Genų terapija: grupės, požiūriai, vektoriai ir kitos detalės

Genų terapija: grupės, požiūriai, vektoriai ir kitos detalės!

Genas yra linijinė DNR seka, kuri koduoja tam tikrą baltymą, reikalingą tam tikroms funkcijoms.

Mutacija gene veda prie sugedusio baltymo susidarymo, todėl paveikiamos normalios baltymo funkcijos. Mutacija gene yra viena iš daugelio genetinių ligų priežasčių. Genų terapijos samprata yra ta, kad jei pacientui įvedamas teisingas genas (kuris kenčia dėl geno genų), genetinė liga gali būti kontroliuojama arba išgydoma. Devintajame dešimtmetyje ši originali koncepcija buvo vadinama „genetine pakaitine terapija“.

Dabar terminas „genų terapija“ išaugo nuo pradinio apibrėžimo ir taikomas visiems protokolams, kurie apima geno perdavimo elementą (ir nebūtinai geną, kuris, kaip žinoma, sukelia ligą). Kai kurios genetinės ligos priežastis yra tik vieno geno defektas (pvz., Adenozino deaminazės (ADA) trūkumas, cistinė fibrozė, pjautuvo ląstelių anemija).

Genų terapija, skirta koreguoti tokį vieno geno defektą, labiau tikėtina, kad bus sėkminga. Kita vertus, kai kurios genetinės ligos apima daug genetinių veiksnių, todėl gali būti sunkiau gydyti tokią ligą genų terapija. Geno terapija gali būti taikoma tiek įgimtoms, tiek įgytoms ligoms.

Genų terapija buvo suskirstyta į grupes:

1. Somatinių ląstelių genų perkėlimas yra genų perdavimas į normalų diploidinę ląstelę.

Šis metodas paveiks tik tą asmenį, kuriam suteikta genų terapija ir genų terapijos poveikis nėra perduodamas būsimoms kartoms.

2. Bakterijų linijos genų perdavimas yra genų perdavimas į reprodukcinės sistemos haploidinę kiaušialą ar spermos ląsteles. Perduodamas genas bus perduotas tolesnėms kartoms palikuonims. Bakterijų linijos genų terapijos protokolai plačiai naudojami gaminant transgeninius gyvūnus tyrimams, žemės ūkiui ir biotechnologijoms.

Sunkios ir baisios paveldėtos žmogaus genetinės ligos gali būti išvengta prieš gimimą ir tokios ligos gali būti pašalintos vėlesnėse kartose. Tačiau dėl galimo piktnaudžiavimo gali būti plačiai diskutuojama apie lytinių ląstelių genų terapiją žmonėms, kol šis metodas gali būti naudojamas gydant ligas.

Yra du skirtingi genų perdavimo ląstelėse metodai:

1. Ex vivo genų perdavimas:

Reikalingos ląstelės iš paciento yra izoliuotos ir norimi genai patenka į ląsteles. Transfektuotos ląstelės vėl įterpiamos į pacientą.

2. In vivo genų perdavimas:

Norimi genai patenka į pacientą. Genai patenka į paciento ląsteles. Genetinė terapija transplantacijos medicinoje greičiausiai bus naudojama kaip papildomas metodas.

1. Genas gali būti įvedamos į skiepus, kad genų produktai blokuotų recipiento T ląstelių aktyvaciją prieš transplantatą.

2. Prieš transplantaciją į recipientą gali būti įvesti genai, gaminantys donorui specifinius MHC antigenus. Įvestų genų pagaminti donoro MHC antigenai gali sukelti transplantacijos toleranciją recipientui.

Genų perkėlimo vektoriai:

Vektoriai yra transporto priemonės, naudojamos dominuojantiems genams perkelti į tikslines ląsteles. Tada tikslinė ląstelė išreiškia baltymą, koduotą perkelto geno. Perduodamas dominuojantis genas taip pat vadinamas „transgenu“.

Prieš pasirinkdami tinkamą vektorių, atsižvelgiama į daugelį veiksnių:

1. Tikslinės ląstelės tipas.

2. Tikslinės ląstelės padalijimo būsena.

3. Transgeno dydis.

4. Laikas, per kurį transgenas turi būti išreikštas.

5. Imuninio atsako potencialas prieš sukeltą vektorių, kuris gali būti žalingas asmeniui, kuriam buvo atlikta geno terapija.

6. Vektoriaus gamybos paprastumas.

7. Gebėjimas pacientui daugiau nei vieną kartą skirti vektorių.

8. Saugos klausimai.

Genų perkėlimo vektoriai:

Virusai turi galimybę patekti į ląsteles ir daugintis per ląsteles. Todėl, kaip vektoriai, dominuojantys genai gali būti nukreipti į ląsteles susilpnintas arba modifikuotas virusų versijas.

Retroviriniai vektoriai, naudojami kaip vektoriai genų terapijoje, yra:

1. Moloney murine leukemijos virusas (MMLU):

Vienas iš svarbiausių retrovirų vektorių trūkumų yra tas, kad retroviriniai vektoriai gali atsitiktinai įterpti į bet kurią vietą šeimininko DNR. Atsitiktinis retrovirų genomo įvedimas į šeimininko DNR gali sukelti šiuos nepageidaujamus įvykius.

i. Retrovirų genomo įterpimas į šeimininką, atsakingą už svarbaus baltymo gamybą, užkirs kelią baltymo gamybai.

ii. Retrovirų genomo įterpimas į šeimininko naviko slopinimo geną gali inaktyvuoti naviko slopintojo geną ir sukelti naviko vystymąsi.

2. Adeno virusas:

Adenovirusinė DNR išlieka epizominė ir retai integruojasi į šeimininko DNR. Tačiau adenovirusiniai baltymai ekspresuojami transfekuotų ląstelių paviršiuje. Vadinasi, imuninis atsakas prieš adeno virusinius baltymus gali sukelti indukcijos imuninę sistemą užkrėstų ląstelių ataka. Be to, pats adenovirusas gali sukelti ligą šeimininke.

3. Adeno sukeltas virusas (AAV):

Adeno asocijuoto viruso privalumai yra tai, kad jis nesukelia žmonių ligų, gali užkrėsti daug ląstelių tipų ir stabiliai integruotis į šeimininko genomą.

4. Herpes simplex virusas.

5. Vaccinia virusas.

Ne virusinis genų pristatymas:

1. Liposomos susideda iš lipidų rūšių, katijoninės amfifilo ir neutralios fosfolipido. Liposomos jungiasi prie DNR ir kondensuojasi, kad susidarytų kompleksai, turintys didelį afinitetą ląstelių membranoms; tai sukelia liposomų įsisavinimą į ląstelių citoplazmą endocitotiniu būdu. Neseniai buvo sukurtas virusinių ir ne virusinių elementų derinys, siekiant padidinti geno perdavimo į ląsteles efektyvumą.

Pirmoji genų terapija buvo bandoma prieš žmogų, beveik prieš 10 metų. Nuo tada buvo atlikta daugiau kaip 390 genų terapijos tyrimų, kuriuose dalyvavo daugiau nei 4000 asmenų. Pirmoji sėkminga genų terapija atkurė imuninės sistemos funkciją dviejuose prancūzų kūdikiuose, gimusiuose su X-susieta forma SCID.

Šių pacientų kaulų čiulpų kamieninės ląstelės buvo nuimtos; normalus genas buvo perkeltas į defektines kamienines ląsteles in vitro ir kamieninės ląstelės buvo pataisytos; tada pataisytos kamieninės ląstelės buvo perkeltos atgal į tuos pačius pacientus. Netrukus šie pacientai sukėlė normalias imunines ląsteles. Tačiau ji negali būti vadinama visišku sėkme, kol vaikai nebus senesni. Tačiau šie pradiniai rezultatai yra labai perspektyvūs ir skatinami.

Genų terapija yra pradžioje kaip biomedicinos mokslas. Lėtinė granulomatinė liga (CGD) yra imunodeficito liga. X-susieta CGD forma sudaro apie 65 procentus visų atvejų. X-susietų CGD pacientų hematopoetinės kamieninės ląstelės buvo izoliuotos ir transdukuotos normaliu genu (fermento, vadinamo fagocitų oksidaze, gp91 phox subvienetas). Po to transformuotos ląstelės vėl sugrąžintos į tuos pačius pacientus, iš kurių buvo izoliuotos ląstelės. Trys iš keturių pacientų, gydytų tokiu būdu, nuolat ir nuolat gamina neutrofilus 16–14 mėnesių.

Genų terapija yra naujas požiūris į ligos gydymą, modifikuojant asmens geno išraišką link terapinio tikslo. Geno pakeitimas teoriškai yra labiau pageidautinas, nei genų papildymas. Defekuotas genas, esantis chromosomoje, pašalinamas ir teisingas genas yra įdėtas į tą padėtį (kur turėtų būti normalus genas). Šio metodo pranašumas yra tas, kad pakeistas genas išreiškiamas tik esant reikalui ir kiekiams, kurių reikia organizmui (pvz., Įvestas genas elgiasi taip, tarsi jis būtų normalus genas).

Genų korekcija:

Defektinė seka nenormalioje chromosomoje koreguojama taip, kad po korekcijos genas veikia kaip normalus genas.

Genų terapija suteikia daug vilčių įvairioms klinikinėms sąlygoms. Transplantacijos medicinoje geno terapija yra naudojama siekiant užkirsti kelią ūminiam ir lėtiniam skiepų atmetimui.

Iš esmės yra du būdai:

1. Galima įvesti genus, kurie yra svarbūs siekiant užkirsti kelią transplantato atmetimui (pvz., Genai, koduojantys imuninę sistemą slopinančius citokinus arba bendro stimuliavimo blokus).

2. Anti-prasminės nukleino rūgštys blokuoja atmetimo molekulių, tokių kaip adhezijos molekulės, gamybą.