkidel kasutatakse spetsiaalseid geenitehnoloogia meetoditega loodud vektoreid. Reeglina on need viirused, mis tuvastavad ja hävitavad vähirakke, jäädes samas kahjutuks keha tervetele kudedele või mitteviiruslikele vektoritele.

Viirusvektorid

Viirusvektoritena kasutatakse retroviiruseid, adenoviirusi, adeno-assotsieerunud viiruseid, lentiviiruseid, herpesviiruseid ja teisi. Need viirused erinevad transduktsiooni tõhususe, rakkude (tuvastus ja nakatamine) ja DNA-ga suhtlemise poolest. Peamine kriteerium on ohutus ja viiruse DNA kontrollimatu leviku ohu puudumine: kui geenid sisestatakse inimese genoomis valesse kohta, võivad need tekitada kahjulikke mutatsioone ja käivitada kasvaja arengu. Samuti on oluline arvestada ülekantud geenide ekspressioonitasemega, et vältida organismi põletikulisi või immuunreaktsioone sihtvalkude hüpersünteesi ajal (tabel 1).

Tabel 1. Viirusvektorid.

Vektor	Lühike kirjeldus
Leetrite viirus	sisaldab negatiivset RNA järjestust, mis ei kutsu vähirakkudes esile kaitsvat vastust
Herpes simplex viirus (HSV-1)	võib kanda pikki transgeenide järjestusi
Lentiviirus	tuletatud HIV-st, suudab integreerida geene mittejagunevatesse rakkudesse
Retroviirus (RCR)	sõltumatu replikatsioonivõimetu, tagab võõr-DNA tõhusa integreerimise genoomi ja geneetiliste muutuste püsimise
Monkey Foamy Virus (SFV)	uus RNA vektor, mis kannab transgeeni kasvajasse ja stimuleerib selle ekspressiooni
Rekombinantne adenoviirus (rAdv)	tagab tõhusa transfektsiooni, kuid võimalik on tugev immuunvastus
Rekombinantne adeno-assotsieerunud viirus (rAAV)	võimeline transfekteerima mitut tüüpi rakke

Mitteviiruslikud vektorid

Transgeense DNA ülekandmiseks kasutatakse ka mitteviiruslikke vektoreid. Madala molekulmassiga ravimite, nagu oligonukleotiidid, peptiidid, siRNA, kohaletoimetamiseks kasutatakse polümeerseid ravimikandjaid – nanoosakeste konstruktsioone. Väikese suuruse tõttu imenduvad nanoosakesed rakkudesse ja võivad tungida kapillaaridesse, mis on väga mugav "terapeutiliste" molekulide toimetamiseks keha kõige raskemini ligipääsetavatesse kohtadesse. Seda tehnikat kasutatakse sageli kasvaja angiogeneesi pärssimiseks. Kuid on oht, et osakesed kogunevad teistesse elunditesse, näiteks luuüdi, mis võib põhjustada ettearvamatuid tagajärgi. Kõige populaarsemad mitteviirusliku DNA kohaletoimetamise meetodid on liposoomid ja elektroporatsioon.

Sünteetiline katioonsed liposoomid on nüüdseks tunnistatud paljulubavaks meetodiks funktsionaalsete geenide kohaletoimetamiseks. Osakeste pinnal olev positiivne laeng võimaldab sulanduda negatiivselt laetud rakumembraanidega. Katioonsed liposoomid neutraliseerivad DNA ahela negatiivse laengu, muudavad selle ruumilise struktuuri kompaktsemaks ja soodustavad tõhusat kondenseerumist. Plasmiid-liposoomi kompleksil on mitmeid olulisi eeliseid: see mahutab praktiliselt piiramatu suurusega geneetilisi konstruktsioone, puudub replikatsiooni ega rekombinatsiooni oht ning praktiliselt ei põhjusta peremeesorganismis immuunvastust. Selle süsteemi puuduseks on terapeutilise toime lühike kestus ja korduval manustamisel võivad ilmneda kõrvaltoimed.

Elektroporatsioon on populaarne mitteviiruslik DNA kohaletoimetamise meetod, mis on üsna lihtne ja ei kutsu esile immuunvastust. Indutseeritud elektriimpulsside abil tekivad raku pinnale poorid ning plasmiidne DNA suudab kergesti tungida rakusisesesse ruumi. Geeniteraapia in vivo elektroporatsiooni kasutamine on osutunud tõhusaks paljudes hiire kasvajatega tehtud katsetes. Sel juhul saab üle kanda mis tahes geene, näiteks tsütokiinide (IL-12) ja tsütotoksiliste geenide (TRAIL) geene, mis aitab kaasa paljude ravistrateegiate väljatöötamisele. Lisaks võib see lähenemisviis olla efektiivne nii metastaatiliste kui ka primaarsete kasvajate ravis.

Tehnika valik

Sõltuvalt kasvaja tüübist ja selle progresseerumisest valitakse patsiendi jaoks kõige tõhusam ravimeetod. Praeguseks on vähivastase geeniteraapia jaoks välja töötatud uusi paljutõotavaid meetodeid, sealhulgas onkolüütiline viiruslik HT, eelravimravi, immunoteraapia ja tüvirakke kasutav HT.

Onkolüütiline viiruse geeniteraapia

Selle tehnika jaoks kasutatakse viirusi, mis spetsiaalsete geneetiliste manipulatsioonide abil muutuvad onkolüütiliseks - nad lõpetavad paljunemise tervetes rakkudes ja mõjutavad ainult kasvajarakke. Sellise ravi hea näide on ONYX-015, modifitseeritud adenoviirus, mis ei ekspresseeri E1B valku. Selle valgu puudumisel ei saa viirus normaalse p53 geeniga rakkudes paljuneda. Kaks herpes simplex viiruse (HSV-1) baasil loodud vektorit - G207 ja NV1020 - kannavad samuti mutatsioone mitmetes geenides, et paljuneda ainult vähirakkudes. Tehnika suureks eeliseks on see, et intravenoossete süstide ajal kanduvad onkolüütilised viirused läbi vere kogu kehas ja suudavad võidelda metastaasidega. Peamised probleemid, mis viirustega töötamisel tekivad, on võimalik immuunvastuse oht retsipiendi organismis, samuti geneetiliste struktuuride kontrollimatu sisestamine tervete rakkude genoomi ja sellest tulenevalt vähkkasvaja esinemine. .

Geenivahendatud ensümaatiline eelravimiravi

See põhineb "suitsidaalsete" geenide sisestamisel kasvajakoesse, mille tagajärjel vähirakud surevad. Need transgeenid kodeerivad ensüüme, mis aktiveerivad rakusiseseid tsütostaatikume, TNF retseptoreid ja muid olulisi apoptoosi aktiveerimise komponente. Suitsiidne eelravimi geenide kombinatsioon peaks ideaalis vastama järgmistele nõuetele: kontrollitud geeniekspressioon; valitud eelravimi õige muundamine aktiivseks vähivastaseks aineks; eelravimi täielik aktiveerimine ilma täiendavate endogeensete ensüümideta.

Teraapia puuduseks on see, et kasvajatel on kõik tervetele rakkudele omased kaitsemehhanismid ning nad kohanevad järk-järgult kahjustavate tegurite ja eelravimiga. Kohanemisprotsessi soodustavad tsütokiinide ekspressioon (autokriinne regulatsioon), rakutsükli regulatsioonifaktorid (resistentseimate vähikloonide valik), MDR geen (vastutab teatud ravimite suhtes tundlikkuse eest).

Immunoteraapia

Tänu geeniteraapiale on viimasel ajal aktiivselt arenema hakanud immunoteraapia – uus lähenemine vähiravile vähivastaste vaktsiinide abil. Meetodi põhistrateegiaks on keha aktiivne immuniseerimine vähi antigeenide (TAA) vastu, kasutades geeniülekande tehnoloogiat [? 18].

Peamine erinevus rekombinantsete vaktsiinide ja teiste ravimite vahel seisneb selles, et need aitavad patsiendi immuunsüsteemil vähirakke ära tunda ja neid hävitada. Esimeses etapis saadakse vähirakud retsipiendi kehast (autoloogsed rakud) või spetsiaalsetest rakuliinidest (allogeensed rakud) ning seejärel kasvatatakse neid katseklaasis. Selleks, et immuunsüsteem neid rakke ära tunneks, sisestatakse üks või mitu geeni, mis toodavad immunostimuleerivaid molekule (tsütokiine) või suurenenud antigeenide hulgaga valke. Pärast neid modifikatsioone jätkatakse rakkude kultiveerimist, seejärel viiakse läbi lüüs ja saadakse valmis vaktsiin.

Transgeenide viiruslike ja mitteviiruslike vektorite lai valik võimaldab katsetada erinevat tüüpi immuunrakkudega (nt tsütotoksilised T-rakud ja dendriitrakud), et pärssida immuunvastust ja taanduda vähirakkudega. 1990. aastatel tehti ettepanek, et kasvajaga infiltreeruvad lümfotsüüdid (TIL) on vähirakkude tsütotoksiliste T-lümfotsüütide (CTL) ja looduslike tapjarakkude (NK) allikaks. Kuna TIL-i saab hõlpsasti manipuleerida ex vivo, said neist esimesed geneetiliselt muundatud immuunrakud, mida kasutati vähi immunoteraapias. Vähihaige verest võetud T-rakkudes muudetakse geene, mis vastutavad vähiantigeenide retseptorite ekspressiooni eest. Samuti saate lisada geene, et parandada ellujäämist ja modifitseeritud T-rakkude tõhusat tungimist kasvajasse. Selliste manipulatsioonide abil luuakse väga aktiivsed vähirakkude "tapjad".

Kui näidati, et enamikul vähiliikidel on spetsiifilised antigeenid ja nad on võimelised esile kutsuma oma kaitsemehhanisme, püstitati hüpotees, et vähirakkude immuunsüsteemi blokeerimine hõlbustab kasvaja äratõukereaktsiooni. Seetõttu kasutatakse enamiku kasvajavastaste vaktsiinide tootmisel antigeenide allikana patsiendi kasvajarakke või spetsiaalseid allogeenseid rakke. Kasvaja immunoteraapia peamised probleemid on autoimmuunreaktsioonide tõenäosus patsiendi kehas, kasvajavastase vastuse puudumine, kasvaja kasvu immunostimulatsioon ja teised.

Tüvirakud

Geeniteraapia võimas tööriist on tüvirakkude kasutamine vektoritena terapeutiliste ainete - immunostimuleerivate tsütokiinide, "suitsidaalsete" geenide, nanoosakeste ja antiangiogeensete valkude - ülekandmiseks. Tüvirakkudel (SC) on lisaks iseeneslikule uuenemis- ja diferentseerumisvõimele tohutu eelis teiste transpordisüsteemide (nanopolümeerid, viirused) ees: eelravim aktiveerub otse kasvajakudedes, mis väldib süsteemset toksilisust (transgeenide ekspressiooni). aitab kaasa ainult vähirakkude hävitamisele) ... Täiendav positiivne kvaliteet on autoloogse SC "privilegeeritud" olek - kasutatud oma rakud tagavad 100% ühilduvuse ja tõstavad protseduuri ohutustaset. Kuid ikkagi sõltub ravi efektiivsus õigest ex vivo modifitseeritud geeni ülekandmine SC-sse ja sellele järgnev transdutseeritud rakkude ülekandmine patsiendi kehasse. Lisaks on enne ravi ulatuslikku rakendamist vaja üksikasjalikult uurida kõiki võimalikke SC vähirakkudeks transformeerimise viise ja välja töötada ohutusmeetmed kantserogeense SC transformatsiooni vältimiseks.

Järeldus

Kokkuvõtvalt võib kindlalt öelda, et lähenemas on personaliseeritud meditsiini ajastu, mil iga vähihaige raviks valitakse välja kindel tõhus teraapia. Juba töötatakse välja individuaalseid raviprogramme, mis pakuvad õigeaegset ja asjakohast abi ning viivad patsientide seisundi olulise paranemiseni. Isikupärastatud onkoloogia evolutsioonilised lähenemisviisid, nagu genoomianalüüs, sihipärane ravimite tootmine, vähi geeniteraapia ja biomarkereid kasutav molekulaardiagnostika, on juba vilja kandnud.

Geeniteraapia on eriti paljutõotav vähiravi. Hetkel on aktiivselt käimas kliinilised uuringud, mis sageli kinnitavad HT efektiivsust juhtudel, kus tavapärased vähivastased ravimeetodid – operatsioon, kiiritusravi ja keemiaravi – ei aita. Innovaatiliste HT meetodite (immunoteraapia, onkolüütiline viroteraapia, "suitsiidiravi" jne) väljatöötamine suudab lahendada kõrge vähisuremuse probleemi ja võib-olla tulevikus ka "vähi" diagnoosimine. kõlab nagu lause.

Vähk: tuvastage, ennetage ja kõrvaldage haigus.

Kirjandus

Williams S. Klag, Michael R. Cummingm. Bioloogia ja meditsiini maailm. Geneetika põhialused. Moskva: Tehnosfäär, 2007. - 726 lk;
Bioinformaatika: suured andmebaasid versus suur P;
Cui H., Cruz-Correa M. et al. (2003).