Genų terapijos genetinių defektų kompensavimo rūšys. XX amžiaus genų terapija ir medicina. Ne panacėja, o perspektyva

Įvadas

Kasmet mokslo žurnaluose pasirodo vis daugiau straipsnių apie medicinos klinikinius tyrimus, kuriuose vienaip ar kitaip buvo taikomas įvairių genų įvedimu paremtas gydymas – genų terapija. Ši kryptis išaugo iš tokių gerai besivystančių biologijos šakų kaip molekulinė genetika ir biotechnologijos.

Dažnai, kai jau yra išbandyti įprasti (konservatyvūs) metodai, būtent genų terapija gali padėti pacientams išgyventi ir net visiškai pasveikti. Pavyzdžiui, tai taikoma paveldimoms monogeninėms ligoms, ty toms, kurias sukelia vieno geno defektas, taip pat daugeliui kitų. Arba, pavyzdžiui, genų terapija gali padėti ir išgelbėti galūnes tiems pacientams, kuriems susiaurėjo apatinių galūnių kraujagyslių spindis ir dėl to išsivystė nuolatinė aplinkinių audinių išemija, tai yra šie audiniai patiria. stiprus maistinių medžiagų ir deguonies trūkumas, kuriuos kraujas paprastai perneša po visą kūną. Tokių pacientų dažnai neįmanoma gydyti chirurginėmis manipuliacijomis ir vaistais, tačiau jei ląstelės yra lokaliai priverstos išskirti daugiau baltyminių faktorių, kurie paveiktų naujų kraujagyslių formavimosi ir dygimo procesą, išemija taptų daug silpnesnė ir gyvybė taptų mažesnė. daug lengviau pacientams.

Genų terapijaŠiandien galima apibrėžti kaip ligų gydymą į paciento ląsteles įvedant genus, siekiant konkrečiai pakeisti genų defektus arba suteikti ląstelėms naujas funkcijas. Pirmieji klinikiniai genų terapijos metodų tyrimai buvo atlikti visai neseniai – 1989 m. gegužės 22 d., siekiant diagnozuoti vėžį. Pirmoji paveldima liga, kuriai gydyti buvo taikomi genų terapijos metodai, buvo paveldimas imunodeficitas.

Kasmet sėkmingai atliekamų klinikinių tyrimų, skirtų įvairioms ligoms gydyti naudojant genų terapiją, skaičius auga ir iki 2014 metų sausio pasiekė 2 tūkst.

Tuo pačiu, atliekant šiuolaikinius genų terapijos tyrimus, būtina atsižvelgti į tai, kad manipuliavimo genais ar „sumaišytos“ (rekombinantinės) DNR pasekmės. in vivo(lot. „gyvuose“) nebuvo pakankamai ištirta. Šalyse, kuriose šios srities tyrimų lygis yra pažangiausias, ypač Jungtinėse Amerikos Valstijose, medicininius protokolus, kuriuose naudojamos jutimo DNR sekos, privalo peržiūrėti atitinkami komitetai ir komisijos. JAV tai yra Rekombinantinės DNR patariamasis komitetas (RAC) ir Maisto ir vaistų administracija (FDA), o vėliau projektą privalo patvirtinti Nacionalinių sveikatos institutų direktorius.

Taigi, nusprendėme, kad šis gydymas pagrįstas tuo, kad jei kai kuriuose organizmo audiniuose trūksta tam tikrų atskirų baltyminių faktorių, tai galima ištaisyti į šiuos audinius įvedant atitinkamus baltymus koduojančius genus, ir viskas taps daugiau arba mažiau nuostabus. Pačių baltymų įvesti nepavyks, nes mūsų organizmas iš karto sureaguos stipria imunine reakcija, o veikimo trukmė būtų nepakankama. Dabar turite nuspręsti, kaip geną pristatyti į ląsteles.

Transfekcija ląstelės

Pirma, verta pristatyti kai kurių terminų apibrėžimus.

Genų pernešimas atliekamas dėka vektorius yra DNR molekulė, naudojama kaip „transporto priemonė“ dirbtiniam genetinės informacijos perkėlimui į ląstelę. Yra daugybė vektorių tipų: plazmidiniai, virusiniai, taip pat kosmidai, fazmidai, dirbtinės chromosomos ir kt. Iš esmės svarbu, kad vektoriai (ypač plazmidiniai) turėtų jiems būdingų savybių:

1. Replikacijos kilmė (ori)- nukleotidų seka, nuo kurios prasideda DNR dubliavimasis. Jeigu vektorinė DNR negali padvigubėti (replikuotis), tai reikiamo terapinio efekto nepasieksi, nes ją tiesiog greitai suskaidys viduląsteliniai nukleazės fermentai, o dėl šablonų trūkumo galiausiai susidarys daug mažiau baltymų molekulių. Reikėtų pažymėti, kad šie taškai yra specifiniai kiekvienai biologinei rūšiai, tai yra, jei manoma, kad vektorinė DNR bus gauta padauginus ją bakterijų kultūroje (o ne tik cheminės sintezės būdu, kuri paprastai yra daug brangesnė), tada du reikės atskirų replikacijos šaltinių – žmonėms ir bakterijoms;

2. Apribojimų svetainės- specifinės trumpos sekos (dažniausiai palindrominės), kurias atpažįsta specialūs fermentai (restrikcijos endonukleazės) ir jas tam tikru būdu išpjauna - susidarant „lipniams galams“ (1 pav.).

1 pav. „Lipnių galų“ susidarymas dalyvaujant restrikcijos fermentams

Šios vietos yra būtinos norint sujungti vektorinę DNR (kuri iš esmės yra „tuščia“) su norimais terapiniais genais į vieną molekulę. Tokia molekulė, susieta iš dviejų ar daugiau dalių, vadinama „rekombinantine“;

3. Aišku, kad norėtume gauti milijonus rekombinantinės DNR molekulės kopijų. Vėlgi, jei kalbame apie bakterijų ląstelių kultūrą, šią DNR reikia išskirti. Problema ta, kad ne visos bakterijos prarys mums reikalingą molekulę; kai kurios to nepadarys. Norėdami atskirti šias dvi grupes, jie įterpiami selektyvūs žymenys- atsparumo tam tikriems chemikalams sritys; Dabar, jei į aplinką pridėsite būtent šias medžiagas, išliks tik joms atsparios, o likusios mirs.

Visus šiuos tris komponentus galima pastebėti pačioje pirmoje dirbtinai susintetintoje plazmidėje (2 pav.).

2 pav

Plazmidinio vektoriaus įvedimo į tam tikras ląsteles procesas vadinamas transfekcija. Plazmidė yra gana trumpa ir dažniausiai apskrita DNR molekulė, randama bakterinės ląstelės citoplazmoje. Plazmidės nėra susijusios su bakterijų chromosoma, gali daugintis nepriklausomai nuo jos, bakterijos gali būti išleistos į aplinką arba, atvirkščiai, absorbuojamos (absorbcijos procesas yra transformacija). Plazmidžių pagalba bakterijos gali keistis genetine informacija, pavyzdžiui, perduoti atsparumą tam tikriems antibiotikams.

Plazmidės natūraliai egzistuoja bakterijose. Tačiau niekas negali užkirsti kelio tyrėjui dirbtinai susintetinti plazmidę, kuri turės jam reikalingų savybių, įterpti į ją geno intarpą ir įvesti į ląstelę. Į tą pačią plazmidę galima įterpti skirtingus intarpus .

Genų terapijos metodai

Yra du pagrindiniai metodai, kurie skiriasi tikslinių ląstelių pobūdžiu:

1. Vaisiaus, kurio svetima DNR įvedama į zigotą (apvaisintą kiaušinėlį) arba embrioną ankstyvoje vystymosi stadijoje; šiuo atveju tikimasi, kad įvesta medžiaga pateks į visas recipiento ląsteles (ir net lytines ląsteles, taip užtikrinant perdavimą kitai kartai). Mūsų šalyje tai iš tikrųjų draudžiama;

2. Somatinė, kai genetinė medžiaga įvedama į jau gimusio žmogaus nereprodukcines ląsteles ir ji neperduodama lytinėms ląstelėms.

Genų terapija in vivo yra pagrįstas tiesioginiu klonuotų (padaugintų) ir supakuotų DNR sekų įvedimu tam tikru būdu į tam tikrus paciento audinius. Ypač perspektyvus genų ligų gydymui in vivo yra genų įvedimas naudojant aerozolines arba švirkščiamas vakcinas. Aerozolinė genų terapija, kaip taisyklė, yra sukurta plaučių ligoms (cistinės fibrozės, plaučių vėžio) gydyti.

Genų terapijos programos kūrimas apima daugybę žingsnių. Tai apima išsamią atitinkamo geno specifinės ekspresijos audiniams analizę (t. y. tam tikro baltymo geno sintezę tam tikrame audinyje), pirminio biocheminio defekto nustatymą ir struktūros, funkcijos tyrimą. ir jo baltyminio produkto pasiskirstymas ląstelėse, taip pat biocheminė patologinio proceso analizė. Į visus šiuos duomenis atsižvelgiama sudarant atitinkamą medicininį protokolą.

Svarbu, kad sudarant genų korekcijos schemas būtų įvertintas transfekcijos efektyvumas ir pirminio biocheminio defekto korekcijos laipsnis ląstelių kultūros sąlygomis ( in vitro,„in vitro“) ir, svarbiausia, in vivo apie gyvūnų biologinius modelius. Tik po to galima pradėti klinikinių tyrimų programą .

Terapinių genų tiesioginis tiekimas ir ląstelių nešiotojai

Svetimos DNR įvedimo į eukariotinę ląstelę būdų yra daug: vieni priklauso nuo fizinio apdorojimo (elektroporacijos, magnetofekcijos ir kt.), kiti – nuo cheminių medžiagų ar biologinių dalelių (pavyzdžiui, virusų), kurios naudojamos kaip nešikliai, panaudojimo. Iš karto verta paminėti, kad cheminiai ir fiziniai metodai dažniausiai derinami (pavyzdžiui, elektroporacija + DNR įvyniojimas į liposomas)

Tiesioginiai metodai

1. Cheminė transfekcija gali būti suskirstyta į keletą tipų: naudojant ciklodekstrino medžiagą, polimerus, liposomas arba nanodaleles (su arba be cheminės ar virusinės funkcionalizacijos, t. y. paviršiaus modifikavimo).
a) Vienas pigiausių būdų – naudoti kalcio fosfatą. Tai 10-100 kartų padidina DNR įtraukimo į ląsteles efektyvumą. DNR sudaro stiprų kompleksą su kalciu, kuris užtikrina efektyvų jo įsisavinimą. Trūkumas – tik apie 1 – 10% DNR pasiekia branduolį. Naudotas metodas in vitro DNR perkėlimui į žmogaus ląsteles (3 pav.);

3 pav

b) Labai šakotų organinių molekulių – dendrimerio panaudojimas DNR surišimui ir perkėlimui į ląstelę (4 pav.);

4 pav

c) Labai efektyvus būdas transfekuoti DNR yra jos įvedimas per liposomas – mažus, membranomis apsuptus kūnus, kurie gali susilieti su ląstelės citoplazmine membrana (CPM), kuri yra dvigubas lipidų sluoksnis. Eukariotinių ląstelių transfekcija yra efektyvesnė naudojant katijonines liposomas, nes ląstelės joms jautresnės. Procesas turi savo pavadinimą – lipofekcija. Šis metodas šiandien laikomas vienu saugiausių. Liposomos yra netoksiškos ir neimunogeninės. Tačiau genų perkėlimo naudojant liposomas efektyvumas yra ribotas, nes jų į ląsteles patekusi DNR paprastai iš karto sugaunama lizosomų ir sunaikinama. Šiandien pagrindinis gydymo būdas yra DNR įvedimas į žmogaus ląsteles naudojant liposomas. in vivo(5 pav.);

5 pav

d) Kitas būdas yra katijoninių polimerų, tokių kaip dietilaminoetildekstranas arba polietileniminas, naudojimas. Neigiamą krūvį turinčios DNR molekulės jungiasi prie teigiamai įkrautų polikatijonų, o šis kompleksas endocitozės būdu toliau patenka į ląstelę. DEAE-dekstranas keičia plazminės membranos fizines savybes ir skatina šio komplekso patekimą į ląstelę. Pagrindinis metodo trūkumas yra tas, kad DEAE-dekstranas yra toksiškas didelėmis koncentracijomis. Šis metodas genų terapijoje nebuvo plačiai paplitęs;

e) Histonų ir kitų branduolinių baltymų pagalba. Šie baltymai, turintys daug teigiamo krūvio aminorūgščių (Lys, Arg), natūraliomis sąlygomis padeda kompaktiškai supakuoti ilgą DNR grandinę į santykinai mažą ląstelės branduolį.

2. Fiziniai metodai:

a) Elektroporacija yra labai populiarus metodas; Nedelsiant padidėja membranos pralaidumas, trumpai veikiant ląsteles intensyviam elektriniam laukui. Įrodyta, kad optimaliomis sąlygomis transformantų skaičius gali siekti 80% išgyvenusių ląstelių. Šiuo metu jis nenaudojamas žmonėms (6 pav.).

6 pav

b) „Ląstelių išspaudimas“ – tai 2013 metais išrastas metodas, leidžiantis į ląsteles pristatyti molekules „švelniai suspaudžiant“ ląstelės membraną. Šis metodas pašalina toksiškumo ar netinkamo taikymo galimybę, nes jis nepriklauso nuo išorinių medžiagų ar elektrinių laukų;

c) Sonoporacija – tai svetimos DNR dirbtinio pernešimo į ląsteles metodas, veikiant jas ultragarsu, dėl ko ląstelės membranoje atsiveria poros;
d) Optinė transfekcija – metodas, kai membranoje padaroma mažytė skylutė (apie 1 μm skersmens), naudojant labai fokusuotą lazerį;
e) Hidrodinaminė transfekcija – genetinių konstrukcijų, baltymų ir kt. kontroliuojamu slėgio padidėjimu kapiliaruose ir tarpląsteliniame skystyje, kuris sukelia trumpalaikį ląstelių membranų pralaidumo padidėjimą ir laikinų porų susidarymą jose. Jis atliekamas greitai suleidžiant į audinį, o pristatymas yra nespecifinis. Skeleto raumenų pristatymo efektyvumas - nuo 22 iki 60% ;

f) DNR mikroinjekcija – įvedimas į gyvūno ląstelės branduolį naudojant plonus stiklinius mikrovamzdelius (d=0,1-0,5 µm). Trūkumas yra metodo sudėtingumas, yra didelė branduolio ar DNR sunaikinimo tikimybė; ribotas ląstelių skaičius gali būti transformuojamas. Neskirtas naudoti žmonėms.

3. Dalelėmis pagrįsti metodai.

a) Tiesioginis požiūris į transfekciją yra genų pistoletas, kuriame DNR sujungiama į nanodalelę su inertinėmis kietosiomis medžiagomis (dažniausiai auksu, volframu), kuri vėliau „šaunama“ į tikslinių ląstelių branduolius. Šis metodas taikomas in vitro Ir in vivo genų įvedimui, ypač į raumenų audinio ląsteles, pavyzdžiui, sergant tokia liga kaip Diušeno raumenų distrofija. Aukso dalelių dydis – 1-3 mikronai (7 pav.).

7 pav

b) Magnetofekcija yra metodas, kuris naudoja magnetizmo jėgas DNR pristatyti į tikslines ląsteles. Pirma, nukleino rūgštys (NA) susiejamos su magnetinėmis nanodalelėmis, o vėliau, veikiamos magnetinio lauko, dalelės patenka į ląstelę. Veiksmingumas yra beveik 100%, pastebimas akivaizdus netoksiškumas. Per 10-15 minučių dalelės registruojamos ląstelėje – tai daug greičiau nei kitais būdais.
c) Netobulumas; „įsmeigimas“, liet. „įkalimas“ + „infekcija“) – pristatymo būdas naudojant nanomedžiagas, tokias kaip anglies nanovamzdeliai ir nanopluoštai. Šiuo atveju ląstelės tiesiogine prasme yra pradurtos nanofibrilių sluoksniu. Priešdėlis „nano“ naudojamas labai mažiems dydžiams (metro milijardųjų dalių ribose) žymėti (8 pav.).

8 pav

Atskirai verta pabrėžti tokį metodą kaip RNR transfekcija: į ląstelę patenka ne DNR, o RNR molekulės - jų „įpėdiniai“ baltymų biosintezės grandinėje; tokiu atveju aktyvuojami specialūs baltymai, kurie supjausto RNR į trumpus fragmentus – vadinamuosius. maža interferuojanti RNR (siRNR). Šie fragmentai jungiasi su kitais baltymais ir galiausiai tai lemia atitinkamų genų ekspresijos slopinimą ląstelėje. Tokiu būdu galima blokuoti tų genų veikimą ląstelėje, kurie šiuo metu potencialiai daro daugiau žalos nei naudos. RNR transfekcija buvo plačiai pritaikyta, ypač onkologijoje.

Apžvelgti pagrindiniai genų pristatymo naudojant plazmidinius vektorius principai. Dabar galime pereiti prie virusinių metodų svarstymo. Virusai yra neląstelinės gyvybės formos, dažniausiai susidedančios iš nukleino rūgšties molekulės (DNR arba RNR), įvyniotos į baltymo apvalkalą. Jei iš viruso genetinės medžiagos iškirpsite visas ligas sukeliančias sekas, visas virusas taip pat gali būti sėkmingai paverstas mūsų geno „transporto priemone“.

DNR įvedimo į ląstelę procesas, tarpininkaujant virusui, vadinamas transdukcija.
Praktikoje dažniausiai naudojami retrovirusai, adenovirusai ir adeno-associated virusai (AAV). Pirma, verta išsiaiškinti, koks turėtų būti idealus virusų perdavimo kandidatas. Kriterijai yra tokie, kad jis turi būti:

Stabilus;
. talpus, tai yra, talpinti pakankamą kiekį DNR;
. inertiškas ląstelės metabolizmo takų atžvilgiu;
. tikslus – idealiu atveju jis turėtų integruoti savo genomą į specifinį šeimininko branduolio genomo lokusą ir pan.

Realiame gyvenime labai sunku sujungti bent kelis punktus, todėl dažniausiai pasirenkama kiekvieną atskirą atvejį nagrinėjant atskirai (9 pav.).

9 pav

Iš visų trijų išvardintų dažniausiai naudojamų virusų saugiausi ir tuo pačiu tiksliausi yra AAV. Beveik vienintelis jų trūkumas yra santykinai maža talpa (apie 4800 bp), kurios, pasirodo, pakanka daugeliui genų. .

Be išvardintų metodų, genų terapija dažnai taikoma kartu su ląstelių terapija: pirmiausia į maistinę terpę pasodinama tam tikrų žmogaus ląstelių kultūra, po kurios į ląsteles vienaip ar kitaip įvedami reikalingi genai, kultivuojami. kurį laiką ir vėl persodinami į šeimininko organizmą. Dėl to ląstelės gali būti grąžintos į normalias savybes. Taigi, pavyzdžiui, žmogaus baltieji kraujo kūneliai (leukocitai) buvo modifikuoti dėl leukemijos (10 pav.).

10 pav

Geno likimas jam patekus į ląstelę

Kadangi su virusiniais vektoriais viskas daugmaž aišku dėl jų gebėjimo efektyviau pristatyti genus į galutinį tikslą – branduolį, apsistosime ties plazmidinio vektoriaus likimu.

Šiame etape mes pasiekėme, kad DNR peržengė pirmąjį didelį barjerą – ląstelės citoplazminę membraną.

Toliau, kartu su kitomis medžiagomis, apgaubta ar ne, ji turi pasiekti ląstelės branduolį, kad specialus fermentas – RNR polimerazė – DNR matricoje susintetintų pasiuntinio RNR (mRNR) molekulę (šis procesas vadinamas transkripcija). Tik po to mRNR bus išleista į citoplazmą, sudaro kompleksą su ribosomomis ir pagal genetinį kodą susintetinamas polipeptidas – pavyzdžiui, kraujagyslių augimo faktorius (VEGF), kuris pradės atlikti tam tikrą gydomąją funkciją ( šiuo atveju jis pradės kraujagyslių šakojimosi formavimosi išemijos paveiktame audinyje) .

Kalbant apie įvestų genų ekspresiją reikiamame ląstelių tipe, ši problema sprendžiama transkripcijos reguliavimo elementų pagalba. Audinys, kuriame vyksta ekspresija, dažnai nustatomas sujungus specifinį audiniams stipriklį („padidinanti“ seka) su specifiniu promotoriumi (nukleotidų seka, nuo kurios RNR polimerazė pradeda sintezę), kuris gali būti indukuojamas. . Yra žinoma, kad genų aktyvumas gali būti moduliuojamas in vivo išorinių signalų, o kadangi stiprintuvai gali veikti su bet kokiu genu, į vektorius galima įvesti izoliatorių, kurie padeda stiprikliui veikti nepriklausomai nuo jo padėties ir gali veikti kaip funkcinės kliūtys tarp genų. Kiekvienas stipriklis turi jungimosi vietų rinkinį, skirtą aktyvuoti arba slopinti baltymų faktorius. Promotoriai taip pat gali būti naudojami genų ekspresijos lygiui reguliuoti. Pavyzdžiui, yra metalotioneino arba temperatūrai jautrūs promotoriai; hormonų kontroliuojami promotoriai.

Geno ekspresija priklauso nuo jo padėties genome. Daugeliu atvejų esami virusiniai metodai lemia tik atsitiktinį geno įterpimą į genomą. Tokiai priklausomybei pašalinti, konstruojant vektorius, genas aprūpinamas žinomomis nukleotidų sekomis, kurios leidžia geną ekspresuoti nepriklausomai nuo to, kur jis įterptas į genomą.

Paprasčiausias būdas reguliuoti transgeno ekspresiją yra aprūpinti jį indikatoriumi, kuris yra jautrus fiziologiniam signalui, pavyzdžiui, gliukozės išsiskyrimui ar hipoksijai. Tokios „endogeninės“ kontrolės sistemos gali būti naudingos kai kuriose situacijose, pvz., nuo gliukozės priklausomo insulino gamybos kontrolės. „Egzogeninės“ kontrolės sistemos yra patikimesnės ir universalesnės, kai genų ekspresija kontroliuojama farmakologiškai įvedant nedidelę vaisto molekulę. Šiuo metu žinomos 4 pagrindinės valdymo sistemos – reguliuojamos tetraciklino (Tet), vabzdžių steroido, ekdizono ar jo analogų, antiprogestinio preparato maifpristono (RU486) ir cheminių dimerizatorių, tokių kaip rapamicinas ir jo analogai. Visi jie apima nuo narkotikų priklausomą transkripcijos aktyvavimo domeno pritraukimą pagrindiniam promotoriui, vedančiam norimą geną, tačiau jie skiriasi šio pritraukimo mechanizmais. .

Išvada

Duomenų peržiūra leidžia daryti išvadą, kad nepaisant daugelio laboratorijų visame pasaulyje pastangų, viskas, kas jau žinoma ir išbandyta in vivo Ir in vitro vektorinės sistemos toli gražu nėra tobulos . Jei kyla problemų dėl svetimos DNR pristatymo in vitro praktiškai išspręsta, ir jo pristatymas į skirtingų audinių tikslines ląsteles in vivo sėkmingai išspręstas (daugiausia sukuriant konstrukcijas, pernešančias receptorių baltymus, įskaitant tam tikriems audiniams būdingus antigenus), tada kitos esamų vektorinių sistemų savybės – integracijos stabilumas, reguliuojama ekspresija, saugumas – dar reikalauja rimtų patobulinimų.

Visų pirma, tai susiję su integracijos stabilumu. Iki šiol integracija į genomą buvo pasiekta tik naudojant retrovirusinius arba su adeno susijusius vektorius. Stabilios integracijos efektyvumas gali būti padidintas tobulinant genų konstrukcijas, tokias kaip receptorių sukeltos sistemos arba sukuriant pakankamai stabilius epizominius vektorius (ty DNR struktūras, galinčias ilgai gyventi branduoliuose). Pastaruoju metu ypatingas dėmesys buvo skiriamas vektorių, pagrįstų žinduolių dirbtinėmis chromosomomis, kūrimui. Dėl pagrindinių įprastų chromosomų struktūrinių elementų, tokios mini chromosomos ilgą laiką išlaikomos ląstelėse ir gali pernešti pilno dydžio (genominius) genus ir natūralius jų reguliavimo elementus, reikalingus tinkamam funkcionavimui. geno, reikiamame audinyje ir tinkamu laiku.

Genų ir ląstelių terapija atveria puikias prarastų ląstelių ir audinių atkūrimo bei organų genų inžinerijos projektavimo perspektyvas, kurios neabejotinai žymiai išplės biomedicininių tyrimų metodų arsenalą ir sukurs naujas galimybes išsaugoti ir pratęsti žmogaus gyvenimą.

Be to, susipažinę su genų terapijos pasiekimais galite sužinoti apie šiuolaikinės medicinos mokslo galimybes gydant chromosomų anomalijas. Ši kryptis pagrįsta genetinės medžiagos perkėlimu į žmogaus kūną, atsižvelgiant į tai, kad genas įvairiais metodais pristatomas į vadinamąsias tikslines ląsteles.

Naudojimo indikacijos

Paveldimų ligų gydymas atliekamas tik tada, kai liga yra tiksliai nustatyta. Tuo pačiu, prieš skiriant gydomąsias priemones, atliekama nemažai tyrimų, kurių metu nustatoma, kokių hormonų ir kitų medžiagų organizme gaminasi per daug, o kurių – nepakankamai, kad būtų parinkta veiksmingiausia vaistų dozė.

Vartojant vaistus, paciento būklė yra nuolat stebima ir prireikus keičiamas gydymo kursas.

Paprastai tokie pacientai turi vartoti vaistus visą gyvenimą arba ilgą laiką (pavyzdžiui, iki organizmo augimo proceso pabaigos), griežtai ir nuolat laikytis mitybos rekomendacijų.

Kontraindikacijos

Kuriant gydymo kursą, atsižvelgiama į galimas individualias vartojimo kontraindikacijas ir, jei reikia, kai kurie vaistai pakeičiami kitais.

Sprendžiant dėl tam tikrų paveldimų ligų persodinti organus ar audinius, reikia atsižvelgti į neigiamų pasekmių riziką po operacijos.

Genų terapija yra viena iš sparčiai besivystančių medicinos sričių, kurios metu žmogus gydomas įvedant į organizmą sveikus genus. Be to, anot mokslininkų, genų terapijos pagalba galima pridėti trūkstamą geną, jį ištaisyti ar pakeisti, taip pagerinant organizmo funkcionavimą ląstelių lygmeniu ir normalizuojant paciento būklę.

Mokslininkų teigimu, šiuo metu 200 milijonų žmonių planetoje yra potencialūs kandidatai į genų terapiją, ir šis skaičius nuolat auga. Ir labai džiugu, kad jau keli tūkstančiai pacientų, vykstančių tyrimų metu, buvo gydomi nuo nepagydomų ligų.

Šiame straipsnyje kalbėsime apie tai, kokias užduotis sau kelia genų terapija, kokias ligas galima gydyti šiuo metodu ir su kokiomis problemomis susiduria mokslininkai.

Kur taikoma genų terapija?

Genų terapija iš pradžių buvo sumanyta kovojant su sunkiomis paveldimomis ligomis, tokiomis kaip Huntingtono liga, cistinė fibrozė ir tam tikros infekcinės ligos. Tačiau 1990-ieji, kai mokslininkams pavyko ištaisyti sugedusį geną ir, įvedus jį į paciento organizmą, nugalėti cistinę fibrozę, genų terapijos srityje tapo išties revoliuciniais. Milijonai žmonių visame pasaulyje gavo viltį gydyti ligas, kurios anksčiau buvo laikomos nepagydomomis. Ir nors tokia terapija yra pačioje savo vystymosi pradžioje, jos potencialas stebina net mokslo pasaulyje.

Pavyzdžiui, be cistinės fibrozės, šiuolaikiniai mokslininkai padarė pažangą kovojant su tokiomis paveldimomis patologijomis kaip hemofilija, fermentopatija ir imunodeficitas. Be to, gydymas genais leidžia kovoti su kai kuriomis onkologinėmis ligomis, taip pat su širdies patologijomis, nervų sistemos ligomis ir net su traumomis, pavyzdžiui, nervų pažeidimais. Taigi, genų terapija yra susijusi su itin sunkiomis ligomis, kurios sukelia ankstyvą mirtingumą ir dažnai neturi kito gydymo, išskyrus genų terapiją.

Genų gydymo principas

Kaip veikliąją medžiagą gydytojai naudoja genetinę informaciją arba, tiksliau, molekules, kurios yra tokios informacijos nešėjai. Rečiau tam naudojamos RNR nukleorūgštys, dažniau – DNR ląstelės.

Kiekviena tokia ląstelė turi vadinamąjį „kopijuoklį“ – mechanizmą, kuriuo ji genetinę informaciją paverčia baltymais. Ląstelė, turinti tinkamą geną ir be gedimų veikianti kopijavimo aparatas, genų terapijos požiūriu yra sveika ląstelė. Kiekviena sveika ląstelė turi visą biblioteką originalių genų, kuriuos ji naudoja teisingam ir harmoningam viso organizmo funkcionavimui. Tačiau jei dėl kokių nors priežasčių prarandamas svarbus genas, tokio praradimo atkurti neįmanoma.

Tai tampa rimtų genetinių ligų, tokių kaip Diušeno raumenų distrofija, išsivystymo priežastimi (su juo ligoniui išsivysto raumenų paralyžius, dažniausiai jis nesulaukia 30 metų, miršta nuo kvėpavimo sustojimo). Arba mažiau lemtinga situacija. Pavyzdžiui, tam tikro geno „suirimas“ lemia tai, kad baltymas nustoja atlikti savo funkcijas. Ir tai tampa hemofilijos vystymosi priežastimi.

Bet kuriuo iš išvardintų atvejų į pagalbą ateina genų terapija, kurios užduotis – į sergančią ląstelę pristatyti normalią geno kopiją ir patalpinti į ląstelinį „kopijuoklį“. Tokiu atveju pagerės ląstelės funkcionavimas, o galbūt atsistatys ir viso organizmo veikla, ko dėka žmogus atsikratys sunkios ligos ir galės pratęsti savo gyvenimą.

Kokias ligas galima gydyti genų terapija?

Kiek iš tiesų žmogui padeda genų terapija? Mokslininkų teigimu, pasaulyje yra apie 4200 ligų, kurios atsiranda dėl genų veikimo sutrikimų. Šiuo atžvilgiu šios medicinos srities potencialas yra tiesiog neįtikėtinas. Tačiau daug svarbiau yra tai, ką iki šiol pasiekė gydytojai. Žinoma, šiame kelyje yra daug sunkumų, tačiau šiandien galima atpažinti daugybę vietinių pergalių.

Pavyzdžiui, šiuolaikiniai mokslininkai kuria būdus, kaip gydyti išeminę širdies ligą per genus. Tačiau tai neįtikėtinai dažna liga, kuria serga daug daugiau žmonių nei įgimtos patologijos. Galiausiai žmogus, susidūręs su koronarine liga, atsiduria tokioje būsenoje, kai genų terapija gali būti vienintelis jo išsigelbėjimas.

Be to, šiandien patologijos, susijusios su centrinės nervų sistemos pažeidimu, gydomos genų pagalba. Tai tokios ligos kaip amiotrofinė šoninė sklerozė, Alzheimerio ar Parkinsono liga. Įdomu tai, kad šiems negalavimams gydyti naudojami virusai, kurie linkę atakuoti nervų sistemą. Taigi, herpeso viruso pagalba į nervų sistemą patenka citokinai ir augimo faktoriai, sulėtinantys ligos vystymąsi. Tai ryškus pavyzdys, kaip patogeninis virusas, kuris dažniausiai sukelia ligas, yra apdorojamas laboratorijoje, pašalinamas ligas pernešantis baltymas ir naudojamas kaip kasetė, kuri tiekia gydomąsias medžiagas į nervus ir taip veikia sveikatos labui, pailgindama žmogaus gyvenimą. gyvenimą.

Kita rimta paveldima liga – cholesterolemija, dėl kurios žmogaus organizmas nebesugeba reguliuoti cholesterolio, dėl to organizme kaupiasi riebalai, padidėja infarktų ir insultų rizika. Norėdami susidoroti su šia problema, specialistai pašalina dalį paciento kepenų ir koreguoja pažeistą geną, stabdo tolesnį cholesterolio kaupimąsi organizme. Tada pakoreguotas genas dedamas į neutralizuotą hepatito virusą ir siunčiamas atgal į kepenis.

Taip pat skaitykite:

Yra teigiamų pokyčių kovojant su AIDS. Ne paslaptis, kad AIDS sukelia žmogaus imunodeficito virusas, kuris ardo imuninę sistemą ir atveria duris mirtinoms organizmo ligoms. Šiuolaikiniai mokslininkai jau žino, kaip pakeisti genus, kad jie nustotų silpninti imuninę sistemą ir imtų ją stiprinti, kad kovotų su virusu. Tokie genai įvedami per kraują, perpilant kraują.

Genų terapija taip pat veikia prieš vėžį, ypač odos vėžį (melanomą). Gydant tokius ligonius įvedami genai su naviko nekrozės faktoriais, t.y. genai, kuriuose yra priešnavikinių baltymų. Be to, šiandien atliekami smegenų vėžio gydymo bandymai, kurių metu sergantiems pacientams suleidžiamas genas, turintis informacijos, didinančią piktybinių ląstelių jautrumą vartojamiems vaistams.

Gošė liga yra sunki paveldima liga, kurią sukelia geno, slopinančio specialaus fermento, gliukocerebrozidazės, gamybą, mutacija. Asmenims, sergantiems šia nepagydoma liga, padidėja blužnis ir kepenys, o ligai progresuojant pradeda irti kaulai. Mokslininkams jau pavyko eksperimentuoti, į tokių pacientų organizmą įvedant geną, turintį informacijos apie šio fermento gamybą.

Štai dar vienas pavyzdys. Ne paslaptis, kad aklas žmogus visą gyvenimą atima galimybę suvokti vaizdinius vaizdus. Viena iš įgimto aklumo priežasčių laikoma vadinamoji Leberio atrofija, kuri, tiesą sakant, yra genų mutacija. Iki šiol mokslininkai atkūrė regėjimo gebėjimus 80 aklųjų, naudodami modifikuotą adenovirusą, kuris į akies audinį atnešė „darbinį“ geną. Beje, prieš keletą metų mokslininkams pavyko išgydyti eksperimentinių beždžionių daltoniškumą, į gyvūno akies tinklainę įvedant sveiko žmogaus geną. O visai neseniai tokia operacija leido pirmiesiems pacientams išgydyti daltoniškumą.

Paprastai genetinės informacijos pateikimo būdas naudojant virusus yra pats optimaliausias, nes virusai patys randa savo taikinius organizme (herpes virusas tikrai suras neuronus, o hepatito virusas – kepenis). Tačiau šis genų pristatymo būdas turi reikšmingą trūkumą – virusai yra imunogeniški, o tai reiškia, kad patekę į organizmą imuninė sistema gali juos sunaikinti nespėjus dirbti arba net sukelti galingą imuninį atsaką iš organizmo. tik pablogina sveikatos būklę.

Yra ir kitas genų medžiagos pristatymo būdas. Tai žiedinė DNR molekulė arba plazmidė. Jis puikiai sukasi spirale, tampa labai kompaktiškas, o tai leidžia mokslininkams „supakuoti“ į cheminį polimerą ir įvesti į ląstelę. Skirtingai nuo viruso, plazmidė nesukelia imuninio atsako organizme. Tačiau šis metodas yra mažiau tinkamas, nes po 14 dienų plazmidė pašalinama iš ląstelės ir baltymų gamyba sustoja. Tai yra, tokiu būdu genas turi būti įvestas ilgą laiką, kol ląstelė „atsigaus“.

Taigi šiuolaikiniai mokslininkai turi du galingus genų pristatymo į „sergančias“ ląsteles metodus, todėl labiau pageidautina naudoti virusus. Bet kuriuo atveju galutinį sprendimą dėl vieno ar kito metodo pasirinkimo priima gydytojas, remdamasis paciento organizmo reakcija.

Iššūkiai, su kuriais susiduria genų terapija

Galima daryti neabejotiną išvadą, kad genų terapija yra menkai ištirta medicinos sritis, kuri yra susijusi su daugybe nesėkmių ir šalutinių poveikių, ir tai yra didžiulis jos trūkumas. Tačiau yra ir etikos problema, nes daugelis mokslininkų kategoriškai pasisako prieš kišimąsi į žmogaus kūno genetinę struktūrą. Štai kodėl šiandien yra tarptautinis draudimas genų terapijoje naudoti lytines ląsteles, taip pat prieš implantacijas. Tai buvo padaryta siekiant išvengti nepageidaujamų genų pokyčių ir mutacijų mūsų palikuoniuose.

Priešingu atveju genų terapija nepažeidžia jokių etikos standartų, nes ji skirta kovai su sunkiomis ir nepagydomomis ligomis, kuriose oficiali medicina yra tiesiog bejėgė. Ir tai yra svarbiausias genų gydymo privalumas.
Pasirūpink savimi!

„Jūsų vaikas turi genetinę ligą“ skamba kaip sakinys. Tačiau labai dažnai genetikai gali ženkliai padėti sergančiam vaikui ir net visiškai kompensuoti kai kurias ligas. Maria Alekseevna Bulatnikova, PBSK Pokrovskio medicinos centro neurologė genetikė, pasakoja apie šiuolaikines gydymo galimybes.

Kaip dažnos genetinės ligos?

Molekulinei diagnostikai vis labiau plintant, buvo nustatyta, kad genetinių ligų skaičius yra daug didesnis, nei manyta anksčiau. Daugelis širdies ligų, vystymosi defektų ir neurologinių anomalijų turi genetinę priežastį. Šiuo atveju kalbu konkrečiai apie genetines ligas (ne polinkius), t.y.būkles, kurias sukelia vieno ar kelių genų mutacija (skilimas). Remiantis statistika, Jungtinėse Amerikos Valstijose iki trečdalio neurologinių pacientų patenka į ligoninę dėl genetinių sutrikimų. Tokias išvadas lėmė ne tik spartus molekulinės genetikos vystymasis ir genetinės analizės galimybės, bet ir naujų neurovaizdavimo metodų, tokių kaip MRT, atsiradimas. Naudojant magnetinio rezonanso tomografiją, galima nustatyti, kurios smegenų srities pažeidimas sukelia sutrikimą, kuris atsiranda vaikui, o dažnai įtarus gimdymo traumą nustatome struktūrų pakitimus, kurie negalėjo būti pažeisti gimdymo metu, ir tada kyla prielaida apie genetinį ligos pobūdį, apie netinkamą organų formavimąsi. Remiantis naujausių tyrimų rezultatais, net ir sunkių gimdymų su nepažeista genetika įtaka gali būti kompensuojama pirmaisiais gyvenimo metais.

Ką duoda žinios apie genetinę ligos prigimtį?

Žinios apie genetines ligos priežastis toli gražu nėra nenaudingos – tai ne mirties nuosprendis, o būdas rasti teisingą kelią į gydymą ir sutrikimo korekciją. Daugelis ligų šiandien sėkmingai gydomos, kitiems genetikai gali pasiūlyti veiksmingesnius gydymo metodus, kurie žymiai pagerina vaiko gyvenimo kokybę. Žinoma, yra ir sutrikimų, kurių medikai dar neįveikia, tačiau mokslas nestovi vietoje, o kasdien atsiranda vis naujų gydymo metodų.

Mano praktikoje buvo vienas labai tipiškas atvejis. 11 metų vaikas dėl cerebrinio paralyžiaus kreipėsi į neurologą. Apžiūrėjus ir apklausus artimuosius, kilo įtarimų dėl genetinės ligos prigimties, kuri pasitvirtino. Šio vaiko laimei, nustatyta liga gali būti gydoma ir tokiame amžiuje, o pakeitus gydymo taktiką pavyko pasiekti reikšmingą vaiko būklės pagerėjimą.

Šiuo metu genetinių ligų, kurių apraiškas galima kompensuoti, skaičius nuolat auga. Geriausiai žinomas pavyzdys yra fenilketonurija. Tai pasireiškia kaip vystymosi atsilikimas, protinis atsilikimas. Laiku paskyrus dietą be fenilalanino, vaikas augs visiškai sveikas, o po 20 metų dietos griežtumą galima sumažinti. (Jei gimdote gimdymo namuose ar medicinos centre, pirmosiomis gyvenimo dienomis jūsų kūdikiui bus atliktas fenilketonurijos tyrimas).

Tokių ligų skaičius labai išaugo. Leucinozė taip pat priklauso medžiagų apykaitos ligų grupei. Sergant šia liga, gydymą reikia skirti pirmaisiais gyvenimo mėnesiais (labai svarbu nevėluoti), nes sutrikusios medžiagų apykaitos toksiniai produktai greičiau pažeidžia nervinį audinį nei sergant fenilketonurija. Deja, jei liga nustatoma sulaukus trijų mėnesių, visiškai kompensuoti jos apraiškų neįmanoma, tačiau bus galima pagerinti vaiko gyvenimo kokybę. Žinoma, norėčiau, kad ši liga būtų įtraukta į patikros programą.

Neurologinių sutrikimų priežastis dažnai yra gana nevienalyčiai genetiniai pakitimai, būtent dėl to, kad jų yra labai daug, taip sunku sukurti patikros programą, kad būtų galima laiku nustatyti visas žinomas ligas.

Tai apima tokias ligas kaip Pompe liga, Grover liga, Felidbacherio liga, Retto sindromas ir kt. Yra daug lengvesnės ligos eigos atvejų.

Genetinės ligos prigimties supratimas leidžia nukreipti gydymą į sutrikimų priežastį, o ne tik juos kompensuoti, o tai daugeliu atvejų leidžia pasiekti rimtos sėkmės ir net išgydyti kūdikį.

Kokie simptomai gali rodyti genetinį ligos pobūdį?

Visų pirma, tai yra vaiko vystymosi atsilikimas, įskaitant intrauterinį (kai kuriais vertinimais nuo 50 iki 70%), miopatijas, autizmą, negydomus epilepsijos priepuolius ir bet kokius vidaus organų apsigimimus. Cerebrinio paralyžiaus priežastis gali būti ir genetiniai sutrikimai, dažniausiai tokiais atvejais gydytojai kalba apie netipinę ligos eigą. Jei gydytojas rekomenduoja atlikti genetinį tyrimą, neatidėliokite, tokiu atveju laikas yra labai vertingas. Praleistas nėštumas ir pasikartojantys persileidimai, įskaitant giminaičius, taip pat gali rodyti genetinių anomalijų galimybę. Labai apmaudu, kai liga nustatoma per vėlai ir jos nebegalima ištaisyti.

Jei liga neišgydoma, ar tėvai turi apie tai žinoti?

Žinios apie genetinį vaiko ligos pobūdį leidžia išvengti kitų sergančių vaikų atsiradimo šioje šeimoje. Tai bene pagrindinė priežastis, kodėl nėštumo planavimo stadijoje verta leistis į genetinę konsultaciją, jei vienas iš vaikų turi raidos defektų ar sunkių ligų. Šiuolaikinis mokslas leidžia atlikti tiek prenatalinę, tiek preimplantacinę genetinę diagnostiką, jei yra informacijos apie ligą, kurios atsiradimo riziką. Šiame etape neįmanoma iš karto ištirti visų galimų genetinių ligų. Net sveikos šeimos, kuriose abu tėvai nėra girdėję apie jokią ligą, nėra apsaugotos nuo vaikų, turinčių genetinių anomalijų, atsiradimo. Recesyviniai genai gali būti perduodami per keliasdešimt kartų ir būtent jūsų poroje sutiksite savo antrąją pusę (žr. paveikslėlį).

Ar visada turėtumėte kreiptis į genetiką?

Jei jums arba jūsų gydytojui kyla kokių nors įtarimų, turite atlikti genetinį tyrimą, pagrįstą problemos buvimu. Nereikia tirti sveiko vaiko bet kuriuo atveju. Daug kas sako, kad nėštumo metu praėjo visus patikrinimus ir viskas buvo gerai, bet čia... Šiuo atveju reikia suprasti, kad atrankiniais tyrimais siekiama nustatyti (ir labai efektyviai) dažniausiai pasitaikančias genetines ligas – Dauną, Patau ir Edvardso ligos, aukščiau aptartos atskirų genų mutacijos tokio tyrimo metu neaptinkamos.

Koks jūsų centro pranašumas?

Kiekvienas genetinis centras turi savo specializaciją, veikiau jame dirbančių gydytojų specializaciją. Pavyzdžiui, pagal išsilavinimą esu vaikų neurologė. Taip pat matome genetiką, kurio specializacija yra nėštumo problemos. Mokamo centro privalumas – gydytojo galimybė savo pacientui skirti daugiau laiko (pasimatymas trunka dvi valandas, o problemos sprendimo paieškos dažniausiai tęsiasi ir po to). Genetiko bijoti nereikia, jis tiesiog specialistas, galintis nustatyti diagnozę, leidžiančią išgydyti iš pažiūros beviltišką ligą.

„Sveikatos žurnalas besilaukiantiems tėvams“, Nr.3 (7), 2014 m

Genetika Izraelyje sparčiai vystosi, atsiranda progresyvių paveldimų ligų diagnostikos ir gydymo metodų. Specializuotų tyrimų spektras nuolat plečiasi, laboratorinė bazė didėja, medicinos personalas kelia kvalifikaciją. Galimybė kuo anksčiau nustatyti diagnozę ir pradėti visapusišką paveldimų sutrikimų gydymą, todėl Izraelyje vaikų gydymas yra populiariausias ir veiksmingiausias.

Genetinių ligų diagnostika

Paveldimų ligų gydymas gali būti radikalus ir paliatyvus, tačiau pirmiausia reikia nustatyti tikslią diagnozę. Naudodami naujausius metodus, Tel Avivo Sourasky medicinos centro (Ichilov klinika) specialistai sėkmingai atlieka diagnostiką, nustato tikslią diagnozę ir pateikia išsamias rekomendacijas dėl tolesnio gydymo plano.

Reikia suprasti, kad jei radikali intervencija neįmanoma, gydytojų pastangos nukreiptos į mažojo paciento gyvenimo kokybės gerinimą: socialinę adaptaciją, gyvybinių funkcijų atkūrimą, išorinių defektų korekciją ir kt. Nustačius tikslią diagnozę įmanoma palengvinti simptomus, numatyti tolesnius veiksmus ir numatyti būsimus sveikatos pokyčius. Galite nedelsdami atlikti tyrimą ir patvirtinti genetinio sutrikimo buvimą Ichilovo klinikoje, po kurio pacientui bus paskirtas kompleksinis nustatytos ligos gydymas.

Sourasky centras siūlo tyrimus ir tyrimus ne tik vaikams, bet ir būsimiems tėveliams bei nėščiosioms. Toks tyrimas ypač tinkamas asmenims, turintiems sudėtingą asmeninę ar šeimos istoriją. Tyrimas parodys sveikų palikuonių gimimo tikimybę, po kurio gydytojas nustatys tolesnes gydymo priemones. Pavojus perduoti vaikui paveldimus sutrikimus nustatomas kuo tiksliau, naudojant naujausias technologijas.

Vaikams, turintiems genetinę patologiją, ir poroms, kurios laukiasi kūdikio su paveldimais sutrikimais, kompleksinis gydymas skiriamas jau anamnezės rinkimo ir diagnozės nustatymo stadijoje.

Vaikų genetinė diagnostika pas Ichilovą

Iki 6% naujagimių turi paveldimų raidos sutrikimų, kai kuriems vaikams genetinių sutrikimų požymiai nustatomi vėliau. Kartais tėvams užtenka žinoti apie esamą pavojų, kad išvengtų vaikui pavojingų situacijų. Genetinės konsultacijos su pirmaujančiais Izraelio specialistais padeda ankstyvoje stadijoje nustatyti anomalijų buvimą ir laiku pradėti gydymą.

Tai apima šias vaikų ligas:

defektas arba daugybiniai apsigimimai ir anomalijos (nervinio vamzdelio defektai, lūpos plyšys, širdies ydos);
protinis atsilikimas, pvz., autizmas, kiti nežinomos etimologijos raidos sutrikimai, vaiko atsilikimas mokytis;
struktūrinės įgimtos smegenų anomalijos;
jutimo ir medžiagų apykaitos sutrikimai;
genetiniai anomalijos, diagnozuotos ir nežinomos;
chromosomų anomalijos.

Tarp įgimtų ligų yra specifinio geno mutacijų, kurios perduodamos iš kartos į kartą. Tai apima talasemiją, cistinę fibrozę ir kai kurias miopatijų formas. Kitais atvejais paveldimus sutrikimus sukelia chromosomų skaičiaus ar struktūros pokyčiai. Tokią mutaciją vaikas gali paveldėti iš vieno iš tėvų arba atsirasti spontaniškai intrauterinio vystymosi metu. Ryškus chromosomų sutrikimo pavyzdys yra Dauno liga arba retinoblastoma.

Ankstyvai vaikų paveldimų defektų diagnostikai Ičilovo medicinos centre naudojami įvairūs laboratorinių tyrimų metodai:

molekulinė, kuri leidžia nustatyti DNR nuokrypį vaisiaus intrauterinio vystymosi stadijoje;
citogenetinis, kurio metu chromosomos tiriamos įvairiuose audiniuose;
biocheminis, kuris lemia medžiagų apykaitos sutrikimus organizme;
klinikiniai, padedantys nustatyti atsiradimo priežastis, atlikti gydymą ir profilaktiką.

Be kompleksinio gydymo paskyrimo ir genetinės ligos eigos stebėjimo, gydytojų užduotis – numatyti ligos atsiradimą ateityje.

Vaikų genetinių ligų gydymas

Vaikų gydymas Izraelyje susideda iš daugybės veiklų. Visų pirma, siekiant patvirtinti arba nustatyti pirminę diagnozę, atliekami laboratoriniai tyrimai. Tėvams bus pasiūlyti inovatyviausi technologinio tobulinimo metodai genetinėms mutacijoms nustatyti.

Iš viso mokslas šiuo metu žino 600 genetinių anomalijų, todėl laiku atlikta vaiko patikra leis nustatyti ligą ir pradėti tinkamą gydymą. Naujagimio genetinis tyrimas yra viena iš priežasčių, kodėl moterys mieliau gimdo Ičilovo klinikoje (Suraski).

Visai neseniai paveldimų ligų gydymas buvo laikomas bergždžia užduotimi, todėl genetinė liga buvo laikoma mirties nuosprendžiu. Šiuo metu pastebima didelė pažanga, mokslas nestovi vietoje, o Izraelio genetikai siūlo naujausius gydymo režimus tokiems vaiko raidos nukrypimams.

Genetinės ligos turi labai nevienalyčių savybių, todėl gydymas skiriamas atsižvelgiant į klinikines apraiškas ir individualius paciento parametrus. Daugeliu atvejų pirmenybė teikiama stacionariniam gydymui. Gydytojai turėtų turėti galimybę atlikti išsamiausią mažo paciento tyrimą, parinkti gydymo režimą ir, jei reikia, atlikti chirurginę intervenciją.

Norint teisingai pasirinkti hormoninę ir imuninę terapiją, reikia atlikti išsamų paciento tyrimą ir atidžiai stebėti. Terapinių susitikimų laikas taip pat yra individualus ir priklauso nuo vaiko būklės ir amžiaus. Kai kuriais atvejais tėvai gauna išsamų tolesnių procedūrų ir paciento stebėjimo planą. Vaikui skiriami vaistai ligos simptomams palengvinti, skiriama dieta ir kineziterapija.

Pagrindinės gydymo proceso kryptys Sourasky centre

Vaikų genetinių sutrikimų gydymas yra sudėtingas ir ilgas procesas. Kartais tokių negalavimų visiškai išgydyti neįmanoma, tačiau gydymas atliekamas trijose pagrindinėse srityse.

Etiologinis metodas yra pats efektyviausias, nukreiptas į sveikatos problemų priežastis. Naujausias genų korekcijos metodas apima pažeistos DNR dalies išskyrimą, klonavimą ir sveiko komponento įvedimą į pradinę vietą. Tai perspektyviausias ir novatoriškiausias būdas kovoti su paveldimomis sveikatos problemomis. Šiandien ši užduotis laikoma labai sunkia, tačiau jau naudojama daugeliui indikacijų.
Patogenetinis metodas veikia organizme vykstančius vidinius procesus. Tokiu atveju pažeidžiamas patologinis genomas, visomis turimomis priemonėmis koreguojama paciento fiziologinė ir biocheminė būklė.
Simptominis poveikio metodas skirtas sumažinti skausmą, neigiamas sąlygas ir sukurti kliūtis tolesniam ligos vystymuisi. Ši kryptis taikoma savarankiškai arba kartu su kitais gydymo būdais, tačiau esant nustatytiems genų sutrikimams ji visada skiriama. Farmakologija siūlo platų medicininių vaistų asortimentą ligų apraiškoms palengvinti. Tai prieštraukuliniai, skausmą malšinantys, raminamieji ir kiti vaistai, kuriuos vaikui reikia duoti tik paskyrus gydytoją.
Chirurginis metodas kartais reikalingas norint ištaisyti išorinius vaiko kūno defektus ir vidines anomalijas. Chirurginės intervencijos indikacijos skiriamos itin kruopščiai. Kartais norint paruošti nedidelį pacientą operacijai prireikia ilgo preliminaraus tyrimo ir gydymo.

Kaip teigiamą vaikų gydymo Izraelyje pavyzdį galime paminėti statistiką apie dažną genetinę ligą – autizmą. Ichilov-Suraski ligoninėje ankstyvas anomalijų nustatymas (nuo šešių gyvenimo mėnesių) leido 47% tokių vaikų normaliai vystytis ateityje. Gydytojai likusių tirtų vaikų nustatytus sutrikimus laikė nereikšmingais ir nereikalaujančiais terapinės intervencijos.

Tėvams patariama nepanikuoti, jei atsiranda nerimą keliančių simptomų arba yra akivaizdžių vaikų sveikatos nukrypimų. Stenkitės kuo greičiau susisiekti su klinika, gauti rekomendacijų ir išsamių patarimų dėl tolesnių veiksmų.

Namai " Laikotarpis po gimdymo » Genetinių ligų gydymas. Genų terapija: kaip gydyti genetines ligas.Ar įmanoma išgydyti genetines ligas?

Žmogaus genų terapija plačiąja prasme apima funkciškai aktyvaus geno (-ų) įvedimą į ląsteles, kad būtų ištaisytas genetinis defektas. Yra du galimi paveldimų ligų gydymo būdai. Pirmuoju atveju somatinės ląstelės (ląstelės, išskyrus lytines ląsteles) yra genetiškai transformuojamos. Šiuo atveju genetinio defekto korekcija apsiriboja konkrečiu organu ar audiniu. Antruoju atveju pakeičiamas lytinių ląstelių (spermatozoidų ar kiaušinėlių) arba apvaisintų kiaušinėlių (zigotų) genotipas, kad visos iš jų besivystančio individo ląstelės turėtų „pataisytus“ genus. Taikant genų terapiją, naudojant lytinių ląstelių ląsteles, genetiniai pokyčiai perduodami iš kartos į kartą.

Somatinių ląstelių genų terapijos politika.

1980 metais JAV katalikų, protestantų ir žydų bendruomenių atstovai parašė atvirą laišką prezidentui, kuriame išdėstė savo požiūrį į genų inžinerijos panaudojimą žmonių atžvilgiu. Šios problemos etiniams ir socialiniams aspektams įvertinti buvo sukurta Prezidento komisija ir Kongreso komisija. Tai buvo labai svarbios iniciatyvos, nes Jungtinėse Valstijose viešąjį interesą veikiančios programos dažnai vykdomos remiantis tokių komisijų rekomendacijomis. Galutinėse abiejų komisijų išvadose buvo aiškiai atskirta somatinių ląstelių genų terapija ir lytinių ląstelių genų terapija. Somatinių ląstelių genų terapija priskiriama standartiniam medicininės intervencijos į organizmą metodui, panašiam į organų transplantaciją. Priešingai, lytinių ląstelių genų terapija buvo laikoma technologiškai per sudėtinga ir etiškai pernelyg sudėtinga, kad ją būtų galima nedelsiant įgyvendinti. Padaryta išvada, kad reikia parengti aiškias taisykles, reglamentuojančias tyrimus somatinių ląstelių genų terapijos srityje; panašių dokumentų, susijusių su lytinių ląstelių genų terapija, kūrimas buvo laikomas per anksti. Siekiant sustabdyti visą nelegalią veiklą, buvo nuspręsta nutraukti visus eksperimentus lytinių ląstelių genų terapijos srityje.

Iki 1985 m. jie buvo parengę dokumentą „Paraiškų eksperimentams somatinių ląstelių genų terapijos srityje rengimo ir pateikimo taisyklės“. Jame buvo pateikta visa informacija apie tai, kokius duomenis reikia pateikti kreipiantis dėl leidimo tirti somatinių ląstelių genų terapiją žmonėms. Pagrindas buvo paimtas iš taisyklių, reglamentuojančių laboratorinius tyrimus su rekombinantine DNR; jie buvo pritaikyti tik biomedicinos tikslams.

Aštuntajame dešimtmetyje biomedicinos teisės aktai buvo peržiūrėti ir išplėsti. kaip atsakas į 1972 m. paskelbtus 40 metų Nacionalinės sveikatos tarnybos Alabamos eksperimento su 400 neraštingų sifiliu sergančių afroamerikiečių grupe rezultatus. Eksperimentas buvo atliktas siekiant ištirti natūralų šios lytiškai plintančios ligos vystymąsi, gydymas nebuvo atliktas. Žinia apie tokią siaubingą neinformuotų žmonių patirtį sukrėtė daugelį JAV. Kongresas nedelsdamas sustabdė eksperimentą ir priėmė įstatymą, draudžiantį daugiau kada nors atlikti tokius tyrimus.

Tarp klausimų, skirtų asmenims, kurie kreipėsi dėl leidimo eksperimentuoti somatinių ląstelių genų terapijos srityje, buvo šie:

1. Kokia liga turėtų būti gydoma?
2. Kiek tai rimta?
3. Ar yra alternatyvių gydymo būdų?
4. Kuo pavojingas siūlomas gydymas pacientams?
5. Kokia gydymo sėkmės tikimybė?
6. Kaip bus atrenkami pacientai klinikiniams tyrimams?
7. Ar ši atranka bus nešališka ir reprezentatyvi?
8. Kaip pacientai bus informuojami apie tyrimus?
9. Kokia informacija jiems turėtų būti suteikta?
10. Kaip bus gautas jų sutikimas?
11. Kaip bus užtikrintas informacijos apie pacientus ir tyrimus konfidencialumas?

Kai buvo pradėti genų terapijos eksperimentai, daugumą klinikinių tyrimų paraiškų pirmiausia peržiūrėjo įstaigos, kurioje turėjo būti atlikti tyrimai, etikos komitetas, prieš perduodamas Žmogaus genų terapijos pakomitečiui. Pastarasis paraiškas vertino pagal jų mokslinę ir medicininę reikšmę, atitiktį galiojančioms taisyklėms, argumentų įtikinamumą. Jei prašymas buvo atmestas, jis buvo grąžintas su reikiamomis pastabomis. Pasiūlymo autoriai galėtų peržiūrėti pasiūlymą ir jį perdaryti. Jei paraiška buvo patvirtinta, Genų terapijos pakomitetis ją aptarė viešose diskusijose pagal tuos pačius kriterijus. Patvirtinus tokio lygio paraišką, pakomitečio direktorius ją patvirtino ir pasirašė įgaliojimą atlikti klinikinius tyrimus, be kurių jie negalėjo pradėti. Pastaruoju atveju ypatingas dėmesys buvo skiriamas gaminio gavimo būdui, jo grynumo kokybinės kontrolės būdams, kokie ikiklinikiniai tyrimai buvo atlikti gaminio saugai užtikrinti.

Tačiau laikui bėgant paraiškų skaičiui augant, o genų terapijai tapus, vieno komentatoriaus žodžiais tariant, „laimėjusiu bilietu medicinoje“, pradinis paraiškos patvirtinimo procesas buvo laikomas bereikalingai daug laiko reikalaujančiu ir pertekliniu. Atitinkamai, po 1997 m. Genų terapijos pakomitetis nebebuvo viena iš agentūrų, prižiūrinčių žmogaus genų terapijos tyrimus. Jei pakomitetis egzistuoja, jis greičiausiai sudarys forumus, kuriuose bus aptariami etiniai su žmogaus genų terapija susiję klausimai. Tuo tarpu reikalavimas, kad visi genų terapijos taikymai būtų aptariami viešai, buvo panaikintas. Agentūra, atsakinga už biologinių produktų gamybos ir naudojimo stebėseną, konfidencialiai atlieka visus būtinus vertinimus, siekdama užtikrinti, kad būtų gerbiamos kūrėjų nuosavybės teisės. Šiuo metu žmogaus genų terapija laikoma saugia medicinine procedūra, nors ir ne itin veiksminga. Anksčiau išreikštas susirūpinimas išsisklaidė ir tapo vienu iš pagrindinių naujų požiūrių į žmonių ligų gydymą.

Dauguma ekspertų mano, kad žmogaus somatinių ląstelių genų terapijos bandymų patvirtinimo procesas Jungtinėse Valstijose yra gana tinkamas; tai garantuoja nešališką pacientų atranką ir jų sąmoningumą bei visų manipuliacijų atlikimą tinkamai, nedarant žalos tiek konkretiems pacientams, tiek visai žmonių populiacijai. Kitos šalys šiuo metu taip pat rengia genų terapijos tyrimų reglamentus. JAV tai buvo daroma atidžiai pasveriant kiekvieną pasiūlymą. Kaip sakė daktaras Waltersas, vienas iš Genų terapijos pakomitečio klausymų 1989 m. sausio mėn. dalyvių: „Nežinau jokio kito biomedicinos mokslo ar technologijos, kuri būtų taip plačiai ištirta kaip genų terapija“.

Defektuotų genų kaupimasis ateities kartose.

Yra nuomonė, kad genetinių ligų gydymas taikant somatinių ląstelių genų terapiją neišvengiamai sukels žmonių populiacijos genofondo pablogėjimą. Jis pagrįstas idėja, kad sugedusio geno dažnis populiacijoje didės iš kartos į kartą, nes genų terapija skatins mutantinių genų perdavimą kitai kartai iš tų žmonių, kurie anksčiau negalėjo susilaukti palikuonių arba negalėjo susilaukti palikuonių. išgyventi iki pilnametystės. Tačiau ši hipotezė pasirodė neteisinga. Remiantis populiacijos genetika, prireikia tūkstantmečių, kol dėl veiksmingo gydymo žalingas arba mirtinas genas žymiai padidėtų. Taigi, jei reta genetinė liga pasireiškia 1 iš 100 000 gyvų gimimų, po veiksmingos genų terapijos įvedimo prireiks maždaug 2 000 metų, kol šios ligos dažnis padvigubės iki 1 iš 50 000.

Be to, kad mirtino geno dažnis iš kartos į kartą beveik nepadidėja, dėl ilgalaikio visų, kuriems jo reikia, gydymo, atskirų individų genotipas taip pat išlieka nepakitęs. Šį dalyką galima iliustruoti pavyzdžiu iš evoliucijos istorijos. Primatai, įskaitant žmones, negali susintetinti gyvybiškai svarbaus vitamino C; jie turi gauti jį iš išorinių šaltinių. Taigi galime teigti, kad visi esame genetiškai pažeisti šios gyvybiškai svarbios medžiagos geno. Priešingai, varliagyviai, ropliai, paukščiai ir ne primatai žinduoliai sintetina vitaminą C. Tačiau genetinis defektas, dėl kurio neįmanoma biosintetinti vitamino C, daugiau nei milijonus metų „netrukdė“ sėkmingai primatų evoliucijai. Taip pat kitų genetinių defektų taisymas nesukels reikšmingo „nesveikų“ genų kaupimosi ateities kartose.

Lytinių ląstelių genų terapija.

Eksperimentai žmogaus lytinių ląstelių genų terapijos srityje dabar griežtai draudžiami, tačiau reikia pripažinti, kad kai kurias genetines ligas galima išgydyti tik tokiu būdu. Žmogaus lytinių ląstelių genų terapijos metodika dar nėra pakankamai išvystyta. Tačiau neabejotina, kad plėtojant genetinės manipuliacijos su gyvūnais metodus ir atliekant diagnostinius priešimplantacijos embrionų tyrimus, ši spraga bus užpildyta. Be to, somatinių ląstelių genų terapijai tapus įprastesnėmis, tai turės įtakos žmonių požiūriui į žmogaus lytinių ląstelių genų terapiją ir laikui bėgant reikės ją išbandyti. Belieka tikėtis, kad iki to laiko bus išspręstos visos problemos, susijusios su praktinio genų terapijos panaudojimo pasekmėmis žmogaus lytinių ląstelių ląstelėms, įskaitant socialines ir biologines.

Manoma, kad žmogaus genų terapija gali padėti gydyti sunkias ligas. Iš tiesų, tai gali padėti ištaisyti daugybę fizinių ir psichinių sutrikimų, nors lieka neaišku, ar visuomenei toks genų terapijos naudojimas bus priimtinas. Kaip ir bet kuri nauja medicinos sritis, žmogaus lytinių ląstelių genų terapija kelia daug klausimų, įskaitant:

1. Kiek kainuoja žmogaus lytinių ląstelių genų terapijos metodų kūrimas ir diegimas?
2. Ar vyriausybė turėtų nustatyti medicininių tyrimų prioritetus?
3. Ar prioritetinė genų terapijos plėtra lytinėms ląstelėms lems kitų gydymo metodų paieškos darbų apribojimą?
4. Ar pavyks pasiekti visus pacientus, kuriems to reikia?
5. Ar asmuo ar įmonė galės gauti išskirtines teises gydyti konkrečias ligas taikant genų terapiją?

Žmonių klonavimas.

Visuomenės susidomėjimas žmonių klonavimo galimybe atsirado septintajame dešimtmetyje, po to, kai buvo atlikti atitinkami eksperimentai su varlėmis ir rupūžėmis. Šie tyrimai parodė, kad apvaisinto kiaušinėlio branduolį galima pakeisti nediferencijuotos ląstelės branduoliu ir embrionas vystysis normaliai. Taigi iš esmės galima išskirti branduolius iš nediferencijuotų organizmo ląstelių, įterpti juos į apvaisintus to paties organizmo kiaušinėlius ir susilaukti palikuonių, kurių genotipas toks pat kaip ir tėvas. Kitaip tariant, kiekvienas iš palikuonių organizmų gali būti laikomas pirminio donoro organizmo genetiniu klonu. 1960 m atrodė, kad nepaisant techninių galimybių trūkumo, varlių klonavimo rezultatus nebuvo sunku ekstrapoliuoti žmonėms. Spaudoje pasirodė daug straipsnių šia tema, buvo parašyti net mokslinės fantastikos kūriniai. Viena iš istorijų buvo apie klastingai nužudyto JAV prezidento Johno F. Kennedy klonavimą, tačiau populiaresnė tema buvo piktadarių klonavimas. Darbai apie žmogaus klonavimą buvo ne tik neįtikėtini, bet ir propagavo klaidingą ir labai pavojingą mintį, kad žmogaus asmenybės bruožus, charakterį ir kitas savybes lemia tik jo genotipas. Tiesą sakant, žmogus kaip asmenybė formuojasi veikiamas tiek savo genų, tiek aplinkos sąlygų, ypač kultūrinių tradicijų. Pavyzdžiui, piktybinis rasizmas, kurį skelbė Hitleris, yra įgyta elgesio savybė, kuri nėra nulemta nei vieno geno, nei jų derinio. Kitoje aplinkoje su skirtingomis kultūrinėmis savybėmis „klonuotas Hitleris“ nebūtinai būtų susiformavęs į asmenybę, panašią į tikrąjį Hitlerį. Taip pat „Motinos Teresės klonas“ nebūtinai „padarytų“ moterį, kuri savo gyvenimą paskyrė padėti vargšams ir ligoniams Kalkutoje.

Tobulėjant žinduolių reprodukcinės biologijos metodams ir kuriant įvairius transgeninius gyvūnus, tapo vis labiau aišku, kad žmogaus klonavimas yra ne per tolimos ateities reikalas. Spėlionės tapo realybe 1997 m., kai buvo klonuota avis, vardu Dolly. Tam buvo panaudotas diferencijuotos avies donorės ląstelės branduolys. Metodologinis požiūris, kuris buvo naudojamas Dolly „sukurti“, iš esmės yra tinkamas bet kokių žinduolių, įskaitant žmones, klonams gauti. Ir net jei tai nepasiteisina kitoms žinduolių rūšims, tikriausiai nereikės per daug eksperimentuoti, kad būtų sukurtas tinkamas metodas. Dėl to žmogaus klonavimas iš karto taps bet kokių diskusijų, susijusių su genetikos ir biologinės medicinos etinėmis problemomis, objektu.

Be jokios abejonės, žmogaus klonavimas yra sudėtingas ir prieštaringas klausimas. Kai kuriems atrodo nepriimtina pati idėja sukurti jau egzistuojančio asmens kopiją eksperimentiniu būdu. Kiti mano, kad klonuotas individas yra tas pats, kas identiškas dvynys, nepaisant amžiaus skirtumo, todėl klonavimas nėra iš prigimties kenkėjiškas, nors galbūt ir ne visai būtinas. Klonavimas gali turėti teigiamą medicininį ir socialinį poveikį, kuris išimtiniais atvejais pateisina jo įgyvendinimą. Pavyzdžiui, tai gali būti gyvybiškai svarbu sergančio vaiko tėvams. Atsakomybę už žmogaus klonavimo eksperimentus daugelyje šalių reglamentuoja įstatymai, draudžiami visi su žmogaus klonavimu susiję tyrimai. Tokių apribojimų pakanka, kad būtų pašalinta žmogaus klonavimo galimybė. Tačiau klausimas dėl žmogaus klonavimo neišvengiamumo tikrai iškils.

Pastaba!

Šis darbas buvo pateiktas mokslo populiarinimo straipsnių konkursui kategorijoje „Geriausia apžvalga“.

Mirtinos nagai

Žmonija su šia paslaptinga liga susidūrė dar prieš mūsų erą. Ją suprasti ir gydyti bandė įvairių pasaulio šalių mokslininkai: Senovės Egipte – Ebersas, Indijoje – Sušruta, Graikijoje – Hipokratas. Visi jie ir daugelis kitų gydytojų kovojo su pavojingu ir rimtu priešu – vėžiu. Ir nors šis mūšis tęsiasi iki šiol, sunku nustatyti, ar yra visiškos ir galutinės pergalės tikimybė. Juk kuo daugiau tyrinėjame ligą, tuo dažniau kyla klausimų: ar įmanoma visiškai išgydyti vėžį? Kaip išvengti ligos? Ar įmanoma, kad gydymas būtų greitas, prieinamas ir nebrangus?

Hipokrato ir jo stebėjimo galių dėka (būtent jis įžvelgė naviko ir vėžio čiuptuvų panašumą), šis terminas atsirado senovės medicinos traktatuose. karcinoma(Graikijos karcinos) arba vėžys(lot. vėžys). Medicinos praktikoje piktybiniai navikai klasifikuojami skirtingai: karcinomos (iš epitelio audinių), sarkomos (iš jungiamojo, raumenų audinių), leukemijos (kraujyje ir kaulų čiulpuose), limfomos (limfinėje sistemoje) ir kiti (išsivysto kitų tipų). ląstelių, pavyzdžiui, glioma – smegenų vėžys). Tačiau kasdieniame gyvenime terminas „vėžys“ yra populiaresnis, o tai reiškia bet kokį piktybinį naviką.

Mutacijos: mirti ar gyventi amžinai?

Daugybė genetinių tyrimų atskleidė, kad vėžio ląstelių atsiradimas yra genetinių pokyčių rezultatas. DNR replikacijos (kopijavimo) ir taisymo (klaidų taisymo) klaidos sukelia pokyčius genuose, įskaitant tuos, kurie kontroliuoja ląstelių dalijimąsi. Pagrindiniai veiksniai, prisidedantys prie genomo pažeidimo, o vėliau ir mutacijų įgijimo, yra endogeniniai (metabolizmo metu susidarančių laisvųjų radikalų ataka, kai kurių DNR bazių cheminis nestabilumas) ir egzogeniniai (jonizuojanti ir UV spinduliuotė, cheminiai kancerogenai). Kai genome įsitvirtina mutacijos, jos skatina normalių ląstelių transformaciją į vėžines ląsteles. Tokios mutacijos dažniausiai atsiranda proto-onkogenuose, kurie paprastai skatina ląstelių dalijimąsi. Dėl to genas gali būti nuolat „įjungtas“, o mitozė (dalijimasis) nesustoja, o tai iš tikrųjų reiškia piktybinę degeneraciją. Jei genuose, kurie paprastai slopina proliferaciją (naviką slopinančiuose genuose), atsiranda inaktyvuojančių mutacijų, prarandama dalijimosi kontrolė ir ląstelė tampa „nemirtinga“ (1 pav.).

1 pav. Genetinis vėžio modelis: gaubtinės žarnos vėžys. Pirmasis žingsnis yra dviejų APS geno alelių, esančių penktoje chromosomoje, praradimas arba inaktyvavimas. Sergant šeiminiu vėžiu (žinoma adenomatozinė polipozė, FAP), viena APC geno mutacija yra paveldima. Abiejų alelių praradimas sukelia gerybinių adenomų susidarymą. Vėlesnės gerybinės adenomos 12, 17, 18 chromosomų genų mutacijos gali lemti transformaciją į piktybinį naviką. Šaltinis: .

Akivaizdu, kad tam tikrų vėžio tipų išsivystymas susijęs su daugumos ar net visų šių genų pokyčiais ir gali pasireikšti įvairiais būdais. Iš to išplaukia, kad kiekvienas navikas turėtų būti laikomas biologiškai unikaliu objektu. Šiandien yra specialios genetinės informacijos apie vėžį duomenų bazės, kuriose yra duomenų apie 1,2 milijono mutacijų iš 8207 audinių mėginių, susijusių su 20 navikų tipų: vėžio genomo atlasu ir vėžio somatinių mutacijų katalogu (COSMIC)).

Genų veikimo sutrikimo rezultatas yra nekontroliuojamas ląstelių dalijimasis, o vėlesniuose etapuose - metastazės į įvairius organus ir kūno dalis per kraują ir limfagysles. Tai gana sudėtingas ir aktyvus procesas, susidedantis iš kelių etapų. Atskiros vėžio ląstelės yra atskirtos nuo pirminės vietos ir per kraują plinta visame kūne. Tada, naudojant specialius receptorius, jie prisijungia prie endotelio ląstelių ir išreiškia proteinazes, kurios skaido matricos baltymus ir suformuoja poras bazinėje membranoje. Sunaikinusios tarpląstelinę matricą, vėžio ląstelės migruoja giliai į sveikus audinius. Dėl autokrininės stimuliacijos jie dalijasi ir susidaro mazgas (1–2 mm skersmens). Trūkstant mitybos, dalis mazgo ląstelių miršta, o tokios „miegančios“ mikrometastazės gana ilgai gali likti latentinės organo audiniuose. Palankiomis sąlygomis mazgas auga, ląstelėse suaktyvėja kraujagyslių endotelio augimo faktoriaus (VEGF) ir fibroblastų augimo faktoriaus (FGFb) genas, pradedama angiogenezė (kraujagyslių formavimasis) (2 pav.).

Tačiau ląstelės yra ginkluotos specialiais mechanizmais, apsaugančiais nuo navikų vystymosi:

Tradiciniai metodai ir jų trūkumai

Jei organizmo apsaugos sistemos sugenda ir auglys vis dėlto pradeda vystytis, jį gali išgelbėti tik medicininė intervencija. Ilgą laiką gydytojai taikė tris pagrindinius „klasikinius“ gydymo būdus:

chirurginis (visiškas naviko pašalinimas). Naudojamas, kai navikas yra mažas ir gerai lokalizuotas. Taip pat pašalinama dalis audinio, kuris liečiasi su piktybiniu augliu. Metodas nenaudojamas esant metastazėms;
radiacija – naviko apšvitinimas radioaktyviosiomis dalelėmis, siekiant sustabdyti ir užkirsti kelią vėžinių ląstelių dalijimuisi. Sveikos ląstelės taip pat yra jautrios šiai spinduliuotei ir dažnai miršta;
chemoterapija – vaistai naudojami greitai besidalijančių ląstelių augimui slopinti. Vaistai taip pat neigiamai veikia normalias ląsteles.

Aukščiau aprašyti metodai ne visada gali išgelbėti pacientą nuo vėžio. Dažnai chirurginio gydymo metu lieka tik pavienės vėžinės ląstelės, o auglys gali atsinaujinti, o taikant chemoterapiją ir spindulinę terapiją, atsiranda šalutinių poveikių (sumažėja imunitetas, mažakraujystė, plaukų slinkimas ir kt.), kurie sukelia rimtų pasekmių, o neretai – ir. paciento mirtis. Tačiau kiekvienais metais tradiciniai gydymo būdai tobulėja ir atsiranda naujų gydymo būdų, galinčių nugalėti vėžį, pavyzdžiui, biologinė terapija, hormonų terapija, kamieninių ląstelių naudojimas, kaulų čiulpų transplantacija, įvairios palaikomosios terapijos. Perspektyviausia laikoma genų terapija, nes ji nukreipta į pagrindinę vėžio priežastį – tam tikrų genų veiklos sutrikimų kompensavimą.

Genų terapija kaip perspektyva

Pasak PubMed, susidomėjimas vėžio genų terapija (GT) sparčiai auga, o šiandien GT derina daugybę metodų, kurie veikia vėžines ląsteles ir kūną. in vivo) ir už jos ribų ( ex vivo) (3 pav.).

3 pav. Dvi pagrindinės genų terapijos strategijos. Ex vivo- genetinė medžiaga vektoriais perkeliama į kultūroje išaugintas ląsteles (transdukcija), o tada transgeninės ląstelės įvedamos į recipientą; in vivo- vektoriaus su norimu genu įvedimas į konkretų audinį ar organą. Nuotrauka iš.

Genų terapija in vivo apima genų perkėlimą – genetinių konstrukcijų įvedimą į vėžines ląsteles arba audinius, kurie supa naviką. Genų terapija ex vivo susideda iš vėžio ląstelių išskyrimo iš paciento, terapinio "sveiko" geno įterpimo į vėžio genomą ir transdukuotų ląstelių įvedimą atgal į paciento kūną. Tokiems tikslams naudojami specialūs vektoriai, sukurti genų inžinerijos metodais. Paprastai tai yra virusai, kurie identifikuoja ir naikina vėžines ląsteles, likdami nekenksmingi sveikiems kūno audiniams arba nevirusiniams vektoriams.

Virusiniai vektoriai

Retrovirusai, adenovirusai, su adeno susiję virusai, lentivirusai, herpeso virusai ir kiti naudojami kaip virusiniai vektoriai. Šie virusai skiriasi savo transdukcijos efektyvumu, sąveika su ląstelėmis (atpažinimu ir infekcija) bei DNR. Pagrindinis kriterijus – saugumas ir nekontroliuojamo virusinės DNR plitimo rizikos nebuvimas: jei genai įterpiami netinkamoje žmogaus genomo vietoje, jie gali sukurti žalingas mutacijas ir inicijuoti naviko vystymąsi. Taip pat svarbu atsižvelgti į perduotų genų ekspresijos lygį, kad būtų išvengta uždegiminių ar imuninių reakcijų organizme tikslinių baltymų hipersintezės metu (1 lentelė).

1 lentelė. Virusiniai vektoriai.

Vektorius	Trumpas aprašymas
Tymų virusas	yra neigiama RNR seka, kuri nesukelia vėžio ląstelių apsauginio atsako
Herpes simplex virusas (HSV-1)	gali pernešti ilgas transgenų sekas
Lentivirusas	kilęs iš ŽIV, gali integruoti genus į nesidalijančias ląsteles
Retrovirusas (RCR)	nesugebantis savarankiškai replikuotis, užtikrina efektyvią svetimos DNR integraciją į genomą ir genetinių pokyčių išlikimą
Simian foamy virus (SFV)	naujas RNR vektorius, kuris perneša transgeną į naviką ir skatina jo ekspresiją
Rekombinantinis adenovirusas (rAdv)	užtikrina efektyvią transfekciją, tačiau galima stipri imuninė reakcija
Rekombinantinis adeno-associated virus (rAAV)	galintis transfekuoti daugelio tipų ląsteles

Nevirusiniai vektoriai

Transgeninei DNR pernešti taip pat naudojami ne virusiniai vektoriai. Polimeriniai vaistų nešikliai – nanodalelių struktūros – naudojami mažos molekulinės masės vaistams, pavyzdžiui, oligonukleotidams, peptidams, siRNR, tiekti. Dėl savo mažo dydžio nanodalelės yra absorbuojamos ląstelėse ir gali prasiskverbti pro kapiliarus, o tai labai patogu pristatyti „vaistų“ molekules į labiausiai nepasiekiamas kūno vietas. Šis metodas dažnai naudojamas naviko angiogenezės slopinimui. Tačiau yra pavojus, kad dalelės kaupsis kituose organuose, pavyzdžiui, kaulų čiulpuose, o tai gali sukelti nenuspėjamų pasekmių. Populiariausi nevirusinės DNR pristatymo būdai yra liposomos ir elektroporacija.

Sintetinis katijoninės liposomosŠiuo metu yra pripažinti perspektyviu funkcinių genų pristatymo metodu. Teigiamas krūvis dalelių paviršiuje užtikrina susiliejimą su neigiamą krūvį turinčiomis ląstelių membranomis. Katijoninės liposomos neutralizuoja neigiamą DNR grandinės krūvį, padaro jos erdvinę struktūrą kompaktiškesnę ir skatina efektyvią kondensaciją. Plazmidės-liposomų kompleksas turi nemažai svarbių privalumų: jame gali tilpti beveik neriboto dydžio genetinės konstrukcijos, nėra replikacijos ar rekombinacijos pavojaus, o šeimininko organizme jis praktiškai nesukelia imuninio atsako. Šios sistemos trūkumas yra trumpa gydomojo poveikio trukmė, o pakartotinai vartojant gali pasireikšti šalutinis poveikis.

Elektroporacija yra populiarus nevirusinės DNR pristatymo būdas, kuris yra gana paprastas ir nesukelia imuninio atsako. Sukeltų elektrinių impulsų pagalba ląstelių paviršiuje susidaro poros, plazmidinė DNR lengvai prasiskverbia į tarpląstelinę erdvę. Genų terapija in vivo elektroporacijos naudojimas įrodė savo veiksmingumą atliekant daugybę eksperimentų su pelių navikais. Tokiu atveju gali būti perkelti bet kokie genai, pavyzdžiui, citokinų genai (IL-12) ir citotoksiniai genai (TRAIL), o tai prisideda prie įvairių terapinių strategijų kūrimo. Be to, šis metodas gali būti veiksmingas tiek metastazavusių, tiek pirminių navikų gydymui.

Įrangos parinkimas

Atsižvelgiant į naviko tipą ir jo progresavimą, pacientui parenkamas efektyviausias gydymo metodas. Iki šiol buvo sukurti nauji perspektyvūs vėžio genų terapijos metodai, įskaitant onkolitinį virusinį HT, provaistų HT (provaistų terapiją), imunoterapiją, HT naudojant kamienines ląsteles.

Onkolitinis viruso genų terapija

Šioje technikoje naudojami virusai, kurie specialių genetinių manipuliacijų pagalba tampa onkolitiniais – nustoja daugintis sveikose ląstelėse ir veikia tik naviko ląsteles. Geras tokios terapijos pavyzdys yra ONYX-015, modifikuotas adenovirusas, neišreiškiantis E1B baltymo. Jei šio baltymo nėra, virusas negali daugintis ląstelėse su normaliu p53 genu. Du vektoriai, pagrįsti herpes simplex virusu (HSV-1) – G207 ir NV1020 – taip pat turi kelių genų mutacijas, kurios dauginasi tik vėžio ląstelėse. Didelis technikos privalumas yra tai, kad intraveninių injekcijų metu onkolitiniai virusai per kraują pernešami po visą organizmą ir gali kovoti su metastazėmis. Pagrindinės problemos, kylančios dirbant su virusais, yra galimas imuninio atsako pavojus recipiento organizme, taip pat nekontroliuojama genetinių konstrukcijų integracija į sveikų ląstelių genomą ir dėl to vėžinio naviko atsiradimas. .

Genų tarpininkaujama fermentų provaistų terapija

Jis pagrįstas „savižudybės“ genų įvedimu į naviko audinį, dėl kurio vėžio ląstelės miršta. Šie transgenai koduoja fermentus, kurie aktyvuoja tarpląstelinius citostatikus, TNF receptorius ir kitus svarbius apoptozės aktyvinimo komponentus. Suicidinis provaisto genų derinys idealiai turėtų atitikti šiuos reikalavimus: kontroliuojama genų ekspresija; teisingas pasirinkto provaisto pavertimas aktyvia priešvėžine medžiaga; visiškas provaisto aktyvavimas be papildomų endogeninių fermentų.

Terapijos trūkumas yra tas, kad navikuose yra visi sveikoms ląstelėms būdingi apsauginiai mechanizmai ir jie palaipsniui prisitaiko prie žalingų veiksnių ir provaistų. Adaptacijos procesą palengvina citokinų ekspresija (autokrininis reguliavimas), ląstelių ciklo reguliavimo faktoriai (atspariausių vėžio klonų atranka), MDR genas (atsakingas už jautrumą tam tikriems vaistams).

Imunoterapija

Genų terapijos dėka pastaruoju metu pradėjo aktyviai vystytis imunoterapija – naujas požiūris į vėžio gydymą naudojant priešnavikines vakcinas. Pagrindinė metodo strategija – aktyvi organizmo imunizacija nuo vėžio antigenų (TAA) naudojant genų perdavimo technologiją [?18].

Pagrindinis skirtumas tarp rekombinantinių vakcinų ir kitų vaistų yra tas, kad jos padeda paciento imuninei sistemai atpažinti vėžines ląsteles ir jas sunaikinti. Pirmajame etape vėžinės ląstelės paimamos iš recipiento kūno (autologinės ląstelės) arba iš specialių ląstelių linijų (alogeninės ląstelės), o vėliau auginamos in vitro. Kad šias ląsteles atpažintų imuninė sistema, įvedamas vienas ar keli genai, gaminantys imuninę sistemą stimuliuojančias molekules (citokinus) arba baltymus su padidintu antigenų skaičiumi. Po šių modifikacijų ląstelės toliau kultivuojamos, tada lizuojamos ir gaunama gatava vakcina.

Didelė transgenų virusinių ir nevirusinių vektorių įvairovė leidžia eksperimentuoti su įvairių tipų imuninėmis ląstelėmis (pvz., citotoksinėmis T ląstelėmis ir dendritinėmis ląstelėmis), kad būtų slopinamas imuninis atsakas ir vėžio ląstelių regresija. Dešimtajame dešimtmetyje buvo pasiūlyta, kad naviką infiltruojantys limfocitai (TIL) yra citotoksinių T limfocitų (CTL) ir natūralių vėžio ląstelių žudikų (NK) ląstelių šaltinis. Kadangi TIL galima lengvai manipuliuoti ex vivo, jos tapo pirmosiomis genetiškai modifikuotomis imuninėmis ląstelėmis, panaudotomis vėžio imunoterapijai. Iš vėžiu sergančio paciento kraujo pašalintose T ląstelėse pakeičiami genai, atsakingi už vėžio antigenų receptorių ekspresiją. Taip pat galima pridėti genų, kad modifikuotos T ląstelės išgyventų ir veiksmingiau patektų į naviką. Tokių manipuliacijų pagalba sukuriami itin aktyvūs vėžinių ląstelių „žudikai“.

Kai buvo įrodyta, kad dauguma vėžio rūšių turi specifinių antigenų ir gali sukelti savo gynybos mechanizmus, buvo iškelta hipotezė, kad vėžinių ląstelių imuninės sistemos blokavimas palengvintų naviko atmetimą. Todėl daugumos priešnavikinių vakcinų gamybai kaip antigenų šaltinis naudojamos paciento auglio ląstelės arba specialios alogeninės ląstelės. Pagrindinės naviko imunoterapijos problemos yra autoimuninių reakcijų tikimybė paciento organizme, priešnavikinio atsako nebuvimas, naviko augimo imunostimuliacija ir kt.

Kamieninės ląstelės

Galingas genų terapijos įrankis yra kamieninių ląstelių kaip vektorių panaudojimas terapinių agentų – imunostimuliuojančių citokinų, savižudybių genų, nanodalelių ir antiangiogeninių baltymų – pernešimui. Kamieninės ląstelės (SC), be gebėjimo savarankiškai atsinaujinti ir diferencijuotis, turi didžiulį pranašumą, lyginant su kitomis transporto sistemomis (nanopolimerais, virusais): provaisto aktyvacija vyksta tiesiogiai naviko audiniuose, todėl išvengiama sisteminio toksiškumo ( transgenai prisideda prie tik vėžio ląstelių sunaikinimo). Papildoma teigiama kokybė yra „privilegijuota“ autologinių SC būsena - naudojamos pačios ląstelės garantuoja 100% suderinamumą ir padidina procedūros saugumo lygį. Tačiau vis tiek terapijos veiksmingumas priklauso nuo teisingo ex vivo modifikuoto geno perkėlimas į SC ir vėliau transdukuotų ląstelių perkėlimas į paciento kūną. Be to, prieš naudojant terapiją dideliu mastu, būtina išsamiai ištirti visus galimus SC pavertimo vėžinėmis ląstelėmis būdus ir sukurti saugos priemones, kad būtų išvengta kancerogeninės SC transformacijos.

Išvada

Apibendrinant galima drąsiai teigti, kad ateina personalizuotos medicinos era, kai kiekvienam vėžiu sergančiam pacientui bus parenkama konkreti veiksminga terapija. Jau kuriamos individualios gydymo programos, kurios suteikia laiku ir teisingą pagalbą bei leidžia žymiai pagerinti paciento būklę. Evoliuciniai individualizuotos onkologijos metodai, tokie kaip genomo analizė, tikslinė vaistų gamyba, vėžio genų terapija ir molekulinė diagnostika naudojant biomarkerius, jau duoda vaisių.

Ypač perspektyvus vėžio gydymo metodas yra genų terapija. Šiuo metu aktyviai atliekami klinikiniai tyrimai, kurie dažnai patvirtina HT efektyvumą tais atvejais, kai nepadeda standartinis priešvėžinis gydymas – chirurgija, spindulinė terapija ir chemoterapija. Sukūrus inovatyvius HT metodus (imunoterapija, onkolitinė viroterapija, „savižudiška“ terapija ir kt.) bus galima išspręsti didelio mirtingumo nuo vėžio problemą, o galbūt ateityje „vėžio“ diagnozė nebus skamba kaip mirties nuosprendis.

Vėžys: atpažinti, užkirsti kelią ir pašalinti ligą.

Literatūra

Williamsas S. Klugas, Michaelas R. Cummingmas. Biologijos ir medicinos pasaulis. Genetikos pagrindai. Maskva: Technosfera, 2007. - 726 p.;
Bioinformatika: didelės duomenų bazės prieš didelį P;
Cui H., Cruz-Correa M. ir kt. (2003).

Šiame straipsnyje kalbėsime apie tai, kokias užduotis sau kelia genų terapija, kokias ligas galima gydyti šiuo metodu ir su kokiomis problemomis susiduria mokslininkai.