Генно инженерство генна терапия

Генната терапия е сравнително нов метод за излекуване или поне съдържащо заболяване, което е от генетичен произход. Функционални гени се вкарват в клетките на пациента (трансфекция), чиито генни продукти противодействат на заболяването. Това се постига чрез добавяне на гени, заместващи дефектните или липсващи гени на засегнатото лице, така че генната експресия все още може да се осъществи, в която се образуват непокътнати протеини.

генна


Методи и процедури

Прави се основно разграничение между соматична генна терапия и терапия със зародишни линии. При първата гените са вградени в телесни клетки (soma = тяло), поради което тези гени не могат да бъдат предадени. В последния обаче гените се транспортират в зародишните клетки, така че след като клетките се диференцират, те се намират в целия организъм и също се предават (виж "трансгенни организми"). Терапията с зародишни линии не е одобрена за употреба при хора в Германия.

Соматичната генна терапия може да се извършва както in vivo (директно върху живия пациент), така и in vitro (клетките се отстраняват от болния, генетично се модифицират и отново се вкарват в донора), въпреки че по-често срещаният път е чрез отстранени клетки.

За да бъде успешна генната терапия, клетките трябва да бъдат възможно най-стабилни поради отстраняване, трансфекция и повторно поставяне. Те също трябва да бъдат много трайни, за да гарантират дългосрочна терапия.

Възможни клетки за успешна генна терапия:
• Зародишни клетки (само терапия със зародишни линии)
• стволови клетки (често стволови клетки от костен мозък)
• Диференцирани, постмитотични клетки (например: чернодробни клетки, Т-лимфоцити, ...)

Терапевтичните чужди гени могат да попаднат в клетките на пациента по различни начини (вектори):
• Трансдукция: Вирусите пренасят необходимите гени на гостоприемника. На практика генната терапия с ретровируси е най-често срещана, тъй като гените се вграждат директно в ДНК на реципиента.
• Химична трансфекция: смесени са електрически заредени съединения (напр. Калциев фосфат), желаните гени и изолирани клетки. Гените могат да попаднат вътре в клетките след нарушаване на клетъчната мембрана
• Физическа трансфекция:
o Микроинжектиране: гените се инжектират директно в клетките. Недостатък: Всяка клетка трябва да се редактира индивидуално.
o Електропорация: Клетъчната мембрана е за кратко пропусклива за гените чрез токови вълни. Недостатък: клетките могат да бъдат повредени.
o Оръдие за частици: Оръдието за частици изстрелва златни частици с гените, прикрепени през клетъчната мембрана. Недостатък: клетките могат да бъдат повредени
• Трансфекция на призраци на червени кръвни клетки: червените кръвни клетки временно се разтварят в разтвор и гените се запечатват в червените кръвни клетки. След това еритроцитите се сливат с други клетки.


Рискове и слабости на генната терапия

  • Генната терапия също има някои ограничения в приложението си:
    Сложните генетични дефекти (напр. Рак) все още не могат да бъдат лекувани
  • генната терапия е ограничена до моногенни заболявания (заболявания, причинени само от дефектен ген).
  • Предадените гени понякога не се четат или са неактивни след определено време (без постоянна трансформация). Следователно е необходимо повторение на генната терапия.
  • Болестите не могат да бъдат напълно излекувани само с генна терапия.
  • Само външни гени могат да бъдат включени и експресирани. Дефектните, вече съществуващи гени не могат да бъдат деактивирани.
  • Хромозомните аберации не могат да бъдат излекувани, тъй като се основават на различен брой хромозоми.
  • Прехвърлянето на гените в клетките все още е много неефективно, тъй като това е рядко възможно.
  • Векторите често не са в състояние да поемат изцяло всички необходими гени, така че трябва да се направи съкращаване на гените и регулаторите обикновено се пропускат.

Генната терапия също има рискове:
• Включването на чуждия ген е неконтролирано: Съществуващи, непокътнати, необходими гени могат да бъдат унищожени.
• Неактивните онкогени могат да се активират, което води до образуването на тумори.
• Ретровирусите са трудни за контрол като вектори. Регулирането на вградения ген е произволно.
• Вирусите, използвани като вектори, могат да предизвикат силни имунни реакции у пациента, които могат да бъдат опасни и вирусите не позволяват на гените да се предават на първо място.


Примери за генна терапия:

1. Гендицин (rAD-p53): Гендицинът е първото лекарство за генна терапия и е лансирано в Китай през 2003 г.
Променен аденовирус въвежда ген в пациента, който кодира протеина p53. Този протеин p53 гарантира, че някои видове тумори са възпрепятствани да растат. Генът p53 е мутирал в около 50% от всички тумори.
Лекарството се инжектира директно в тумора. Статистически при две трети от всички случаи може да се наблюдава ясно намаляване на тумора при лечение с гендицин и едновременна лъчева терапия, което обещава около три пъти по-голям шанс за излекуване от чисто лъчева терапия.
По-конкретно, протеинът p53 предизвиква апоптоза (програмирана клетъчна смърт) в неконтролирани растящи клетки. Той също така стимулира имунната система да унищожава туморните клетки.
Нежеланите реакции обаче могат да включват болка на мястото на инжектиране и повишена температура и алергични реакции.

Kritsch обаче беше обсъден от лекарите и обществеността, тъй като лекарството беше одобрено, въпреки че не бяха проведени обширни проучвания върху него.

2. Glybera: През 2012 г. Glybera е първият метод за лечение на генна терапия, който също е одобрен в западните страни. Той е разработен за много рядкото наследствено заболяване LPLD (дефицит на липопротеин липаза), което засяга само 40 души в Германия. С тази липопротеинова липаза вече не може да се образува, което инициира разграждането на триглицеридите от храната, които след това се събират в кръвта, уплътняват я и в крайна сметка водят до възпаление на панкреаса. В допълнение към генната терапия, засегнатото лице може да спазва само строга диета, за да облекчи симптомите си.

Аденоасоциираните вируси, които се инжектират в бедрата, където мускулните клетки произвеждат необходимия ензим, служат като вектори.
Тъй като нивата на липидите в кръвта само за кратко бяха намалени след генната терапия, така че все пак трябваше да се спазва диета и лекарството струваше почти 1 милион евро, досега в Германия има само един пациент, лекуван с Glybera. Следователно лицензът на Glybera беше премахнат през есента на 2017 г. и лекарството вече не се използва.