Jenis kompensasi terapi gen untuk cacat genetik. Terapi gen dan pengobatan abad ke-21. Bukan obat mujarab, tapi perspektif

pengantar

Setiap tahun, semakin banyak artikel muncul di jurnal ilmiah tentang penelitian klinis medis, di mana, dengan satu atau lain cara, pengobatan berdasarkan pengenalan berbagai gen - terapi gen - digunakan. Arah ini tumbuh dari cabang-cabang biologi yang berkembang dengan baik seperti genetika molekuler dan bioteknologi.

Seringkali, ketika metode konvensional (konservatif) telah dicoba, terapi genlah yang dapat membantu pasien bertahan hidup dan bahkan pulih sepenuhnya. Misalnya, ini berlaku untuk penyakit monogenik herediter, yaitu penyakit yang disebabkan oleh cacat pada satu gen, serta banyak lainnya. Atau, misalnya, terapi gen dapat membantu dan menyelamatkan anggota badan bagi pasien yang memiliki lumen pembuluh darah yang menyempit di ekstremitas bawah dan, sebagai akibatnya, mengembangkan iskemia persisten pada jaringan di sekitarnya, yaitu jaringan ini mengalami kekurangan yang kuat. nutrisi dan oksigen, yang biasanya dibawa oleh darah ke seluruh tubuh. Seringkali tidak mungkin untuk mengobati pasien seperti itu dengan manipulasi bedah dan obat-obatan, tetapi jika sel-sel secara lokal dipaksa untuk membuang lebih banyak faktor protein yang akan mempengaruhi pembentukan dan perkecambahan pembuluh darah baru, maka iskemia akan menjadi jauh lebih ringan dan kehidupan pasien akan berkurang. menjadi jauh lebih mudah.

Terapi gen hari ini dapat didefinisikan sebagai pengobatan penyakit dengan memasukkan gen ke dalam sel pasien dengan tujuan menargetkan cacat gen atau menanamkan fungsi baru ke sel. Uji klinis pertama metode terapi gen dilakukan baru-baru ini - 22 Mei 1989 untuk mendiagnosis kanker. Penyakit herediter pertama yang menerapkan metode terapi gen adalah imunodefisiensi herediter.

Setiap tahun jumlah uji klinis yang berhasil dilakukan untuk pengobatan berbagai penyakit menggunakan terapi gen terus bertambah, dan pada Januari 2014 telah mencapai 2 ribu.

Pada saat yang sama, dalam penelitian modern tentang terapi gen, harus diingat bahwa konsekuensi dari manipulasi gen atau DNA yang "dikocok" (rekombinan) in vivo(Latin secara harfiah "hidup") belum cukup dipelajari. Di negara-negara dengan tingkat penelitian paling maju di bidang ini, terutama di Amerika Serikat, protokol medis yang menggunakan rangkaian DNA indra harus ditinjau ulang secara wajib oleh komite dan komisi yang sesuai. Di Amerika Serikat, ini adalah Komite Penasihat DNA Rekombinan (RAC) dan Administrasi Makanan dan Obat-obatan (FDA), dengan persetujuan wajib berikutnya dari proyek oleh direktur Institut Kesehatan Nasional.

Jadi, kami memutuskan bahwa perawatan ini didasarkan pada fakta bahwa jika beberapa jaringan tubuh kekurangan beberapa faktor protein individu, maka ini dapat diperbaiki dengan memasukkan ke dalam jaringan ini gen yang sesuai yang mengkode protein, dan semuanya akan menjadi lebih atau kurang indah. Protein itu sendiri tidak dapat disuntikkan, karena tubuh kita akan segera bereaksi dengan reaksi kekebalan yang tidak lemah, dan durasi kerjanya tidak akan cukup. Sekarang perlu untuk memutuskan metode pengiriman gen ke dalam sel.

Transfeksi sel

Untuk memulainya, ada baiknya memperkenalkan definisi beberapa istilah.

Transpor gen dilakukan berkat vektor adalah molekul DNA yang digunakan sebagai "kendaraan" untuk transfer buatan informasi genetik ke dalam sel. Ada banyak jenis vektor: plasmid, virus, serta kosmid, phasmid, kromosom buatan, dll. Pada dasarnya penting bahwa vektor (khususnya, yang plasmid) memiliki sifat karakteristiknya:

1. Asal replikasi (ori)- urutan nukleotida dari mana duplikasi DNA dimulai. Jika DNA vektor tidak dapat diduplikasi (direplikasi), maka efek terapeutik yang diperlukan tidak akan tercapai, karena hanya dengan cepat dipecah oleh enzim nuklease intraseluler, dan karena kurangnya matriks, molekul protein yang akan terbentuk jauh lebih sedikit. Perlu dicatat bahwa poin-poin ini spesifik untuk setiap spesies biologis, yaitu, jika DNA vektor seharusnya diperoleh dengan reproduksinya dalam kultur bakteri (dan bukan hanya dengan sintesis kimia, yang biasanya jauh lebih mahal), maka dua titik awal replikasi akan diperlukan secara terpisah - untuk manusia dan bakteri;

2. Situs pembatasan- urutan pendek spesifik (biasanya palindromik), yang dikenali oleh enzim khusus (endonuklease restriksi) dan dipotong oleh mereka dengan cara tertentu - dengan pembentukan "ujung lengket" (Gbr. 1).

Gbr.1 Pembentukan "ujung lengket" dengan partisipasi enzim restriksi

Situs-situs ini diperlukan untuk mengikat DNA vektor (yang sebenarnya adalah "kosong") dengan gen terapeutik yang diinginkan menjadi satu molekul. Molekul seperti itu dijahit dari dua atau lebih bagian disebut "rekombinan";

3. Jelas bahwa kami ingin mendapatkan jutaan salinan molekul DNA rekombinan. Sekali lagi, jika kita berurusan dengan kultur sel bakteri, maka DNA ini harus diisolasi. Masalahnya adalah tidak semua bakteri akan menelan molekul yang kita butuhkan, beberapa tidak. Untuk membedakan antara kedua kelompok ini, mereka memasukkan ke dalam DNA vektor penanda selektif- area resistensi terhadap bahan kimia tertentu; sekarang jika zat yang sama ini ditambahkan ke lingkungan, maka hanya zat yang tahan terhadapnya yang akan bertahan, dan sisanya akan mati.

Ketiga komponen ini dapat diamati pada plasmid buatan pertama yang disintesis (Gbr. 2).

Gambar 2.

Proses memasukkan vektor plasmid ke dalam sel tertentu disebut transfeksi... Plasmid adalah molekul DNA yang cukup pendek dan biasanya melingkar yang berada di sitoplasma sel bakteri. Plasmid tidak terkait dengan kromosom bakteri, mereka dapat bereplikasi secara independen, mereka dapat dilepaskan oleh bakteri ke lingkungan, atau, sebaliknya, diserap (proses penyerapan - transformasi). Dengan bantuan plasmid, bakteri dapat bertukar informasi genetik, misalnya mentransfer resistensi terhadap antibiotik tertentu.

Plasmid ada secara alami pada bakteri. Tetapi tidak seorang pun dapat mencegah seorang peneliti mensintesis secara artifisial plasmid yang akan memiliki sifat-sifat yang dibutuhkannya, untuk menjahit gen sisipan ke dalamnya dan memasukkannya ke dalam sel. Sisipan yang berbeda dapat dijahit ke dalam plasmid yang sama .

Metode terapi gen

Ada dua pendekatan utama, yang berbeda dalam sifat sel target:

1. Janin, di mana DNA asing dimasukkan ke dalam zigot (telur yang dibuahi) atau embrio pada tahap awal perkembangan; pada saat yang sama, diharapkan bahan yang dimasukkan akan masuk ke semua sel penerima (dan bahkan ke dalam sel germinal, sehingga memastikan transmisi ke generasi berikutnya). Di negara kita, sebenarnya dilarang;

2. Somatik, di mana materi genetik dimasukkan ke dalam sel non-seks yang sudah lahir, dan tidak ditransfer ke sel reproduksi.

Terapi gen in vivo berdasarkan pengenalan langsung kloning (digandakan) dan dengan cara tertentu mengemas urutan DNA ke dalam jaringan tertentu pasien. Pengenalan gen dengan bantuan aerosol atau vaksin suntik tampaknya sangat menjanjikan untuk pengobatan penyakit gen in vivo. Terapi gen aerosol biasanya dikembangkan untuk pengobatan penyakit paru-paru (cystic fibrosis, kanker paru-paru).

Banyak tahapan mendahului pengembangan program terapi gen. Ini adalah analisis menyeluruh dari ekspresi spesifik jaringan dari gen yang sesuai (yaitu, sintesis protein tertentu pada matriks gen dalam jaringan tertentu), dan identifikasi cacat biokimia primer, dan studi tentang struktur, fungsi dan distribusi intraseluler produk proteinnya, serta analisis biokimia dari proses patologis. Semua data ini diperhitungkan saat menyusun protokol medis yang sesuai.

Adalah penting bahwa ketika menyusun skema untuk koreksi gen, efisiensi transfeksi, tingkat koreksi cacat biokimia utama dalam kondisi kultur sel ( in vitro,"dalam tabung reaksi") dan, yang sangat penting, in vivo pada hewan - model biologis. Hanya dengan begitu program uji klinis dapat dimulai. .

Pengiriman langsung dan pembawa seluler gen terapeutik

Ada banyak metode untuk memasukkan DNA asing ke dalam sel eukariotik: beberapa bergantung pada pemrosesan fisik (elektroporasi, magnetofeksi, dll.), Yang lain pada penggunaan bahan kimia atau partikel biologis (misalnya, virus) yang digunakan sebagai pembawa. Perlu segera dicatat bahwa metode kimia dan fisik biasanya digabungkan (misalnya, elektroporasi + DNA yang membungkus dengan liposom)

Metode langsung

1. Transfeksi secara kimia dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis: menggunakan zat siklodekstrin, polimer, liposom atau nanopartikel (dengan atau tanpa fungsionalisasi kimia atau virus, yaitu modifikasi permukaan).
a) Salah satu metode termurah adalah dengan menggunakan kalsium fosfat. Ini meningkatkan efisiensi penggabungan DNA ke dalam sel sebanyak 10-100 kali. DNA membentuk kompleks yang kuat dengan kalsium, yang memastikan penyerapan yang efisien. Kerugiannya adalah nukleus hanya mencapai sekitar 1-10% dari DNA. Metode yang digunakan in vitro untuk mentransfer DNA ke dalam sel manusia (Gbr. 3);

Gambar 3

b) Penggunaan molekul organik bercabang tinggi - dendrimer, untuk mengikat DNA dan mentransfernya ke dalam sel (Gbr. 4);

Gambar 4

c) Metode yang sangat efektif untuk transfeksi DNA adalah pengenalannya melalui liposom - badan kecil yang dikelilingi membran yang dapat menyatu dengan membran sitoplasma seluler (CPM), yang merupakan lapisan ganda lipid. Untuk sel eukariotik, transfeksi dilakukan lebih efisien menggunakan liposom kationik, karena sel lebih sensitif terhadapnya. Prosesnya memiliki nama sendiri - lipofection. Metode ini dianggap salah satu yang paling aman saat ini. Liposom tidak beracun dan tidak imunogenik. Namun, efisiensi transfer gen menggunakan liposom terbatas, karena DNA yang dimasukkan oleh liposom ke dalam sel biasanya segera diambil oleh lisosom dan dihancurkan. Pengenalan DNA ke dalam sel manusia dengan bantuan liposom saat ini menjadi hal utama dalam terapi. in vivo(gbr. 5);

Gambar 5

d) Metode lain adalah penggunaan polimer kationik seperti dietilaminoetil-dekstran atau polietilenimina. Molekul DNA bermuatan negatif mengikat polikation bermuatan positif, dan kompleks ini selanjutnya memasuki sel melalui endositosis. DEAE-dekstran mengubah sifat fisik membran plasma dan merangsang penyerapan kompleks ini oleh sel. Kerugian utama dari metode ini adalah bahwa DEAE-dekstran beracun dalam konsentrasi tinggi. Metode ini belum tersebar luas dalam terapi gen;

e) Dengan bantuan histon dan protein nuklir lainnya. Protein ini, yang mengandung banyak asam amino bermuatan positif (Lys, Arg), secara alami membantu mengemas rantai DNA panjang menjadi inti sel yang relatif kecil.

2. Metode fisik:

a) Elektroporasi adalah metode yang sangat populer; peningkatan instan dalam permeabilitas membran dicapai karena fakta bahwa sel-sel terkena paparan singkat dari medan listrik yang kuat. Telah ditunjukkan bahwa dalam kondisi optimal jumlah transforman dapat mencapai 80% dari sel yang masih hidup. Ini tidak digunakan pada manusia saat ini (Gbr. 6).

Gambar 6

b) "Pemerasan sel" - metode yang ditemukan pada tahun 2013. Metode ini memungkinkan Anda mengirimkan molekul ke sel dengan "meremas lembut" membran sel. Metode ini mengecualikan kemungkinan toksisitas atau kesalahan penanganan target, karena tidak bergantung pada bahan eksternal atau medan listrik;

c) Sonoporasi - metode transfer buatan DNA asing ke dalam sel dengan bertindak pada mereka dengan ultrasound, yang menyebabkan pembukaan pori-pori di membran sel;
d) Transfeksi optik - metode di mana lubang kecil dibuat di membran (berdiameter sekitar 1 mikron) menggunakan laser yang sangat terfokus;
e) Transfeksi hidrodinamik adalah metode pengiriman konstruksi genetik, protein, dll. oleh peningkatan tekanan yang terkontrol dalam kapiler dan cairan antar sel, yang menyebabkan peningkatan jangka pendek dalam permeabilitas membran sel dan pembentukan pori-pori sementara di dalamnya. Ini dilakukan dengan injeksi cepat ke dalam jaringan, sementara pengiriman tidak spesifik. Efisiensi pengiriman untuk otot rangka - 22 hingga 60% ;

f) Mikroinjeksi DNA - pengenalan ke dalam inti sel hewan menggunakan mikrotubulus kaca tipis (d = 0,1-0,5 mikron). Kerugiannya adalah kompleksitas metode, kemungkinan penghancuran nukleus atau DNA tinggi; sejumlah sel terbatas dapat diubah. Tidak digunakan untuk manusia.

3. Metode berbasis partikel.

a) Pendekatan langsung untuk transfeksi - senjata gen, sementara DNA dihubungkan menjadi nanopartikel dengan padatan inert (biasanya emas, tungsten), yang kemudian "menembak" diarahkan ke inti sel target. Metode ini diterapkan in vitro dan in vivo untuk pengenalan gen, khususnya, ke dalam sel-sel jaringan otot, misalnya, pada penyakit seperti distrofi otot Duchenne. Ukuran partikel emas adalah 1-3 mikron (Gbr. 7).

Gambar 7

b) Magnetofection - metode yang menggunakan kekuatan magnet untuk mengirimkan DNA ke sel target. Pertama, asam nukleat (NK) dikaitkan dengan nanopartikel magnetik, dan kemudian, di bawah pengaruh medan magnet, partikel didorong ke dalam sel. Efisiensi hampir 100%, ada non-toksisitas yang jelas. Dalam 10-15 menit, partikel terdaftar di dalam sel - ini jauh lebih cepat daripada metode lain.
c) Penusukan ("penusukan", secara harfiah "penusukan" + "infeksi") - metode pengiriman menggunakan bahan nano seperti tabung nano karbon dan serat nano. Dalam hal ini, sel-sel secara harfiah ditusuk oleh lapisan nanofibril. Awalan "nano" digunakan untuk menunjukkan ukurannya yang sangat kecil (dalam sepersejuta meter) (Gbr. 8).

Gambar 8

Secara terpisah, ada baiknya menyoroti metode seperti transfeksi RNA: bukan DNA yang dikirim ke sel, tetapi molekul RNA - "penerus" mereka dalam rantai biosintesis protein; ini mengaktifkan protein khusus yang memotong RNA menjadi fragmen pendek - yang disebut. RNA pengganggu kecil (miRNA). Fragmen ini mengikat protein lain dan, pada akhirnya, ini menyebabkan penghambatan ekspresi gen yang sesuai oleh sel. Dengan demikian, adalah mungkin untuk memblokir aksi gen-gen tersebut di dalam sel yang berpotensi lebih berbahaya daripada menguntungkan saat ini. Transfeksi RNA telah menemukan aplikasi luas, khususnya, dalam onkologi.

Prinsip dasar pengiriman gen menggunakan vektor plasmid dibahas. Sekarang Anda dapat beralih ke pertimbangan metode viral. Virus adalah bentuk kehidupan non-seluler, paling sering terdiri dari molekul asam nukleat (DNA atau RNA) yang dibungkus dalam cangkang protein. Jika kita memotong semua urutan yang menyebabkan timbulnya penyakit dari materi genetik virus, maka seluruh virus juga dapat berhasil diubah menjadi "kendaraan" untuk gen kita.

Proses memasukkan DNA ke dalam sel, dimediasi oleh virus, disebut transduksi.
Dalam praktiknya, retrovirus, adenovirus, dan adeno-associated virus (AAV) paling sering digunakan. Langkah pertama adalah mencari tahu kandidat ideal untuk transduksi antar virus. Kriterianya adalah harus:

Stabil;
... luas, yaitu mengandung DNA dalam jumlah yang cukup;
... lembam sehubungan dengan jalur metabolisme sel;
... tepat - idealnya, ia harus mengintegrasikan genomnya ke dalam lokus spesifik genom nukleus inang, dll.

Dalam kehidupan nyata, sangat sulit untuk menggabungkan setidaknya beberapa poin, jadi biasanya pilihan terjadi ketika mempertimbangkan setiap kasus secara terpisah (Gbr. 9).

Gambar 9

Dari tiga virus yang paling umum digunakan yang terdaftar, AAV adalah yang paling aman dan paling akurat pada saat yang bersamaan. Kekurangannya hampir satu-satunya adalah kapasitasnya yang relatif kecil (sekitar 4800 bp), yang, bagaimanapun, ternyata cukup untuk banyak gen. .

Selain metode di atas, terapi gen sering digunakan dalam kombinasi dengan terapi sel: pertama, kultur sel manusia tertentu ditanam dalam media nutrisi, setelah itu, dengan satu atau lain cara, gen yang diperlukan dimasukkan ke dalam sel. , mereka dikultur untuk sementara waktu dan kemudian ditransplantasikan ke tubuh inang lagi. Akibatnya, sel dapat dikembalikan ke sifat normalnya. Jadi, misalnya, mereka memodifikasi sel darah putih manusia (leukosit) dalam kasus leukemia (Gbr. 10).

Gambar 10

Nasib gen setelah memasuki sel

Karena dengan vektor virus semuanya kurang lebih jelas, karena sifatnya, lebih efisien untuk mengirimkan gen ke tujuan akhir - nukleus, kita akan memikirkan nasib vektor plasmid.

Pada tahap ini, kami telah mencapai bahwa DNA telah melewati penghalang besar pertama - membran sitoplasma sel.

Selanjutnya, dalam kombinasi dengan zat lain, kulit atau tanpa, perlu mencapai inti sel sehingga enzim khusus - RNA polimerase - mensintesis molekul messenger RNA (mRNA) pada matriks DNA (proses ini disebut transkripsi). Hanya setelah itu, mRNA akan memasuki sitoplasma, membentuk kompleks dengan ribosom dan, menurut kode genetik, polipeptida disintesis - misalnya, faktor pertumbuhan vaskular (VEGF), yang akan mulai melakukan fungsi terapeutik tertentu ( dalam hal ini, akan memulai proses percabangan pembuluh darah di jaringan yang rentan terhadap iskemia) ...

Berkenaan dengan ekspresi gen yang diperkenalkan dalam jenis sel yang diperlukan, masalah ini diselesaikan dengan bantuan elemen pengatur transkripsi. Jaringan di mana ekspresi terjadi sering ditentukan oleh kombinasi penambah spesifik jaringan (urutan "peningkatan") dengan promotor spesifik (urutan nukleotida dari mana RNA polimerase memulai sintesis) yang dapat diinduksi ... Diketahui bahwa aktivitas gen dapat dimodulasi in vivo sinyal eksternal, dan karena enhancer dapat bekerja dengan gen apa pun, isolator juga dapat dimasukkan ke dalam vektor, yang membantu enhancer bekerja terlepas dari posisinya dan dapat bertindak sebagai penghalang fungsional antar gen. Setiap penambah berisi satu set situs pengikatan untuk mengaktifkan atau menekan faktor protein. Dengan bantuan promotor, Anda juga dapat mengatur tingkat ekspresi gen. Misalnya, ada metallothionein atau promotor peka suhu; promotor yang digerakkan oleh hormon.

Ekspresi gen tergantung pada posisinya dalam genom. Dalam kebanyakan kasus, metode virus yang ada hanya mengarah pada penyisipan gen secara acak ke dalam genom. Untuk menghilangkan ketergantungan ini, ketika membangun vektor, gen dilengkapi dengan urutan nukleotida yang diketahui yang memungkinkan gen untuk diekspresikan terlepas dari mana ia dimasukkan ke dalam genom.

Cara paling sederhana untuk mengatur ekspresi transgen adalah dengan menyediakannya dengan promotor indikator yang sensitif terhadap sinyal fisiologis seperti pelepasan glukosa atau hipoksia. Sistem kontrol "endogen" seperti itu dapat berguna dalam beberapa situasi, seperti penerapan kontrol produksi insulin yang bergantung pada glukosa. Lebih dapat diandalkan dan serbaguna adalah sistem kontrol "eksogen", ketika ekspresi gen dikendalikan secara farmakologis dengan pengenalan molekul obat kecil. Saat ini, 4 sistem kontrol utama diketahui - yang diatur oleh tetrasiklin (Tet), steroid serangga, ecdysone atau analognya, obat antiprogestin mayfpristone (RU486), dan dimerizer kimia seperti rapamycin dan analognya. Semuanya melibatkan rekrutmen yang bergantung pada obat dari domain aktivasi transkripsi ke promotor utama yang memimpin gen yang diinginkan, tetapi berbeda dalam mekanisme rekrutmen ini. .

Kesimpulan

Sebuah tinjauan data memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa, terlepas dari upaya banyak laboratorium di dunia, semua sudah dikenal dan diuji in vivo dan in vitro sistem vektor jauh dari sempurna . Jika masalah pengiriman DNA asing in vitro praktis dipecahkan, dan pengirimannya ke sel target dari jaringan yang berbeda in vivo berhasil dipecahkan (terutama dengan membuat konstruksi yang membawa protein reseptor, termasuk antigen spesifik untuk jaringan tertentu), kemudian karakteristik lain dari sistem vektor yang ada - stabilitas integrasi, ekspresi teregulasi, keamanan - masih memerlukan perbaikan serius.

Pertama-tama, ini menyangkut stabilitas integrasi. Sejauh ini, integrasi ke dalam genom telah dicapai hanya dengan penggunaan vektor retroviral atau terkait adeno. Efisiensi integrasi yang stabil dapat ditingkatkan dengan meningkatkan konstruksi gen seperti sistem yang diperantarai reseptor atau dengan menciptakan vektor episomal yang cukup stabil (yaitu, struktur DNA yang mampu tinggal jangka panjang di dalam inti). Baru-baru ini, perhatian khusus telah diberikan pada penciptaan vektor berdasarkan kromosom mamalia buatan. Karena adanya elemen struktural utama dari kromosom biasa, mini-kromosom tersebut disimpan untuk waktu yang lama di dalam sel dan mampu membawa gen ukuran penuh (genomik) dan elemen pengatur alaminya yang diperlukan agar gen berfungsi. dengan benar, di jaringan yang tepat dan pada waktu yang tepat.

Terapi gen dan sel membuka prospek cemerlang untuk pemulihan sel dan jaringan yang hilang dan desain organ yang direkayasa secara genetik, yang tidak diragukan lagi akan secara signifikan memperluas gudang metode penelitian biomedis dan menciptakan peluang baru untuk melestarikan dan memperpanjang kehidupan manusia.

Selain itu, Anda dapat mempelajari kemungkinan ilmu kedokteran modern dalam pengobatan kelainan kromosom dengan meninjau pencapaian terapi gen. Arahan ini didasarkan pada pelaksanaan transfer materi genetik ke dalam tubuh manusia, asalkan gen tersebut dikirim ke apa yang disebut sel target menggunakan berbagai metode.

Indikasi untuk janji

Pengobatan penyakit keturunan dilakukan hanya dalam kasus diagnosis penyakit yang tepat. Pada saat yang sama, sebelum penunjukan tindakan terapeutik, sejumlah analisis dilakukan untuk menentukan hormon dan zat lain mana yang diproduksi dalam tubuh secara berlebihan, dan mana yang jumlahnya tidak mencukupi untuk memilih dosis obat yang paling efektif. narkoba.

Dalam proses minum obat, mereka terus memantau kondisi pasien dan, jika perlu, membuat perubahan selama perawatan.

Sebagai aturan, pasien tersebut harus minum obat seumur hidup atau untuk jangka waktu yang lama (misalnya, sampai periode akhir proses pertumbuhan tubuh), dan rekomendasi diet harus diikuti secara ketat dan terus-menerus.

Kontraindikasi

Saat mengembangkan terapi, kemungkinan kontraindikasi individu untuk digunakan diperhitungkan dan, jika perlu, beberapa obat diganti dengan yang lain.

Jika keputusan dibuat untuk transplantasi organ atau jaringan untuk beberapa penyakit keturunan, risiko konsekuensi negatif setelah operasi harus diperhitungkan.

Terapi gen adalah salah satu bidang kedokteran yang berkembang pesat, yang melibatkan perawatan seseorang dengan memasukkan gen sehat ke dalam tubuh. Selain itu, menurut para ilmuwan, dengan bantuan terapi gen, dimungkinkan untuk menambahkan gen yang hilang, memperbaiki atau menggantinya, sehingga meningkatkan fungsi tubuh pada tingkat sel dan menormalkan kondisi pasien.

Menurut para ilmuwan, 200 juta orang di planet ini adalah kandidat potensial untuk terapi gen saat ini, dan angka ini terus bertambah. Dan sangat menggembirakan bahwa beberapa ribu pasien telah menerima pengobatan untuk penyakit yang tidak dapat disembuhkan sebagai bagian dari uji coba yang sedang berlangsung.

Pada artikel ini, kita akan berbicara tentang tugas apa yang ditetapkan terapi gen untuk dirinya sendiri, penyakit apa yang dapat diobati dengan metode ini, dan masalah apa yang harus dihadapi para ilmuwan.

Di mana terapi gen digunakan

Terapi gen pada awalnya dirancang untuk memerangi penyakit keturunan yang parah seperti penyakit Huntington, cystic fibrosis (cystic fibrosis) dan penyakit menular tertentu. Namun, 1990, ketika para ilmuwan berhasil memperbaiki gen yang rusak, dan, dengan memasukkannya ke dalam tubuh pasien, mengalahkan cystic fibrosis, menjadi benar-benar revolusioner di bidang terapi gen. Jutaan orang di seluruh dunia telah menerima harapan untuk pengobatan penyakit yang sebelumnya dianggap tidak dapat disembuhkan. Dan meskipun terapi semacam itu merupakan asal mula perkembangan, potensinya mengejutkan bahkan di dunia ilmiah.

Jadi, misalnya, selain cystic fibrosis, para ilmuwan modern telah mencapai keberhasilan dalam memerangi patologi herediter seperti hemofilia, enzymopathy, dan immunodeficiency. Selain itu, terapi gen memungkinkan Anda untuk melawan beberapa jenis kanker, serta patologi jantung, penyakit pada sistem saraf, dan bahkan cedera, misalnya, kerusakan saraf. Jadi, terapi gen menangani penyakit yang sangat parah yang menyebabkan kematian dini dan, seringkali, tidak memiliki pengobatan lain selain terapi gen.

Prinsip terapi gen

Dokter menggunakan informasi genetik sebagai bahan aktif, atau, lebih tepatnya, molekul yang membawa informasi tersebut. Lebih jarang, asam nukleat RNA digunakan untuk ini, dan lebih sering - sel DNA.

Setiap sel tersebut memiliki apa yang disebut "xerox" - mekanisme yang menerjemahkan informasi genetik menjadi protein. Sel yang memiliki gen yang benar dan mesin fotokopi bekerja tanpa gangguan, dari sudut pandang terapi gen, adalah sel yang sehat. Setiap sel yang sehat memiliki seluruh perpustakaan gen asli, yang digunakan untuk pekerjaan yang benar dan terkoordinasi dari seluruh organisme. Namun, jika, karena alasan apa pun, gen penting hilang, tidak mungkin memulihkan kehilangan ini.

Ini menjadi penyebab perkembangan penyakit genetik yang serius, seperti distrofi otot Duchenne (dengan itu, kelumpuhan otot pasien berkembang, dan dalam kebanyakan kasus ia tidak hidup hingga 30 tahun, meninggal karena gangguan pernapasan). Atau situasi yang kurang fatal. Misalnya, "kerusakan" gen tertentu mengarah pada fakta bahwa protein berhenti menjalankan fungsinya. Dan ini menjadi penyebab berkembangnya hemofilia.

Dalam semua kasus ini, terapi gen datang untuk menyelamatkan, yang tugasnya adalah mengirimkan salinan normal gen ke sel yang sakit dan memasukkannya ke dalam "mesin fotokopi" sel. Dalam hal ini, kerja sel akan meningkat, dan mungkin fungsi seluruh organisme akan dipulihkan, berkat itu seseorang akan menyingkirkan penyakit serius dan dapat memperpanjang hidupnya.

Penyakit apa yang diobati dengan terapi gen?

Bagaimana terapi gen benar-benar membantu seseorang? Menurut para ilmuwan, ada sekitar 4.200 penyakit di dunia yang muncul sebagai akibat dari gen yang tidak berfungsi. Dalam hal ini, potensi bidang kedokteran ini sungguh luar biasa. Namun, apa yang telah dicapai para dokter hingga saat ini jauh lebih penting. Tentu saja, ada cukup banyak kesulitan di jalan ini, tetapi hari ini sejumlah kemenangan lokal dapat dibedakan.

Sebagai contoh, para ilmuwan modern sedang mengembangkan pendekatan untuk pengobatan penyakit jantung koroner melalui gen. Tapi ini adalah penyakit yang sangat umum yang mempengaruhi lebih banyak orang daripada patologi bawaan. Pada akhirnya, seseorang yang dihadapkan dengan penyakit arteri koroner berakhir dalam keadaan di mana terapi gen dapat menjadi satu-satunya keselamatan baginya.

Selain itu, hari ini, dengan bantuan gen, patologi yang terkait dengan kerusakan pada sistem saraf pusat dirawat. Ini adalah penyakit seperti amyotrophic lateral sclerosis, penyakit Alzheimer atau penyakit Parkinson. Menariknya, virus digunakan untuk mengobati penyakit ini, yang cenderung menyerang sistem saraf. Jadi, dengan bantuan virus herpes, sitokin dan faktor pertumbuhan dikirim ke sistem saraf, yang memperlambat perkembangan penyakit. Ini adalah contoh nyata bagaimana virus patogen, yang biasanya menyebabkan penyakit, diproses di laboratorium, menghilangkan protein pembawa penyakit, dan digunakan sebagai kaset yang mengantarkan zat penyembuhan ke saraf dan dengan demikian bertindak untuk kepentingan kesehatan, memperpanjang hidup manusia.

Penyakit keturunan serius lainnya adalah kolesterolemia, yang menyebabkan tubuh manusia tidak dapat mengatur kolesterol, akibatnya lemak menumpuk di dalam tubuh, dan risiko serangan jantung dan stroke meningkat. Untuk mengatasi masalah ini, spesialis mengangkat bagian hati yang sakit dan memperbaiki gen yang rusak, menghentikan akumulasi kolesterol lebih lanjut dalam tubuh. Setelah itu, gen yang dikoreksi dimasukkan ke dalam virus hepatitis yang dinetralkan, dan dengan bantuannya dikirim kembali ke hati.

Baca juga:

Ada perkembangan positif dalam memerangi AIDS. Bukan rahasia lagi bahwa AIDS disebabkan oleh virus human immunodeficiency, yang menghancurkan sistem kekebalan tubuh dan membuka pintu bagi tubuh untuk penyakit mematikan. Ilmuwan modern sudah tahu bagaimana mengubah gen sehingga mereka berhenti melemahkan sistem kekebalan, tetapi mulai memperkuatnya untuk melawan virus. Gen-gen ini diperkenalkan melalui transfusi darah.

Terapi gen juga bekerja melawan kanker, khususnya melawan kanker kulit (melanoma). Perawatan pasien tersebut melibatkan pengenalan gen dengan faktor nekrosis tumor, mis. gen yang mengandung protein antikanker. Apalagi, saat ini sedang dilakukan uji coba untuk mengobati kanker otak, di mana gen yang mengandung informasi untuk meningkatkan sensitivitas sel ganas terhadap obat yang digunakan disuntikkan ke pasien yang sakit.

Penyakit Gaucher adalah penyakit keturunan yang parah yang disebabkan oleh mutasi pada gen yang menekan produksi enzim khusus, glukoserebrosidase. Pada orang yang menderita penyakit yang tidak dapat disembuhkan ini, limpa dan hati membesar, dan dengan perkembangan penyakit, tulang mulai runtuh. Para ilmuwan telah berhasil memperkenalkan gen yang mengandung informasi tentang produksi enzim ini ke dalam tubuh pasien tersebut.

Berikut contoh lain. Bukan rahasia lagi bahwa orang buta kehilangan kemampuan untuk melihat gambar visual selama sisa hidupnya. Salah satu penyebab kebutaan bawaan adalah apa yang disebut atrofi Leber, yang sebenarnya adalah mutasi gen. Sampai saat ini, para ilmuwan telah mengembalikan kemampuan visual kepada 80 orang buta melalui adenovirus yang dimodifikasi yang mengirimkan gen "bekerja" ke jaringan mata. Omong-omong, beberapa tahun yang lalu, para ilmuwan berhasil menyembuhkan buta warna pada monyet percobaan dengan memasukkan gen manusia yang sehat ke dalam retina mata hewan itu. Dan baru-baru ini, operasi semacam itu memungkinkan pasien pertama untuk menyembuhkan buta warna.

Menariknya, metode penyampaian informasi gen menggunakan virus adalah yang paling optimal, karena virus sendiri menemukan targetnya di dalam tubuh (virus herpes pasti akan menemukan neuron, dan virus hepatitis akan menemukan hati). Namun, metode pengiriman gen ini memiliki kelemahan yang signifikan - virus adalah imunogen, yang berarti bahwa ketika mereka memasuki tubuh, mereka dapat dihancurkan oleh sistem kekebalan sebelum mereka punya waktu untuk bekerja, atau bahkan menyebabkan respons kekebalan tubuh yang kuat, hanya memperburuk keadaan kesehatan.

Ada juga metode lain untuk menyampaikan materi gen. Ini adalah molekul DNA melingkar atau plasmid. Itu berputar dengan baik, menjadi sangat kompak, yang memungkinkan para ilmuwan untuk "mengemasnya" menjadi polimer kimia dan memasukkannya ke dalam sel. Tidak seperti virus, plasmid tidak memicu respons imun dalam tubuh. Namun, cara ini kurang cocok karena setelah 14 hari, plasmid dikeluarkan dari sel dan produksi protein berhenti. Artinya, dengan cara ini, gen harus diperkenalkan untuk waktu yang lama, sementara sel "pulih".

Jadi, para ilmuwan modern memiliki dua metode ampuh untuk mengirimkan gen ke sel "sakit", dan penggunaan virus tampaknya lebih disukai. Bagaimanapun, dokter memilih keputusan akhir tentang pilihan satu metode atau lainnya, berdasarkan reaksi tubuh pasien.

Tantangan yang dihadapi terapi gen

Dapat disimpulkan bahwa terapi gen adalah bidang kedokteran yang kurang dipelajari, yang dikaitkan dengan sejumlah besar kegagalan dan efek samping, dan ini adalah kelemahannya yang sangat besar. Namun, ada juga masalah etika, karena banyak ilmuwan secara kategoris menentang gangguan pada struktur genetik tubuh manusia. Itu sebabnya, hari ini ada larangan internasional penggunaan sel kelamin dalam terapi gen, serta sel germinal pra-implantasi. Hal ini dilakukan untuk mencegah perubahan gen yang tidak diinginkan dan mutasi pada keturunan kita.

Kalau tidak, terapi gen tidak melanggar standar etika apa pun, karena itu dirancang untuk memerangi penyakit serius dan tidak dapat disembuhkan, di mana obat resmi tidak berdaya. Dan inilah keuntungan utama dari terapi gen.
Jaga dirimu!

"Anak Anda memiliki penyakit genetik" terdengar seperti sebuah kalimat. Tetapi sangat sering, ahli genetika dapat secara signifikan membantu anak yang sakit, dan bahkan sepenuhnya mengkompensasi beberapa penyakit. Ahli saraf-genetik dari Pusat Medis "Pokrovsky" PBSK Bulatnikova Maria Alekseevna berbicara tentang kemungkinan pengobatan modern.

Seberapa umumkah penyakit genetik?

Ketika diagnostik molekuler menyebar, ditemukan bahwa jumlah penyakit genetik jauh lebih tinggi daripada yang diperkirakan sebelumnya. Banyak penyakit jantung, cacat perkembangan, kelainan neurologis, ternyata, memiliki penyebab genetik. Dalam hal ini, saya berbicara secara khusus tentang penyakit genetik (bukan predisposisi), yaitu kondisi yang disebabkan oleh mutasi (kerusakan) pada satu atau lebih gen. Menurut statistik, di Amerika Serikat, hingga sepertiga pasien neurologis dirawat di rumah sakit akibat kelainan genetik. Kesimpulan ini ditarik tidak hanya oleh perkembangan pesat genetika molekuler dan kemungkinan analisis genetik, tetapi juga oleh munculnya metode neuroimaging baru, seperti MRI. Dengan bantuan MRI, dimungkinkan untuk menentukan lesi di area otak mana yang menyebabkan kelainan yang muncul pada anak, dan seringkali, jika kita mencurigai adanya cedera lahir, kita menemukan perubahan pada struktur yang dapat tidak menderita saat melahirkan, maka muncul asumsi tentang sifat genetik penyakit, tentang pembentukan organ yang tidak tepat ... Menurut hasil penelitian terbaru, pengaruh persalinan yang sulit bahkan dengan genetika yang tidak terganggu dapat dikompensasi selama tahun-tahun pertama kehidupan.

Apa yang diberikan pengetahuan tentang sifat genetik penyakit?

Pengetahuan tentang penyebab genetik penyakit ini jauh dari tidak berguna - ini bukan kalimat, tetapi cara untuk menemukan cara yang tepat untuk mengobati dan memperbaiki gangguan tersebut. Banyak penyakit yang berhasil diobati hari ini; bagi yang lain, genetika dapat menawarkan terapi yang lebih efektif yang secara signifikan meningkatkan kualitas hidup anak. Tentu saja, ada beberapa pelanggaran yang belum dapat ditaklukkan oleh dokter, tetapi sains tidak berhenti, dan metode pengobatan baru muncul setiap hari.

Dalam praktik saya, ada satu kasus yang sangat khas. Seorang anak berusia 11 tahun berkonsultasi dengan ahli saraf tentang cerebral palsy. Setelah pemeriksaan dan menanyai kerabat, kecurigaan tentang sifat genetik penyakit muncul, yang dikonfirmasi. Untungnya untuk anak ini, penyakit yang teridentifikasi dapat diobati bahkan pada usia ini, dan dengan bantuan perubahan dalam taktik pengobatan, adalah mungkin untuk mencapai peningkatan yang signifikan dalam kondisi anak.

Saat ini, jumlah penyakit genetik, yang manifestasinya dapat dikompensasi, terus bertambah. Contoh yang paling terkenal adalah fenilketonuria. Ini dimanifestasikan oleh keterlambatan perkembangan, oligofrenia. Dengan penunjukan tepat waktu diet tanpa fenilalanin, anak tumbuh sehat sepenuhnya, dan setelah 20 tahun, tingkat keparahan diet dapat dikurangi. (Jika Anda melahirkan di rumah sakit bersalin atau pusat kesehatan, anak Anda akan diuji PKU pada hari-hari pertama kehidupan).

Jumlah penyakit tersebut telah meningkat secara signifikan. Leusinosis juga termasuk dalam kelompok penyakit metabolik. Pada penyakit ini, pengobatan harus diresepkan selama bulan-bulan pertama kehidupan (sangat penting untuk tidak terlambat), karena produk beracun dari gangguan metabolisme menyebabkan kerusakan lebih cepat pada jaringan saraf daripada dengan fenilketonuria. Sayangnya, jika penyakit ini ditentukan pada usia tiga bulan, tidak mungkin untuk sepenuhnya mengkompensasi manifestasinya, tetapi akan mungkin untuk meningkatkan kualitas hidup anak. Tentu saja, saya ingin penyakit ini dimasukkan dalam program skrining.

Penyebab gangguan neurologis seringkali adalah lesi genetik yang cukup heterogen, justru karena jumlahnya banyak, sehingga sulit untuk membuat program skrining untuk deteksi tepat waktu dari semua penyakit yang diketahui.

Ini termasuk penyakit seperti Pompe, Grover, Felidbacher, sindrom Rett, dll. Ada banyak kasus perjalanan penyakit yang lebih ringan.

Memahami sifat genetik penyakit memungkinkan Anda untuk mengarahkan pengobatan ke penyebab gangguan, dan tidak hanya untuk mengimbanginya, yang dalam banyak kasus memungkinkan Anda untuk mencapai kesuksesan serius dan bahkan menyembuhkan bayi.

Gejala apa yang dapat menunjukkan sifat genetik penyakit?

Pertama-tama, ini adalah keterlambatan perkembangan anak, termasuk intrauterin (dari 50 hingga 70% menurut beberapa perkiraan), miopati, autisme, kejang epilepsi refrakter, segala malformasi organ dalam. Penyebab palsi serebral juga bisa berupa kelainan genetik, biasanya dalam kasus seperti itu, dokter berbicara tentang perjalanan penyakit yang atipikal. Jika dokter menganjurkan untuk menjalani pemeriksaan genetik, jangan ditunda, dalam hal ini waktu sangat mahal. Kehamilan memudar, keguguran kebiasaan, termasuk dari kerabat, juga dapat menunjukkan kemungkinan kelainan genetik. Sangat mengecewakan ketika penyakit ini terlambat terdeteksi dan tidak dapat diperbaiki lagi.

Jika penyakit ini tidak diobati, apakah orang tua perlu mengetahuinya?

Pengetahuan tentang sifat genetik penyakit pada seorang anak menghindari munculnya anak-anak lain yang sakit dalam keluarga ini. Ini mungkin alasan utama mengapa perlu menjalani konseling genetik bahkan pada tahap perencanaan kehamilan, jika salah satu anak memiliki cacat perkembangan atau penyakit serius. Ilmu pengetahuan modern memungkinkan diagnostik genetik prenatal dan pra-implantasi, jika ada informasi tentang penyakit ini, yang risikonya ada. Pada tahap ini, tidak mungkin untuk segera memeriksa semua kemungkinan penyakit genetik. Bahkan keluarga sehat, di mana kedua orang tuanya belum pernah mendengar penyakit apa pun, tidak kebal dari munculnya anak-anak dengan kelainan genetik. Gen resesif dapat diturunkan melalui puluhan generasi dan pada pasangan Anda mereka bertemu setengahnya (lihat gambar).

Haruskah Anda selalu beralih ke genetika?

Tes genetik harus dilakukan berdasarkan adanya masalah, jika Anda atau dokter Anda mencurigainya. Tidak perlu memeriksa anak yang sehat untuk berjaga-jaga. Banyak yang mengatakan bahwa mereka menjalani semua pemeriksaan selama kehamilan dan semuanya beres, tetapi di sini ... Dalam hal ini, Anda perlu memahami bahwa pemeriksaan pemeriksaan ditujukan untuk mengidentifikasi (dan sangat efektif) penyakit genetik yang paling umum - Turun, Penyakit Patau dan Edwards, mutasi pada gen individu, yang dibahas di atas, dengan pemeriksaan seperti itu tidak ditentukan.

Apa keuntungan dari pusat Anda?

Setiap pusat genetik memiliki spesialisasinya sendiri, bukan spesialisasi dokter yang bekerja di dalamnya. Misalnya, saya seorang ahli saraf pediatrik dengan pendidikan pertama saya. Kami juga memiliki ahli genetika yang mengkhususkan diri dalam masalah kehamilan. Keuntungan dari pusat berbayar adalah kemampuan dokter untuk mencurahkan lebih banyak waktu untuk pasiennya (perjanjian berlangsung dua jam, dan pencarian solusi untuk masalah biasanya berlanjut setelahnya). Tidak perlu takut pada ahli genetika, ini hanya spesialis yang dapat membuat diagnosis yang memungkinkan Anda untuk menyembuhkan penyakit yang tampaknya tidak ada harapan.

"Jurnal Kesehatan Calon Orang Tua", No. 3 (7), 2014

Genetika di Israel berkembang pesat, ada metode progresif untuk diagnosis dan pengobatan penyakit keturunan. Kisaran studi khusus terus berkembang, basis laboratorium meningkat dan staf medis meningkatkan kualifikasi mereka. Kemampuan untuk mendiagnosis dan memulai perawatan kompleks kelainan herediter sedini mungkin menjadikan perawatan anak-anak di Israel paling menuntut dan efektif.

Diagnosis penyakit genetik

Pengobatan penyakit keturunan bisa bersifat radikal dan paliatif, tetapi diagnosis yang akurat harus dibuat terlebih dahulu. Berkat penggunaan teknik terbaru, spesialis Pusat Medis Tel Aviv Sourasky (klinik Ichilov) berhasil mendiagnosis, membuat diagnosis yang akurat, dan memberikan rekomendasi komprehensif untuk rencana perawatan lebih lanjut.

Harus dipahami bahwa jika intervensi radikal tidak mungkin dilakukan, upaya dokter ditujukan untuk meningkatkan kualitas hidup pasien kecil: adaptasi sosial, pemulihan fungsi vital, koreksi cacat eksternal, dll. Menghilangkan gejala, memetakan tindakan lebih lanjut dan prediksi perubahan kesehatan selanjutnya semua mungkin dilakukan setelah membuat diagnosis yang akurat. Anda dapat dengan cepat menjalani pemeriksaan dan mengkonfirmasi adanya kelainan genetik di klinik Ichilov, setelah itu pasien akan diberi resep perawatan komprehensif untuk penyakit yang diidentifikasi.

Pusat Sourasky menawarkan pengujian dan pemeriksaan tidak hanya untuk anak-anak, tetapi juga untuk calon orang tua dan wanita hamil. Studi semacam itu terutama diindikasikan untuk orang-orang dengan riwayat pribadi atau keluarga yang rumit. Studi ini akan menunjukkan tingkat kemungkinan kelahiran anak yang sehat, setelah itu dokter akan menentukan tindakan terapeutik lebih lanjut. Bahaya menularkan kelainan herediter kepada anak ditetapkan seakurat mungkin, menggunakan teknologi terbaru.

Anak-anak dengan patologi genetik dan pasangan yang mengharapkan bayi dengan kelainan herediter diberikan perawatan kompleks yang sudah pada tahap mengumpulkan anamnesis dan membuat diagnosis.

Diagnostik genetik pediatrik di Ichilov

Hingga 6% bayi baru lahir memiliki kelainan perkembangan herediter; pada beberapa anak, tanda-tanda kelainan genetik terdeteksi kemudian. Terkadang orang tua cukup mengetahui bahaya yang ada agar terhindar dari situasi yang berbahaya bagi anak. Konsultasi genetik dari spesialis terkemuka Israel membantu menentukan adanya kelainan pada tahap awal dan memulai pengobatan pada waktu yang tepat.

Ini termasuk penyakit berikut pada anak-anak:

malformasi atau malformasi multipel dan kelainan (cacat tabung saraf, bibir sumbing, cacat jantung);
keterbelakangan mental seperti autisme, kelainan perkembangan lain yang etimologinya tidak diketahui, kurangnya kepekaan anak untuk belajar;
kelainan otak kongenital struktural;
kelainan sensorik dan metabolik;
kelainan genetik, didiagnosis dan tidak diketahui;
kelainan kromosom.

Di antara penyakit bawaan, mutasi pada gen tertentu dibedakan, yang diturunkan dari generasi ke generasi. Ini termasuk thalassemia, cystic fibrosis, dan beberapa bentuk miopati. Dalam kasus lain, kelainan herediter disebabkan oleh perubahan jumlah atau struktur kromosom. Mutasi semacam itu dapat diwarisi oleh seorang anak dari satu orang tua atau muncul secara spontan, selama tahap perkembangan intrauterin. Contoh mencolok dari kelainan kromosom adalah penyakit Down atau retinoblastoma.

Untuk diagnosis dini cacat bawaan pada anak-anak, pusat medis Ichilov menggunakan berbagai metode penelitian laboratorium:

molekuler, memungkinkan pada tahap perkembangan intrauterin janin untuk menetapkan penyimpangan dalam DNA;
sitogenetik, di mana kromosom di berbagai jaringan diperiksa;
biokimia, yang menetapkan penyimpangan metabolisme dalam tubuh;
klinis, membantu menetapkan penyebab terjadinya, melakukan pengobatan dan pencegahan.

Selain meresepkan pengobatan kompleks dan memantau perjalanan penyakit genetik, tugas dokter adalah memprediksi terjadinya penyakit di masa depan.

Pengobatan penyakit genetik pada anak

Perawatan anak-anak di Israel terdiri dari berbagai macam kegiatan. Pertama-tama, tes laboratorium dilakukan untuk mengkonfirmasi atau awalnya mendiagnosis. Orang tua akan ditawari metode pengembangan teknologi paling inovatif untuk mengidentifikasi mutasi genetik.

Secara total, 600 kelainan genetik saat ini diketahui oleh sains, oleh karena itu, skrining anak yang tepat waktu akan membantu mengidentifikasi penyakit dan memulai perawatan yang kompeten. Tes genetik pada bayi baru lahir adalah salah satu alasan mengapa wanita lebih suka melahirkan di klinik Ichilov (Sourasky).

Baru-baru ini, pengobatan penyakit keturunan dianggap sebagai hal yang sia-sia, sehingga penyakit genetik dianggap sebagai hukuman. Saat ini, kemajuan signifikan telah terlihat, sains tidak berhenti, dan ahli genetika Israel menawarkan rejimen pengobatan terbaru untuk penyimpangan tersebut dalam perkembangan anak.

Penyakit genetik sangat heterogen dalam karakteristik, oleh karena itu, pengobatan ditentukan dengan mempertimbangkan manifestasi klinis dan parameter individu pasien. Dalam banyak kasus, perawatan rawat inap lebih disukai. Dokter harus dapat melakukan pemeriksaan paling luas terhadap pasien kecil, memilih rejimen obat, dan, jika diindikasikan, melakukan operasi.

Untuk memilih terapi hormonal dan kekebalan dengan benar, Anda memerlukan pemeriksaan komprehensif dan pemantauan pasien yang cermat. Waktu janji terapi juga bersifat individual, tergantung pada kondisi dan usia anak. Dalam beberapa kasus, orang tua menerima rencana rinci untuk prosedur lebih lanjut dan pemantauan pasien. Anak dipilih obat untuk meringankan manifestasi penyakit, diet dan fisioterapi.

Arahan utama dari proses perawatan di Sourasky Center

Pengobatan kelainan genetik pada anak merupakan proses yang kompleks dan panjang. Kadang-kadang tidak mungkin untuk sepenuhnya menyembuhkan penyakit seperti itu, tetapi perawatannya dilakukan dalam tiga arah utama.

Metode etiologi adalah yang paling efektif, ditujukan pada penyebab gangguan kesehatan. Metode terbaru dari koreksi gen adalah mengisolasi bagian DNA yang rusak, mengkloningnya dan memasukkan komponen yang sehat ke tempat asalnya. Ini adalah metode yang paling menjanjikan dan inovatif untuk menangani masalah kesehatan keturunan. Hari ini, tugas itu dianggap sangat sulit, tetapi sudah digunakan untuk sejumlah indikasi.
Metode patogenetik mempengaruhi proses internal dalam tubuh. Dalam hal ini, ada efek pada genom patologis, koreksi dengan semua metode yang tersedia dari keadaan fisiologis dan biokimia pasien.
Metode tindakan simtomatik ditujukan untuk menghilangkan rasa sakit, kondisi negatif dan menciptakan hambatan untuk perkembangan penyakit lebih lanjut. Arahan ini digunakan sendiri atau dalam kombinasi dengan jenis pengobatan lain, tetapi dalam kasus kelainan gen yang teridentifikasi, selalu diresepkan. Farmakologi menawarkan berbagai macam produk obat untuk meringankan manifestasi penyakit. Ini adalah antikonvulsan, penghilang rasa sakit, obat penenang dan obat lain yang harus diberikan kepada anak hanya setelah janji medis.
Metode bedah terkadang diperlukan untuk memperbaiki cacat eksternal dan anomali internal pada tubuh anak. Indikasi untuk operasi ditentukan dengan sangat hati-hati. Terkadang dibutuhkan pemeriksaan dan pengobatan pendahuluan yang panjang untuk mempersiapkan pasien kecil untuk operasi.

Sebagai contoh positif dari perawatan anak-anak di Israel, seseorang dapat mengutip statistik tentang penyakit genetik umum - autisme. Di rumah sakit Ichilov-Sourasky, deteksi dini anomali (dari usia enam bulan) memungkinkan 47% dari anak-anak ini berkembang secara normal di masa depan. Pelanggaran yang terungkap pada sisa anak yang diperiksa dianggap oleh dokter tidak signifikan dan tidak memerlukan intervensi medis.

Orang tua disarankan untuk tidak panik ketika gejala yang mengkhawatirkan atau penyimpangan yang jelas dalam kesehatan anak-anak mereka muncul. Cobalah untuk menghubungi klinik sesegera mungkin, dapatkan rekomendasi dan saran komprehensif untuk tindakan lebih lanjut.

Rumah " Masa nifas" Pengobatan penyakit genetik. Terapi gen: bagaimana penyakit genetik diobati Bisakah penyakit genetik disembuhkan?

Terapi gen manusia dalam arti luas melibatkan pengenalan gen yang aktif secara fungsional ke dalam sel untuk memperbaiki cacat genetik. Ada dua kemungkinan pengobatan untuk penyakit keturunan. Dalam kasus pertama, sel somatik (sel selain sel reproduksi) mengalami transformasi genetik. Dalam hal ini, koreksi cacat genetik terbatas pada organ atau jaringan tertentu. Dalam kasus kedua, genotipe sel garis germinal (sperma atau oosit) atau oosit yang dibuahi (zigot) diubah sehingga semua sel individu yang berkembang dari mereka memiliki gen yang "dikoreksi". Sebagai hasil dari terapi gen menggunakan sel germ line, perubahan genetik diturunkan dari generasi ke generasi.

Kebijakan Terapi Gen Sel Somatik.

Pada tahun 1980, perwakilan dari komunitas Katolik, Protestan dan Yahudi di Amerika Serikat menulis surat terbuka kepada Presiden yang menguraikan pandangan mereka tentang penggunaan rekayasa genetika dalam kaitannya dengan manusia. Komisi Presiden dan Komisi Kongres dibentuk untuk menilai dimensi etika dan sosial dari masalah ini. Ini adalah inisiatif yang sangat penting, karena di Amerika Serikat, pelaksanaan program yang mempengaruhi kepentingan publik sering dilakukan berdasarkan rekomendasi dari komisi tersebut. Dalam pendapat terakhir dari kedua komisi, garis yang jelas ditarik antara terapi gen untuk sel somatik dan terapi gen untuk sel germ-line. Terapi gen sel somatik telah diklasifikasikan sebagai intervensi medis standar, mirip dengan transplantasi organ. Sebaliknya, terapi gen garis germinal dianggap sangat kompleks secara teknologi dan secara etis menantang untuk memulai aplikasi praktisnya tanpa penundaan. Disimpulkan bahwa perlu untuk mengembangkan aturan yang jelas yang mengatur penelitian di bidang terapi gen sel somatik; pengembangan dokumen semacam itu untuk terapi gen germline dianggap prematur. Untuk menghentikan semua aktivitas ilegal, diputuskan untuk menghentikan semua eksperimen di bidang terapi gen untuk sel germ-line.

Pada tahun 1985, sebuah dokumen dibuat berjudul "Peraturan untuk Penyusunan dan Pengajuan Aplikasi untuk Eksperimen di Bidang Terapi Gen Sel Somatik." Isinya semua informasi tentang data apa yang harus disajikan dalam aplikasi untuk persetujuan uji coba di bidang terapi gen sel somatik pada manusia. Itu didasarkan pada aturan yang mengatur penelitian laboratorium dengan DNA rekombinan; mereka hanya diadaptasi untuk tujuan biomedis.

Undang-undang biomedis direvisi dan ditambah pada 1970-an. dalam menanggapi publikasi pada tahun 1972 dari hasil percobaan 40 tahun oleh US National Health Service di Alabama pada sekelompok 400 pasien Afrika-Amerika buta huruf dengan sifilis. Percobaan didirikan untuk mempelajari perkembangan alami dari penyakit menular seksual yang ditentukan, tidak ada pengobatan yang dilakukan. Berita tentang pengalaman mengerikan seperti itu pada orang-orang yang tidak mendapat informasi mengejutkan banyak orang di Amerika Serikat. Kongres segera mengakhiri eksperimen dan mengesahkan undang-undang yang melarang penelitian semacam itu lagi.

Di antara pertanyaan yang ditujukan kepada orang yang mengajukan izin untuk bereksperimen di bidang terapi gen sel somatik adalah sebagai berikut:

1. Penyakit apa yang seharusnya diobati?
2. Seberapa serius?
3. Apakah ada pengobatan alternatif?
4. Seberapa berbahayakah pengobatan yang diusulkan untuk pasien?
5. Bagaimana kemungkinan keberhasilan pengobatan?
6. Bagaimana pasien akan dipilih untuk uji klinis?
7. Apakah pemilihan ini tidak memihak dan representatif?
8. Bagaimana pasien akan diberitahu tentang percobaan?
9. Informasi seperti apa yang harus diberikan kepada mereka?
10. Bagaimana persetujuan mereka diperoleh?
11. Bagaimana kerahasiaan informasi pasien dan penelitian akan dijamin?

Ketika eksperimen terapi gen baru saja dimulai, sebagian besar aplikasi uji klinis pertama kali ditinjau oleh Komite Etik dari institusi tempat penelitian akan dilakukan, dan baru kemudian dikirim ke Subkomite Terapi Gen Manusia. Yang terakhir menilai aplikasi dalam hal signifikansi ilmiah dan medis mereka, kepatuhan dengan aturan saat ini, dan kredibilitas argumen. Jika aplikasi ditolak, itu dikembalikan kembali dengan komentar yang diperlukan. Pengusul dapat merevisi proposal dan merevisinya. Jika disetujui, Subkomite Terapi Gen membahasnya dalam komentar publik dengan menggunakan kriteria yang sama. Setelah persetujuan aplikasi pada tingkat ini, direktur Subkomite menyetujuinya dan menandatangani otorisasi untuk uji klinis, yang tanpanya mereka tidak dapat memulai. Dalam kasus terakhir ini, perhatian khusus diberikan pada metode memperoleh produk, metode kontrol kualitas kemurniannya, serta jenis uji praklinis yang dilakukan untuk memastikan keamanan produk.

Tetapi karena jumlah aplikasi meningkat dari waktu ke waktu, dan terapi gen menjadi, dalam kata-kata seorang komentator, "tiket kemenangan dalam kedokteran," proses persetujuan awal dianggap tidak perlu memakan waktu dan berlebihan. Akibatnya, setelah tahun 1997, Subkomite Terapi Gen tidak lagi menjadi salah satu lembaga yang mengawasi penelitian di bidang terapi gen manusia. Jika Subkomite memang ada, kemungkinan besar akan menjadi penyelenggara forum untuk membahas masalah etika yang berkaitan dengan terapi gen manusia. Sementara itu, persyaratan bahwa semua aplikasi di bidang terapi gen harus didiskusikan secara publik telah dihapus. Badan yang bertanggung jawab untuk mengendalikan produksi dan penggunaan produk biologis melakukan semua penilaian yang diperlukan secara rahasia untuk memastikan bahwa hak kepemilikan pengembang dihormati. Saat ini, terapi gen manusia dianggap sebagai prosedur medis yang aman, meskipun tidak terlalu efektif. Kekhawatiran sebelumnya telah hilang, dan telah menjadi salah satu pendekatan baru utama untuk pengobatan penyakit manusia.

Kebanyakan ahli menganggap prosedur persetujuan untuk percobaan terapi gen sel somatik manusia di Amerika Serikat sudah memadai; itu menjamin pemilihan pasien dan kesadaran mereka yang tidak memihak, serta penerapan semua manipulasi dengan benar, tanpa menyebabkan kerugian, baik untuk pasien tertentu maupun populasi manusia secara keseluruhan. Aturan untuk melakukan uji coba terapi gen juga sedang dikembangkan di negara lain. Di Amerika Serikat, ini dilakukan sebagai hasil dari penimbangan yang cermat terhadap setiap proposal. Sebagai salah satu peserta dalam dengar pendapat yang diselenggarakan oleh Sub-komite Terapi Gen pada Januari 1989, Dr. Walter, mengatakan: "Saya tidak tahu ilmu atau teknologi biomedis lain yang telah diuji seluas terapi gen."

Akumulasi gen yang rusak pada generasi mendatang.

Ada pendapat bahwa pengobatan penyakit genetik menggunakan terapi gen sel somatik pasti akan menyebabkan kerusakan kumpulan gen populasi manusia. Hal ini didasarkan pada gagasan bahwa frekuensi gen yang rusak dalam suatu populasi akan meningkat dari generasi ke generasi, karena terapi gen akan memfasilitasi transfer gen mutan ke generasi berikutnya dari orang-orang yang sebelumnya tidak dapat menghasilkan keturunan atau tidak dapat menghasilkan keturunan. bertahan hidup sampai pubertas. Namun, hipotesis ini ternyata salah. Menurut genetika populasi, dibutuhkan ribuan tahun untuk secara signifikan meningkatkan frekuensi gen berbahaya atau mematikan sebagai hasil pengobatan yang efektif. Jadi, jika penyakit genetik langka terjadi pada satu dari 100.000 bayi yang baru lahir, dibutuhkan sekitar 2.000 tahun setelah dimulainya terapi gen yang efektif sebelum frekuensi penyakit ini berlipat ganda menjadi 1 dari 50.000.

Selain fakta bahwa frekuensi gen mematikan hampir tidak meningkat dari generasi ke generasi, sebagai akibat dari perawatan jangka panjang dari semua yang membutuhkannya, genotipe individu individu juga tetap tidak berubah. Hal ini dapat diilustrasikan dengan contoh dari sejarah evolusi. Primata, termasuk manusia, tidak dapat mensintesis vitamin C vital; mereka harus mendapatkannya dari sumber eksternal. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa kita semua cacat secara genetik dalam gen untuk zat vital ini. Sebaliknya, amfibi, reptil, burung, dan mamalia non-primata mensintesis vitamin C. Namun cacat genetik yang menyebabkan ketidakmampuan untuk biosintesis vitamin C tidak "menghambat" keberhasilan evolusi primata selama jutaan tahun. Demikian pula, mengoreksi cacat genetik lainnya tidak akan menyebabkan akumulasi gen "tidak sehat" yang signifikan pada generasi mendatang.

Terapi gen untuk sel germ line.

Eksperimen di bidang terapi gen untuk sel germinal manusia sekarang sangat dilarang, tetapi harus diakui bahwa beberapa penyakit genetik hanya dapat disembuhkan dengan cara ini. Metodologi terapi gen untuk sel germ-line manusia belum cukup dikembangkan. Namun, tidak ada keraguan bahwa dengan perkembangan metode manipulasi genetik pada hewan dan pengujian diagnostik embrio praimplantasi, celah ini akan terisi. Selain itu, karena terapi gen untuk sel somatik menjadi prosedur yang semakin rutin, hal ini akan mempengaruhi sikap orang terhadap terapi gen untuk sel germinal manusia, dan setelah beberapa saat, akan menjadi perlu untuk mengujinya. Kami hanya bisa berharap bahwa pada saat itu semua masalah yang terkait dengan konsekuensi dari penerapan praktis terapi gen untuk sel germline manusia, termasuk yang sosial dan biologis, akan terselesaikan.

Terapi gen manusia diyakini dapat membantu mengobati kondisi medis yang serius. Memang, ia mampu memberikan koreksi untuk sejumlah gangguan fisik dan mental, meskipun masih belum jelas apakah masyarakat akan menganggap penggunaan terapi gen seperti itu dapat diterima. Seperti bidang medis lain yang muncul, terapi gen untuk sel germline manusia menimbulkan banyak pertanyaan, yaitu:

1. Berapa biaya pengembangan dan penerapan metode terapi gen untuk sel germline manusia?
2. Haruskah pemerintah menetapkan prioritas untuk penelitian medis?
3. Akankah pengembangan prioritas terapi gen untuk sel-sel germ-line mengarah pada pembatasan pencarian metode pengobatan lain?
4. Apakah mungkin menjangkau semua pasien yang membutuhkannya?
5. Apakah individu atau perusahaan dapat memperoleh hak eksklusif untuk mengobati penyakit tertentu menggunakan terapi gen?

Kloning manusia.

Ketertarikan publik pada kemungkinan kloning manusia muncul pada 1960-an, setelah eksperimen yang tepat dilakukan pada katak dan kodok. Studi-studi ini menunjukkan bahwa inti sel telur yang dibuahi dapat diganti dengan inti sel yang tidak berdiferensiasi, dan embrio akan berkembang secara normal. Jadi, pada prinsipnya, adalah mungkin untuk mengisolasi inti dari sel-sel organisme yang tidak berdiferensiasi, memasukkannya ke dalam telur yang dibuahi dari organisme yang sama, dan memperoleh keturunan dengan genotipe yang sama dengan induknya. Dengan kata lain, masing-masing organisme keturunan dapat dianggap sebagai klon genetik dari organisme donor asli. Pada tahun 1960-an. tampaknya, meskipun kurangnya kemampuan teknis, tidak sulit untuk mengekstrapolasi hasil kloning katak ke manusia. Banyak artikel tentang topik ini muncul di pers, karya fiksi ilmiah bahkan ditulis. Salah satu cerita adalah tentang kloning dari Presiden AS John F. Kennedy yang dibunuh dengan kejam, tetapi topik yang lebih populer adalah kloning penjahat. Karya kloning manusia tidak hanya tidak masuk akal, tetapi juga mempromosikan gagasan yang salah dan sangat berbahaya bahwa kepribadian, karakter, dan kualitas lain seseorang semata-mata karena genotipenya. Faktanya, seseorang sebagai pribadi terbentuk di bawah pengaruh gen dan kondisi lingkungannya, khususnya tradisi budaya. Misalnya, rasisme keji yang diwartakan Hitler adalah kualitas perilaku yang didapat yang tidak ditentukan oleh satu gen atau kombinasinya. Di lingkungan yang berbeda dengan karakteristik budaya yang berbeda, "Hitler kloningan" belum tentu akan membentuk orang seperti Hitler yang sebenarnya. Demikian juga, "klon Bunda Teresa" tidak serta-merta "menjadikan" seorang wanita yang mengabdikan hidupnya untuk membantu orang miskin dan sakit di Kalkuta.

Dengan perkembangan metode biologi reproduksi pada mamalia dan penciptaan berbagai hewan transgenik, menjadi semakin jelas bahwa kloning manusia adalah masalah masa depan yang tidak terlalu jauh. Spekulasi menjadi kenyataan pada tahun 1997 ketika seekor domba bernama Dolly dikloning. Untuk ini, inti sel yang berbeda dari domba hamil donor digunakan. Pendekatan metodologis yang digunakan untuk "menciptakan" Dolly, pada prinsipnya, cocok untuk memperoleh klon mamalia apa pun, termasuk manusia. Dan bahkan jika itu tidak berhasil untuk mamalia lain, tampaknya tidak perlu terlalu banyak eksperimen untuk mengembangkan metode yang cocok. Akibatnya, kloning manusia akan segera menjadi bahan pembicaraan yang menyentuh masalah etika genetika dan kedokteran biologi.

Tanpa ragu, kloning manusia adalah masalah yang kompleks dan kontroversial. Bagi sebagian orang, gagasan untuk membuat salinan individu yang sudah ada melalui manipulasi eksperimental tampaknya tidak dapat diterima. Yang lain percaya bahwa individu yang dikloning adalah sama dengan kembar identik, terlepas dari perbedaan usia, dan oleh karena itu kloning pada dasarnya tidak berbahaya, meskipun mungkin tidak terlalu diperlukan. Kloning dapat memiliki manfaat medis dan sosial yang positif, membenarkan penerapannya dalam kasus luar biasa. Misalnya, itu bisa sangat penting bagi orang tua dari anak yang sakit. Tanggung jawab atas eksperimen kloning manusia di banyak negara diatur oleh undang-undang, dan semua penelitian yang berkaitan dengan kloning manusia dilarang. Pembatasan ini cukup untuk mengecualikan kemungkinan mengkloning orang. Namun, pertanyaan tentang keniscayaan kloning manusia pasti akan muncul.

Catatan!

Karya ini dipresentasikan untuk kompetisi artikel sains populer dalam kategori "Ulasan Terbaik".

Cakar mematikan

Umat manusia menghadapi penyakit misterius ini bahkan sebelum zaman kita. Para ilmuwan di berbagai belahan dunia mencoba memahami dan merawatnya: di Mesir Kuno - Ebers, di India - Sushruta, Yunani - Hippocrates. Mereka semua dan banyak dokter lainnya sedang berjuang melawan musuh yang berbahaya dan serius - kanker. Dan meskipun pertempuran ini berlanjut hingga hari ini, sulit untuk menentukan apakah ada peluang kemenangan lengkap dan final. Lagi pula, semakin banyak kita mempelajari penyakitnya, semakin sering muncul pertanyaan - apakah mungkin untuk menyembuhkan kanker sepenuhnya? Bagaimana cara menghindari penyakit? Apakah pengobatan bisa dilakukan dengan cepat, terjangkau, dan murah?

Berkat Hippocrates dan pengamatannya (dialah yang melihat kesamaan antara tumor dan tentakel kanker), istilah itu muncul dalam risalah medis kuno. karsinoma(carcinos Yunani) atau kanker(Kanker Latin). Dalam praktik medis, neoplasma ganas diklasifikasikan dengan cara yang berbeda: karsinoma (dari jaringan epitel), sarkoma (dari jaringan ikat, otot), leukemia (dalam darah dan sumsum tulang), limfoma (dalam sistem limfatik) dan lain-lain (berkembang di jenis sel lain, misalnya glioma - kanker otak). Namun dalam kehidupan sehari-hari istilah “kanker” lebih populer, yang berarti tumor ganas apapun.

Mutasi: Mati atau Hidup Selamanya?

Sejumlah penelitian genetik telah mengungkapkan bahwa munculnya sel kanker adalah hasil dari perubahan genetik. Kesalahan dalam replikasi DNA (penyalinan) dan perbaikan (koreksi kesalahan) menyebabkan perubahan pada gen, termasuk yang mengontrol pembelahan sel. Faktor utama yang berkontribusi terhadap kerusakan genom, dan di masa depan untuk akuisisi mutasi, adalah endogen (serangan oleh radikal bebas yang terbentuk selama metabolisme, ketidakstabilan kimia beberapa basa DNA) dan eksogen (pengion dan radiasi UV, karsinogen kimia) . Ketika mutasi ditetapkan dalam genom, mereka mempromosikan transformasi sel normal menjadi sel kanker. Mutasi tersebut terutama terjadi pada protoonkogen, yang biasanya merangsang pembelahan sel. Akibatnya, gen "diaktifkan" secara permanen dapat diperoleh, dan mitosis (pembelahan) tidak berhenti, yang, pada kenyataannya, berarti transformasi ganas. Jika mutasi menonaktifkan terjadi pada gen yang biasanya menghambat proliferasi (gen supresor tumor), kontrol atas pembelahan hilang dan sel menjadi "abadi" (Gbr. 1).

Gambar 1. Model genetik kanker: kanker usus besar. Langkah pertama adalah hilangnya atau inaktivasi dua alel gen APS pada kromosom kelima. Dalam kasus adenomatous polyposis (FAP), satu mutasi gen APC diturunkan. Hilangnya kedua alel menyebabkan pembentukan adenoma jinak. Mutasi gen berikutnya pada kromosom 12, 17, 18 dari adenoma jinak dapat menyebabkan transformasi menjadi tumor ganas. Sumber: .

Jelas, perkembangan kanker tertentu melibatkan perubahan pada sebagian besar atau bahkan semua gen ini dan dapat berlanjut dengan cara yang berbeda. Oleh karena itu, setiap tumor harus dianggap sebagai objek biologis yang unik. Saat ini, terdapat database informasi genetik khusus tentang kanker, yang berisi data 1,2 juta mutasi dari 8207 sampel jaringan yang termasuk dalam 20 jenis tumor: Cancer Genome Atlas dan Catalog of Somatic Mutations in Cancer (COSMIC)).

Hasil dari kegagalan gen adalah pembelahan sel yang tidak terkendali, dan pada tahap selanjutnya - metastasis ke berbagai organ dan bagian tubuh melalui darah dan pembuluh limfatik. Ini adalah proses yang agak kompleks dan aktif, yang terdiri dari beberapa tahap. Sel kanker individu dipisahkan dari fokus utama dan dibawa melalui darah ke seluruh tubuh. Kemudian, menggunakan reseptor khusus, mereka menempel pada sel endotel dan mengekspresikan proteinase yang memecah protein matriks dan membentuk pori-pori di membran basal. Setelah menghancurkan matriks ekstraseluler, sel kanker bermigrasi jauh ke dalam jaringan sehat. Karena stimulasi autokrin, mereka membelah, membentuk simpul (diameter 1-2 mm). Dengan kekurangan nutrisi, beberapa sel di nodus mati, dan mikrometastasis "tidak aktif" semacam itu dapat tetap laten di jaringan organ untuk waktu yang lama. Dalam kondisi yang menguntungkan, nodus tumbuh, faktor pertumbuhan endotel vaskular (VEGF) dan gen faktor pertumbuhan fibroblas (FGFb) diaktifkan dalam sel, dan angiogenesis (pembentukan pembuluh darah) dimulai (Gbr. 2).

Namun, sel dipersenjatai dengan mekanisme khusus yang melindungi dari perkembangan tumor:

Metode tradisional dan kerugiannya

Jika sistem pertahanan tubuh gagal, dan tumor tetap mulai berkembang, hanya intervensi dokter yang bisa menyelamatkan. Untuk jangka waktu yang lama, dokter telah menggunakan tiga terapi "klasik" utama:

bedah (pengangkatan tumor sepenuhnya). Ini digunakan ketika tumornya kecil dan terlokalisasi dengan baik. Beberapa jaringan yang bersentuhan dengan neoplasma ganas juga diangkat. Metode ini tidak digunakan dengan adanya metastasis;
radiasi - penyinaran tumor dengan partikel radioaktif untuk menghentikan dan mencegah pembelahan sel kanker. Sel sehat juga sensitif terhadap radiasi ini dan sering mati;
kemoterapi - obat yang digunakan untuk menghambat pertumbuhan sel yang membelah dengan cepat. Obat-obatan juga memiliki efek negatif pada sel normal.

Pendekatan di atas mungkin tidak selalu menyelamatkan pasien dari kanker. Seringkali, selama perawatan bedah, sel kanker tunggal tetap ada, dan tumor dapat kambuh, dan dengan kemoterapi dan terapi radiasi, efek samping terjadi (penurunan kekebalan, anemia, rambut rontok, dll.), yang menyebabkan konsekuensi serius, dan sering ke kematian pasien. Namun, setiap tahun terapi tradisional meningkat dan muncul pengobatan baru yang dapat mengalahkan kanker, seperti terapi biologis, terapi hormon, penggunaan sel punca, transplantasi sumsum tulang, dan berbagai terapi suportif. Terapi gen dianggap yang paling menjanjikan, karena ditujukan pada akar penyebab kanker - kompensasi untuk tidak berfungsinya gen tertentu.

Terapi gen sebagai perspektif

Menurut PubMed, minat terapi gen (GT) untuk kanker berkembang pesat, dan hari ini GT menggabungkan sejumlah teknik yang beroperasi pada sel kanker dan di dalam tubuh ( in vivo) dan luar ( ex vivo) (gambar 3).

Gambar 3. Dua strategi utama untuk terapi gen. ex vivo- menggunakan vektor, materi genetik ditransfer ke dalam sel yang ditumbuhkan dalam kultur (transduksi), dan kemudian sel transgenik disuntikkan ke penerima; in vivo- pengenalan vektor dengan gen yang diinginkan ke dalam jaringan atau organ tertentu. Gambar dari.

Terapi gen in vivo melibatkan transfer gen - pengenalan konstruksi genetik ke dalam sel kanker atau jaringan yang mengelilingi tumor. Terapi gen ex vivo Ini terdiri dari mengisolasi sel kanker dari pasien, memasukkan gen "sehat" terapeutik ke dalam genom kanker, dan memasukkan sel yang ditransduksi kembali ke tubuh pasien. Untuk tujuan tersebut, vektor khusus yang dibuat dengan metode rekayasa genetika digunakan. Biasanya, ini adalah virus yang mendeteksi dan menghancurkan sel kanker, namun tetap tidak berbahaya bagi jaringan tubuh yang sehat, atau vektor non-virus.

vektor virus

Retrovirus, adenovirus, virus terkait adeno, lentivirus, virus herpes, dan lainnya digunakan sebagai vektor virus. Virus-virus ini berbeda dalam efisiensi transduksi, dalam interaksinya dengan sel (pengenalan dan infeksi) dan DNA. Kriteria utama adalah keamanan dan tidak adanya risiko penyebaran DNA virus yang tidak terkendali: jika gen dimasukkan di tempat yang salah dalam genom manusia, mereka dapat membuat mutasi berbahaya dan memulai perkembangan tumor. Penting juga untuk memperhitungkan tingkat ekspresi gen yang ditransfer untuk mencegah reaksi inflamasi atau kekebalan tubuh selama hipersintesis protein target (Tabel 1).

Tabel 1. Vektor virus.

Vektor	Deskripsi Singkat
Virus campak	mengandung sekuens RNA negatif yang tidak menimbulkan respons protektif pada sel kanker
Virus herpes simpleks (HSV-1)	dapat membawa sekuens transgen yang panjang
Lentivirus	berasal dari HIV, dapat mengintegrasikan gen ke dalam sel yang tidak membelah
Retrovirus (RCR)	tidak mampu melakukan replikasi independen, memastikan penggabungan DNA asing yang efisien ke dalam genom dan persistensi perubahan genetik
Virus Berbusa Monyet (SFV)	vektor RNA baru yang mentransfer transgen ke tumor dan merangsang ekspresinya
Adenovirus rekombinan (rAdv)	memberikan transfeksi yang efisien, tetapi respons imun yang kuat dimungkinkan
Virus terkait adeno rekombinan (rAAV)	mampu mentransfeksi banyak jenis sel

Vektor non-virus

Vektor non-virus juga digunakan untuk mentransfer DNA transgenik. Pembawa obat polimer - konstruksi nanopartikel - digunakan untuk mengantarkan obat dengan berat molekul rendah, seperti oligonukleotida, peptida, siRNA. Karena ukurannya yang kecil, nanopartikel diserap oleh sel dan dapat menembus kapiler, yang sangat nyaman untuk mengantarkan molekul "terapeutik" ke tempat-tempat yang paling sulit dijangkau di dalam tubuh. Teknik ini sering digunakan untuk menghambat angiogenesis tumor. Tetapi ada risiko akumulasi partikel di organ lain, seperti sumsum tulang, yang dapat menyebabkan konsekuensi yang tidak terduga. Metode pengiriman DNA non-virus yang paling populer adalah liposom dan elektroporasi.

Sintetis liposom kationik sekarang diakui sebagai metode yang menjanjikan untuk pengiriman gen fungsional. Muatan positif pada permukaan partikel memungkinkan fusi dengan membran sel bermuatan negatif. Liposom kationik menetralkan muatan negatif rantai DNA, membuat struktur spasialnya lebih kompak dan mendorong kondensasi yang efisien. Kompleks plasmid-liposom memiliki sejumlah keuntungan penting: dapat mengakomodasi konstruksi genetik dengan ukuran yang praktis tidak terbatas, tidak ada risiko replikasi atau rekombinasi, dan praktis tidak menyebabkan respons imun dalam tubuh inang. Kerugian dari sistem ini adalah durasi efek terapeutik yang singkat, dan dengan pemberian berulang, efek samping mungkin muncul.

Elektroporasi adalah metode pengiriman DNA non-virus populer yang cukup sederhana dan tidak menyebabkan respons imun. Dengan bantuan impuls listrik yang diinduksi, pori-pori terbentuk pada permukaan sel, dan DNA plasmid dapat dengan mudah menembus ke dalam ruang intraseluler. Terapi gen in vivo menggunakan elektroporasi telah terbukti efektif dalam sejumlah percobaan pada tumor murine. Dalam hal ini, gen apa pun dapat ditransfer, misalnya, gen untuk sitokin (IL-12) dan gen sitotoksik (TRAIL), yang berkontribusi pada pengembangan berbagai strategi terapeutik. Selain itu, pendekatan ini dapat efektif untuk pengobatan tumor metastasis dan tumor primer.

Pilihan teknik

Tergantung pada jenis tumor dan perkembangannya, metode pengobatan yang paling efektif dipilih untuk pasien. Sampai saat ini, teknik baru yang menjanjikan untuk terapi gen melawan kanker telah dikembangkan, termasuk HT virus onkolitik, terapi prodrug, imunoterapi, dan HT menggunakan sel punca.

Terapi gen virus onkolitik

Untuk teknik ini, virus digunakan yang, dengan bantuan manipulasi genetik khusus, menjadi onkolitik - mereka berhenti berkembang biak dalam sel sehat dan hanya mempengaruhi sel tumor. Contoh yang baik dari terapi tersebut adalah ONYX-015, adenovirus yang dimodifikasi yang tidak mengekspresikan protein E1B. Dengan tidak adanya protein ini, virus tidak dapat bereplikasi dalam sel dengan gen p53 normal. Dua vektor yang dirancang berdasarkan virus herpes simpleks (HSV-1) - G207 dan NV1020 - juga membawa mutasi pada beberapa gen untuk bereplikasi hanya dalam sel kanker. Keuntungan besar dari teknik ini adalah bahwa selama injeksi intravena, virus onkolitik dibawa melalui darah ke seluruh tubuh dan dapat melawan metastasis. Masalah utama yang muncul ketika bekerja dengan virus adalah kemungkinan risiko respons imun dalam tubuh penerima, serta penyisipan struktur genetik yang tidak terkendali ke dalam genom sel sehat, dan, sebagai akibatnya, terjadinya tumor kanker. .

Terapi prodrug enzimatik yang dimediasi gen

Ini didasarkan pada pengenalan gen "bunuh diri" ke dalam jaringan tumor, akibatnya sel-sel kanker mati. Transgen ini mengkodekan enzim yang mengaktifkan sitostatika intraseluler, reseptor TNF, dan komponen penting lainnya untuk aktivasi apoptosis. Kombinasi gen prodrug untuk bunuh diri idealnya harus memenuhi persyaratan berikut: ekspresi gen terkontrol; konversi yang benar dari prodrug yang dipilih menjadi agen antikanker aktif; aktivasi lengkap prodrug tanpa enzim endogen tambahan.

Kerugian terapi adalah bahwa tumor memiliki semua mekanisme perlindungan yang melekat pada sel-sel sehat, dan mereka secara bertahap beradaptasi dengan faktor-faktor yang merusak dan prodrug. Proses adaptasi difasilitasi oleh ekspresi sitokin (regulasi autokrin), faktor regulasi siklus sel (pemilihan klon kanker yang paling resisten), gen MDR (bertanggung jawab atas kerentanan terhadap obat tertentu).

Imunoterapi

Berkat terapi gen, imunoterapi baru-baru ini mulai aktif berkembang - pendekatan baru untuk mengobati kanker dengan bantuan vaksin antikanker. Strategi utama dari metode ini adalah imunisasi aktif tubuh terhadap antigen kanker (TAA) menggunakan teknologi transfer gen [? 18].

Perbedaan utama antara vaksin rekombinan dan obat lain adalah bahwa vaksin membantu sistem kekebalan pasien untuk mengenali sel kanker dan menghancurkannya. Pada tahap pertama, sel kanker diperoleh dari tubuh penerima (sel autologus) atau dari jalur sel khusus (sel alogenik), dan kemudian ditumbuhkan dalam tabung reaksi. Agar sel-sel ini dikenali oleh sistem kekebalan, satu atau lebih gen diperkenalkan yang menghasilkan molekul imunostimulan (sitokin) atau protein dengan jumlah antigen yang meningkat. Setelah modifikasi ini, sel-sel dilanjutkan dengan kultur, kemudian dilakukan lisis dan diperoleh vaksin yang sudah jadi.

Variasi yang luas dari vektor virus dan non-virus untuk transgen memungkinkan eksperimen dengan berbagai jenis sel imun (misalnya, sel T sitotoksik dan sel dendritik) untuk menghambat respons imun dan meregresi sel kanker. Pada 1990-an, disarankan bahwa tumor infiltrating lymphocytes (TIL) adalah sumber limfosit T sitotoksik (CTL) dan sel pembunuh alami (NK) untuk sel kanker. Karena TIL dapat dengan mudah dimanipulasi ex vivo, mereka menjadi sel imun yang dimodifikasi secara genetik pertama yang digunakan untuk imunoterapi kanker. Dalam sel T yang diambil dari darah pasien kanker, gen yang bertanggung jawab atas ekspresi reseptor untuk antigen kanker diubah. Anda juga dapat menambahkan gen untuk kelangsungan hidup yang lebih besar dan penetrasi yang efisien dari sel T yang dimodifikasi ke dalam tumor. Dengan bantuan manipulasi semacam itu, "pembunuh" sel kanker yang sangat aktif dibuat.

Ketika ditunjukkan bahwa sebagian besar kanker memiliki antigen spesifik dan mampu menginduksi mekanisme pertahanannya, dihipotesiskan bahwa memblokir sistem kekebalan sel kanker akan memfasilitasi penolakan tumor. Oleh karena itu, untuk produksi sebagian besar vaksin antitumor, sel tumor pasien atau sel alogenik khusus digunakan sebagai sumber antigen. Masalah utama imunoterapi tumor adalah kemungkinan terjadinya reaksi autoimun pada tubuh pasien, tidak adanya respon antitumor, imunostimulasi pertumbuhan tumor, dan lain-lain.

Sel induk

Alat yang ampuh untuk terapi gen adalah penggunaan sel induk sebagai vektor untuk transfer agen terapeutik - sitokin imunostimulan, gen "bunuh diri", nanopartikel, dan protein antiangiogenik. Sel induk (SC), selain kemampuan untuk memperbarui diri dan berdiferensiasi, memiliki keuntungan besar dibandingkan sistem transportasi lain (nanopolimer, virus): prodrug diaktifkan langsung di jaringan tumor, yang menghindari toksisitas sistemik (ekspresi transgen berkontribusi pada penghancuran hanya sel kanker) ... Kualitas positif tambahan adalah status "hak istimewa" dari SC autologus - sel sendiri yang digunakan menjamin kompatibilitas 100% dan meningkatkan tingkat keamanan prosedur. Tapi tetap saja, efektivitas terapi tergantung pada cara yang benar ex vivo transfer gen yang dimodifikasi ke SC dan transfer selanjutnya dari sel yang ditransduksi ke dalam tubuh pasien. Selain itu, sebelum menerapkan terapi dalam skala besar, perlu mempelajari secara rinci semua kemungkinan cara transformasi SC menjadi sel kanker dan mengembangkan langkah-langkah keamanan untuk mencegah transformasi SC karsinogenik.

Kesimpulan

Ringkasnya, kita dapat mengatakan dengan yakin bahwa era pengobatan yang dipersonalisasi akan datang, ketika terapi tertentu yang efektif akan dipilih untuk perawatan setiap pasien kanker. Program perawatan individu sedang dikembangkan yang memberikan perawatan tepat waktu dan tepat dan mengarah pada peningkatan yang signifikan dalam kondisi pasien. Pendekatan evolusioner untuk onkologi yang dipersonalisasi seperti analisis genomik, pembuatan obat yang ditargetkan, terapi gen untuk kanker, dan diagnostik molekuler menggunakan biomarker sudah membuahkan hasil.

Terapi gen adalah pengobatan yang sangat menjanjikan untuk kanker. Saat ini, uji klinis sedang aktif, yang sering mengkonfirmasi efektivitas HT dalam kasus di mana perawatan anti-kanker standar - operasi, terapi radiasi dan kemoterapi - tidak membantu. Pengembangan metode inovatif HT (imunoterapi, viroterapi onkolitik, terapi "bunuh diri", dll.) akan dapat memecahkan masalah kematian yang tinggi akibat kanker, dan, mungkin, di masa depan, diagnosis "kanker" tidak akan berhasil. terdengar seperti kalimat.

Kanker: mengetahui, mencegah dan menghilangkan penyakit.

literatur

Williams S.Klag, Michael R. Cummingm. Dunia biologi dan kedokteran. Dasar Genetika. Moskow: Technosphere, 2007 .-- 726 hal;
Bioinformatika: database besar versus P besar;
Cui H., Cruz-Correa M. dkk. (2003).