Википедија

Генска терапија

Генска терапија је савремен приступ у лечењу или превенцији различитих болести заснован на увођењу „дивљег” типа (енг.wилд тyпе) гена (генског материјала) у ћелије захваћене мутацијом. Према начину уноса генског материјала, вектором или директнимним убацивањем огољене ДНК, разликујемо соматску генску терапију (јетре, мозга, мишића, коже, бубрега) и герминативну (код које се генски материјал уноси у полне ћелије, с тим што промене узроковане манипулацијом на репродуктивним ћелијама неће бити пренесене следећим нараштајима). У оквиру овог поступка постоји и терапија ин виво код које се генски материјал уноси директно у болесника, затим ин витро, еx виво адиција или замена гена код људи или на анималним моделима[1] Основни предуслов за генску терапију је овладавање методологијом добијања издвојеног гена, који ће се убацивати у геном. Секвенционирање и клонирање хуманих гена познато је још од 1980. године, када је хумани ген за производњу инсулина (дефицијентан код шећерне болести тип 1) убачен у геном бактерије, која је почела да производи хумани инсулин. Овако добијени инсулин и данас се користи у терапији шећерне болести.

У наредним деценијама очекује се да ће се након успешне изолације гена у којима су испољени моногенетски поремећаји генском терапијаом, и по први пут добије лек за генетичке болести, или да се увођењем ДНК и олигонуклеотида у ћелије омогући лечење ненаследних болести, као што је нпр. карцином.

Међутим генска терапија је још увек у почетној фази истраживања и развоја, и може се сматрати експерименталном методом, са великим бројем клиничких проба. Успех генске терапије на свим пољима био би, свакако највеће и најважније откриће 21. века. Теоријске могућности генске терапије су изванредне, практична примена показује резултате, али то је свакако недовољно да задовољи бројна велика очекивања, која у будућност морају бити реализована, пре свега због нас и наших потомака.

Гене терапија која користи аденовирус као вектор. У неким случајевима, аденовирус ће убацити нови ген у ћелију. Ако је лечење успешно, нови ген ће створити функционални протеин за лечење болести

Историја уреди

Као датум када је први пут почела да се примјењује генска терапија узима се 14. септембар 1990. године, када је четворогодишња девојчица, рођена са тешком и комбинованом имунодефицијенцијом (ретким урођеним обољењем у коме недостаје ген за ензим аденозиндеаминазу неопходан за нормалан имунски одговор, па је организам осетљив на сваки патоген), добила генску терапију.[2] Код ове девојчице је генска терапија изведена тако што су прво узети леукоцити из периферне крви, затим су колонизирани у лабораторији, па је у ту културу леукоцита убачен ген који недостаје. Леукоцити су након тога враћени у крв. Генска терапија је код ове девојчице побољшала имуни одговор, али није довела до коначног излечења, зато што генетски третирани леукоцити живе само неколико месеци, па то захтева да се терапија понавља.[3]

Проценти садашњих испитивања генске терапије уреди

 
 
 

Општа разматрања уреди

 
Дуплекс црРНА и трацрРНА делује као водећа РНК да уведе специфично лоцирану модификацију гена засновану на РНК 5 ’узводно од црРНА. Цас9 веже трацрРНК и потребна му је секвенца за везивање ДНК (5’НГГ3 ’), која се назива мотив суседног протоспацера (ПАМ). Након везивања, Цас9 уводи двоструки ланац ДНК, након чега следи модификација гена хомологном рекомбинацијом (ХДР) или нехомологним крајњим спајањем (НХЕЈ).
 
Механизам генске терапије код бебе

Генска терапија, која је за сада експериментална техника, корисити гене да лечи и спречава настанак неких болести! Она обухвата низ ин виво, еx виво и ин витро методе и поступаке за прекомпоновање постојећих и уношење функционалних копија гена, који замењују или надопуњују (не)активност алелних варијанти које су одговорне за многе болести.[4]

У будућности ова ће техника довести до тога да лекари могу да лече болести убацујући гене у болесникове ћелије уместо примене лекова и операција!

Истразивачи су до сада, тестирали неколико приступа генској терапији, укључујући:[4]

  • Замењивање мутираних гена (техником хомологе рекомбинације) који узрокују болести са њиховим здравим копијама.
  • Инактивирање (енг. „кноцкинг оут”) мутираних гена који не функционису неправилно.
  • Убацивање нових гена у организам у геном на неспецифичну локацију у циљу борбе против болести (ово је најчешди начин).
  • Поправљање мутираног гена техником селективне реверзне мутације (тако да је ген оспособљен за нормалну функцију)
  • Супресију активности оштеченог гена новим геном

Општепознати термини као што су: генетички инжењеринг, генска манипулација, генско клонирање, технологија рекомбинантне ДНК, ДНК клонирање, генетичка модификација, молекулско клонирање, па и „нова генетика”, описују истозначне појмове у области биотехнологије на бази генетичког инжењерства. Сви се односе на истоветан процес: сврсисходни трансфер циљаних фрагмената и молекула ДНК из једног организма у самореплицирајуће генетичке структуре другог, или трансгенозу. Такви трансгени фрагменти ДНК се касније могу, у потребној количини копија, пропагирати у „страној ћелији домаћину”.[5]

Поред генетског инжењерства на молекуларном нивоу већ су одавно у примени и манипулације већим комплексима генетичког материјала – хромозомима и комплетним геномима (означене као хромозомско и геномско инжењерство).[6][7][8]

Облици генске терапије уреди

Герминативна генска терапија

Циљ захвата у полних ћелијама је корекција поремећене функције одређеног гена која узрокује неке тешке болести. Једна могућност овог лечења је унос гена у полне ћелије чиме би се поремећај коригује у свим ћелијама потомака.

Према томе, јасно је да генска манипулација полним ћелијама може имати неизбрисиве последице за развој будућег организма. Тако се нпр. У терапији заметним низом генетичке се промене се врше у сперми, јајашцима или ћелијама ембрионалном и преносе на будуће генерације. Ова терапија доводи до сужења залихе људских гена на коју рачунају будуће генерације.

Овакав вид терапије је нов и потребно је испитати њене последице пре било каквих покушаја, па је због тога и забрањена у већини земаља. Ипак, 2001. године научници су потврдили рођење 30 ,,генетски модификованих беба’’, чије су мајке биле подвргнуте овој процедури.

Соматска генска терапија

Ова врста генетичке терапије коју су 1990. године први пут применили Френцх Андерсон и група научника из Националног завода за здравље.[9] заснива се на интервенцији која се врши само у соматским ћелијама (телесним ћелијама, искључујући полне ћелије) након које генетичке промене не прелазе на потомство.

Соматска терапија може повећати број преживелих особа са дефектним генима у њиховим заметним низовима – генима и на тај ће се начин може се преносити све већи број генетских проблема на следеће генерације.

Будући да данашњи пренатални генетички тестови могу открити да ли је фетус или ембрион захваћен неким поремећајем, родитељима преостаје одлука о побачају оштећеног плода.

Забрињавајућа је метода оваквих поступака, осим откривања неправилности на гену, одабир пола детета. Поступак се спроводи посматрањем амнионске течности, а први успешни случај спроведен је 1955. године. Широка примена ових поступака седамдесетих је година постала је рутина. Осим одабира пола детета који је данас најзаступљенији у азијским земљама, нарочито Кини, у којој се одабирању највећим делом мушка деца, овакве методе могу поправити козметичке поремећаје у јајашцу, сперми и ембрионалном ћелијама будућег детета.

Ин виво генска терапија
 
Ин виво генска терапија
 
Еx виво генска терапија

Код обе терапије трансген се директно уводи у ћелије нападнуте заразом. На овај начин могуће је лечити цистичну фиброзу или мишићну дитрофију. Тако би ДМД била третирана увођењем дистрофин гена у мишићне ћелије, а ЦФ увођењем ЦФТР гена у ћелије ваздушног протока. Код обе болести су то ћелије чија поремећена функција изазива главне ефекте који су опасни по живот, међутим нису једине.

Болесници са цистичном фиброзом могу да пате од панкреасног недостатка, дефекта у вас деференсу, проблема јетре, док болесници с мишићном дистрофијом имају проблема са срцем или дефекте ЦНС-а.

Када би и ови дефекти били успешно отклоњени не значи да би болест у потпуности била излечена .

Еx виво генска терапија

Врши се увођењем трансгена у изоловане ћелије, да би се њима могло манипулисати ин витро. Затим се врши селекција оних ћелија које су примиле трансген, па се ови ћелијски клонови поново уводе у тело пацијента.

Овај облик терапије је погодан за генетичке дефекте који се односе на крвне ћелије. Коришћен је у лечењу дифицијенције аденозин деаминазе (АДА) и то је једина генска терапија која је до сада дала резултате клиничког побољшања.

Адиција или замена гена

У овом третману дефектни ген се у потпуности замењује функционалним трансгеном, што би обезбедило терапију за све типове мутација. Замена би укључивала хомологу рекомбинацију између трансгена и хромозомалне копије, што је могуће, јер се генетичари ослањају на овакву рекомбинацију.

Замена гена захтева процедуре у којима се бира мали број ћелија којима је промена потребна. ,,Гермлине’’ терапија захтева прецизне замене гена , јер је то једини сигуран начин да се обезбеди комплетно нормална експресија гена. Сматра се да је зато ова терапија још увек немогућа, што свакако доводи у питање горе наведене податке о рођењу ,,првих генетски модификованих беба’’. Из доступне литературу може са сазнати да су се углавном водиле расправе о томе да ли је то могуће или не, али нема чврстих доказа који би нас могли убедили да је овај тип генске терапије успешано примењен, иако је сама процедура описана и теоретски свакако могућа.

Анимални модели

Како генске терапије захтевају низ експеримената , не могу се сви изводити на људима, па су анимални модели корисни за демонстрацију принципа и развоја технологије. Како нпр. трансгени мишеви пате од сличних симптома као и људи, они могу да буду анимални модели у циљу развоја генске терапије.

Резултати уреди

Генске терапије које су до сада тестиране односиле су се на ћелије коштане сржи и крвне ћелије.

Увођењем новог гена у сперматозоид или јајну ћелију нови ген може да се пренесе на потомство, што би представљало гермлину генску терапију. Ова врста терапије није наишла на одобравање, јер се сматра да, иако би помогла у спечавању настанка одређеног генског поремећаја у појединим породицама, није извесно какав ефекат би нови ген могао да има на развијање фетуса и да ли би могао дати неке касне нежељене последице.

С обзиром на то да особе које би биле обухвачене гермлајн генском терапијом још нису рођене, оне не могу саме да одлуче да ли желе или не желе овакву терапију, тако да ова истраживања на људима нису дозвољена.

Вектори уреди

Имајући у виду да ген који је директно убачен у цитоплазму ћелије углавном не остварује своју функцију.[10] Да би функција била испуњена, потребно је ген на неки други начин убацити у ћелију. За ово постоји неколико метода:[11]

  • Коришћењем вирусних вектора, односно генетски измјењених вируса (који не могу да изазову болест, већ само га увегу ген у геном инфициране ћелије).[12]
  • Коришћењем невирусних вектора, углавном у форми липозома (липидних сфера), који могу да пренесу ДНК кроз мембрану ћелије домадина (биохемијски комплекс ДНК у липозому назива се липокомплекс)
  • Хемијским повезивањем молекула ДНК са молекулом који може да се веже са одређеним ћелијским рецепторима, након чега ДНК пролази кроз мембрану и улази у ћелију (овај метод је мање ефикасан од других наведених метода).[10]

Вектори се у организам човека убацију на три начина:[13]

  • интравенски,
  • директним убризгавањем у специфично ткиво, где их преузимају индивидуалне ћелије тог органа
  • излагањем узорак ћеља пацијента деловању вектора, у лабораторији, а затим се те ћелије враћају у организам пацијента.

Уколико је третман успешан, нови ген ће почети да кодира функционалан протеин.

Најновији метод убацивања нових гена у ћелије домаћина је стварање новог, вештачко г 47. хромозома, који би егзистирао аутономно, поред већ постојећих 46 хромозома домаћина. За овај метод уношења терапијског гена потребан је веома велики вектор. Верује се да због конструкције и аутономије вештачког хромозома, имуни систем нече нападати тај хромозом.

 
Резиме предности и недостатака главних вирусних вектора који се користе у генској терапији

Вирусни вектори уреди

Вектори су носачи који се користе приликом убацивања генског материјала у ћелију. Најчешће се за ту сврху користе вирусни вектори (ретровируси, аденовируси, ААВ, ХИВ итд.). Вируси су погодни као вектори јер су током милијарди година еволуције стекли и усавршавали апарат помоћу којег се могу убацити у живу ћелију, интегрирати свој генетски материјал у геном ћелије, и тиме навести молекуларни апарат ћелије да преписује њихове гене.[12]

Међутим овакав приступ није без опасности, јер имунолошки систем болесника може реаговати на уношење вируса, и вирус потпуно елиминисати, понекад уз потенцијално смртоносну имунолошку реакцију.

Неке упоредне карактеристике вирусних вектора
Вектор Величина трансгена Интеграција Трансдукциона ефикасност Главне предности Главни недостаци
MMLV <8кБ Да Висока Стабилна трансфекција ћелија у деоби Инфицира само ћелије које се брзо деле
Адено <7.5кБ Не Висока Трансфецира ћелије у деоби и ван ње, тропизам ка респираторном ткиву Пролазна експресија, изазива имуни одговор, уобичајен хумани вирус
ААВ <4кБ Да (?) Висока Стабилна трансфекција Мала величина трансгена, интеграција слабо разумљива
ХСВ <20кБ Не Ниска Велика величина трансгена, неуротропан. Пролазна експресија, могуће генерисање инфекције са ХСВ
Вацциниа <25кБ Не Висока Ефикасна инфекција ћелија Лимитирана примена код вакцинисаних или имунокомпромитованих индивидуа

Невирусни вектори уреди

 
Невирусни и вирусни вектори (упоредни приказ)

У ову велику групу спадају различите честице које на основу својих физичко-кемијских својстава могу у ћелију унети, са собом „упаковану” ДНА, али је не могу уклопити у ћелијски геном, што их чини изразито неефикаснима у поређењу са вирусним векторима. Пример из ове групе су липозоми, асијалогликопротеин(АСГП)[14] итд.

У лабораторијским условима, ДНА се у ћелију може убацивати и помоћу електричне струје, микроиницирањем, испаљивањем колоидних честица (гене-гуна) итд. Нажалост, што је већа ефикасност уношења гена невирусним методама, веће је и оштећење и смртност ћелија.

Ризици генске терапије уреди

Уз све предности генске терапије, постоје и бројни (стварни или хипотетски) ризици апликације наведених биотехнологија.[8]

Многи експерти упозоравају и на могућност инкорпорирања ебола или МСЦ вируса ("болести лудих крава") у људски геном и појаве одговарајућих и других пандемија. Истовремено, у једној од прихватљивијих хипотеза, научници вјерују да је ХИВ у геном људске врсте инкорпориран конзумацијом мајмунског меса. Аргументација да је таква опасност избјегнута у случају Исхране свињским месом и његовим прерађевинама тражи се у чињеници да је оно у људски јеловник укључено још прије 10–12 миленијума (у блискоисточној и кинеској регији доместикације), а без регистрованих масовних и озбиљнијих инфекција такве природе.[8]

Проблеми у генској терапији уреди

Да ли генска терапија пуно обећава
I поред извесних промашаја у генетској терапији, што је довело до сумње и забринутости у широј популацији, њен развој је реалност, као и чињеница да она има своје место у медицини.

Важно је истаћи да генетској терапији треба приступати са изузетно високим степеном научне, стручне и етичке одговорности, јер се мора искључити могућност генетских манипулација опасних за људско здравље.

Изузетно висок степен научне, стручне и етичке одговорности захтева од терапеута да у терапији стално има у виду и искључи могућност генетских манипулација, због: техничких недостатака, недовољног познавања начина преношења гена, бројчаности гена, утицаја околине, неразумевања функције гене итд.

Технички недостаци уреди

Највећи проблеми генске терапије су технички недостаци, јер не постоји сигуран начин да се нови гени убаце у тачно одређене ћелије и да се њихова функција после инсерције прецизно контролише. Ово представља озбиљан ризик по здравље, нарочито због потенцијалне токсичности, инфламације и канцерогенезе. Патофизиолошки супстрат карценогенезе после примене генске терапије је инсерција новог гена на погрешно место у геному, и то у тумор супресорске гене.

Начин преношења гена уреди

Начин преношења гена иако је један од проблема, он се превазилази векторима и то вирусима, а алтернатива њима је комплекс ДНК са липидима и протеинима (инсерирањем 47-ог хромозома — вештачког људског) у тело. Овај вектор би аутоматски функционисао поред стандардних 46 хромозома – не утичући на њихов рад и не изазивајући мутације. То би био огроман вектор способан да брине о генетичком коду и да га одреди, на основу конструкције, а имуни систем га не би нападао стварајући негативан одговор на описане вирусе.

Вишегенска обољења уреди

Већина генетичких болести захвата више од једног гена, а на њих утиче и околина. Проучавања која су вршена на идентичним близанцима показују да они не болују од истих болести, што говори о утицају околине на развој индивидуа.

Неразумевање функције гена уреди

До сада је откривено 100.000 гена, али је фунција највећег броја још увек непозната. Покушавајући генску терапију, а не знајући како цео систем функционише може да се одреди функција гена само за поједине болести (нпр српаста анемија је обољење изазвано грешком на гену који телу говори како се синтетише хемоглобин). Грешка у генима која се јавља постоји већ хиљадама година међу људима. Када се једном секвенца људског генома комплетира, следећи корак ће бити одређивање функције сваког гена понаособ.

Етичка питања уреди

Поред свих наведених проблема постоје и етичка питања у вези са применом генске терапије:[15]

  • Која је граница између дозвољене употребе и злоупотребе генске терапије?
  • Ко је надлежан да одлучи који су фенотипски облици патолошки, а који нормални?
  • Да ли је генска терапија због своје високе цене доступна искључиво добростојечим групама?
  • Да ли ће масовнија употреба генске терапије довести до тога да су различите особе друштвено мање прихватљиве?
  • Да ли треба дозволити људима да генском терапијом побољшају основне људске особине, као што су висина, интелигенција, атлетске способности итд?

Извори уреди

  1. ^ Крешимир Павелић, чуда модерне медицине, Накладни завод Глобус, Загреб, 2004.
  2. ^ Блаесе РМ, Цулвер КW, Цханг L, Андерсон WФ, Муллен C, Ниенхуис А, Цартер C, Дунбар C, Леитман С, Бергер M, ет ал, Треатмент оф севере цомбинед иммунодефициенцy дисеасе(СЦИД) дуе то аденосине деаминасе дефициенцy wитх ЦД34+ селецтед аутологоусперипхерал блоод целлс трансдуцед wитх а хуман АДА гене. Амендмент то цлиницалресеарцх пројецт, Пројецт 90-C-195, Јануарy 10, 1992. Хум Гене Тхер 1993;4(4):521-7
  3. ^ Бордигнон C, Мавилио Ф, Феррари Г, Сервида П, Угазио АГ, Нотарангело ЛД, Гилбоа Е, РоссиниС, О'Реиллy РЈ, Смитх ЦА, ет ал. Трансфер оф тхе АДА гене инто боне марроw целлс андперипхерал блоод лyмпхоцyтес фор тхе треатмент оф патиентс аффецтед бy АДА-дефициентСЦИД. Хум Гене Тхер 1993;4(4):513-20.
  4. ^ а б „А хандбоок оф гене анд целл тхерапy | WорлдЦат.орг”. www.wорлдцат.орг (на језику: енглески). Приступљено 2023-02-14. 
  5. ^ Цапеццхи МР (октобар 2001). „Генератинг мице wитх таргетед мутатионс”. Натуре Медицине. 7 (10): 1086—90.
  6. ^ Бајровић К, Јеврић-Чаушевић А., Хаџиселимовић Р., Ед. (2005): Увод у генетичко инжењерство и биотехнологију. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево. ISBN 978-9958-9344-1-4.
  7. ^ Капур Појскић L., Ед. (2014): Увод у генетичко инжењерство и биотехнологију, 2. издање. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево. ISBN 978-9958-9344-8-3.
  8. ^ а б в Хаџиселимовић Р., Појскић Н. (2005): Увод у хуману имуногенетику. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево. ISBN 978-9958-9344-3-8.
  9. ^ Ј. Рифкин, Биотехнолошко стољеће, трговина генима у осврт врлог новог свијета, Јесенски и Турк – Хрватско социолошко друштво, Загреб, 1999, стр. 165.
  10. ^ а б Роман Г, Пáлффy Р, Ходосy Ј, Лукáцс Ј, Турňа Ј, Целец П. Вецторс анд деливерy сyстемс ин гене тхерапy. Медицал Сциенце Монитор 2005; 11 (4): 110-21.
  11. ^ Салмонс Б, Гунзбург WХ. Таргетинг оф ретровирал вецторс фор гене тхерапy. Хуман Гене Тхерапy 1993; 4(2):129-41.
  12. ^ а б Герард, Р D, Цоллен D. Аденовирус гене тхерапy фор хyперцхолестеролемиа, тхромбосис анд рестеносис. Цардиовасцулар Ресеарцх 1997; 35: 451-8.
  13. ^ Хуман гене тхерапy. (на језику: енглески). ДИАНЕ Публисхинг. ИСБН 978-1-4289-2371-3. 
  14. ^ Р. Ј. Стоцкерт (1. 7. 1995). Тхе асиалоглyцопротеин рецептор: релатионсхипс бетwеен струцтуре, фунцтион, анд еxпрессион. Пхyсиол Рев. 75: 591—609.
  15. ^ Киммелман Ј. Рецент Девелопментс ин Гене Трансфер: Риск анд Етхицс. БМЈ: БритисхМедицал Јоурнал 2005; 330(7482): 79-82

Литература уреди

  • Флинт С. Ј. и сур., Принциплес оф Вирологy: Молецулар биологy, патхогенесис, анд цонтрол. . ASM Press. 2000. .
  • Вирал веторс, уредници Ангел Цид-Аррегуи и Алејандро Гарциа-Царранца. . Eton Publishing/BioTechniques Books. 2000. .
  • Нонвирал вецторс фор гене тхерапy, уредници Леаф Хуанг, Миен-Цхие Хунг и Ернст Wагнер. . Academic Press. 1999. .
  • Вецтор таргетинг фор тхерапеутиц гене деливерy, уредници Давид Т Цуриел и Јоанне Т Доуглас, Јохн Wиллеy & Сонс, Инц., 2002.
  • Доналд Де Марцо – Бењамин Wикер, архитекти културе смрти, Вербум, Сплит, 2007.
  • Дарко Полшек, Судбина одабраних, АрТресор наклада, Загреб, 2004. Зборник радова Изазови биоетике, уредник Анте Човић, Пергамена, Загреб, 2000.

Спољашње везе уреди

 Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење
у вези са темама из области медицине (здравља).
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Genska_terapija&oldid=27448180”