terapia genowa - Dolina Biotechnologiczna

Oswajamy biotechnologię (IV) —
terapia genowa
Terapia genowa. Co? Jak? Dlaczego?
Definicja terapii genowej mówi nam, że jest to leczenie polegające na
wprowadzeniu obcych kwasów nukleinowych (DNA bądź RNA) do komórek
ciała w celu uzyskania określonego efektu. Efektem tym jest zazwyczaj
modyfikacja własciwości komórek, na przykład zmuszenie ich do produkcji
pożądanego białka. Najistotniejsze wydaje się być to, że do organizmu
biorcy wprowadzany jest jedynie taki odcinek kwasu nukleinowego, który
koduje krótką, bezintornową informację o aminokwasach.
U większości organizmów żywych informacja genetyczna zawarta jest w DNA.
Każda komórka ciała dzięki obecności tego kwasu nukleinowego posiada
informację, czyli gotowy przepis na produkcję np. określonych białek. Czasem
jednak przepis bywa zły. Dzieje się tak w przypadku chorób genetycznych takich
jak SCID/ADA: pod tym enigmatycznym skrótem kryje się nazwa groźnej choroby:
ciężki złożony niedobór odporności w wyniku niedoboru deaminazy adenozynowej.
Zdrowe osoby z prawidłowym „przepisem” produkują enzym (deaminazę
adenylową), dzięki któremu nie dochodzi do gromadzenia trifosforanu
deoksyadenozyny, który jest toksyczny dla limfocytów. Osoby chore posiadają
zmutowaną wersję genu kodującego ten enzym, posiadają „zły przepis”, a taki nie
może dać w efekcie skutecznego enzymu. Idealnym rozwiązaniem byłoby
wprowadzenie nowego przepisu, najlepiej w taki sposób, aby można było powielić
i żeby każda komórka otrzymała właściwą kopię. Dzięki temu organizm
samodzielnie mógłby produkować właściwy enzym, a leczenie byłoby zbędne. Jak
tego dokonać?
Na to pytanie naukowcy szukają odpowiedzi już od 30 lat. Najprostszą metodą
wydaje się być po prostu wyizolowanie określonego fragmentu DNA, a następnie
wprowadzenie go do tkanek biorcy. Metoda taka nazywa się in vivo. Polega na
wprowadzeniu nagiego plazmidu niosącego prawidłową kopię genu (właściwy
przepis). Jednak odcinek taki nie może być zbyt długi. W przypadku odkrycia
przez nasz ustrój obcego DNA aktywowane są mechanizmy obronne, między
innymi nukleazy, które natychmiast niszczą wprowadzone DNA. Dlatego
naukowcy wciąż poszukują nowych rozwiązań w tej dziedzinie badań. Co ciekawe
sprzymierzeńcami okazali się nasi odwieczni wrogowie, a mianowicie wirusy;
ściśle rzecz ujmując adenowirusy i retrowirusy. Posiadają one naturalną zdolność
do wbudowywania swojej informacji genetycznej do DNA biorcy. Mało tego!
Potrafią przełamywać bariery ochronne i powielać właściwą informację. Metoda
ta polega na wyizolowaniu wirusowego DNA (bądź RNA w przypadku
retrotranspozonów), następnie na wycięciu enzymami restrykcyjnymi informacji
dla nas zbędnych, a nawet szkodliwych, bo powodujących zjadliwość wirusów.
Zamiast tego wprowadza się terapeutyczne kopie genów i tak przygotowany
„przepis” wprowadzony zostaje do leczonego organizmu. Obecnie podejmuje się
również próby współpracy z naszym innym wrogiem, bakteriami. również one
mają zdolność „transportowania” terapeutycznej informacji genetycznej a są
bezpieczniejsze ze względu na prostsze metody hodowli, oraz większą kontrolę
przed niepożądanym rozprzestrzenieniem się.
Inną metodą wprowadzenia materiału do komórek biorcy jest metoda ex vivo.
Polega ona na pobraniu od leczonej osoby materiału genetycznego, następnie
zmodyfikowaniu go w taki sposób aby zawierał prawidłowe kopie genów i
ponownemu wprowadzeniu go do leczonej osoby. W taki właśnie sposób postępuję
się w przypadku leczenia choroby immunologicznej SCID/ADA. Pierwszym
udanym leczeniem był przypadek czteroletniej Ashanthi DeSilva od której pobrano
limfocyty zawierające nieprawidłowe geny enzymu desaminazy adenylowej.
Następnie wprowadzono do nich, za pomocą wektorów retrowirusowych, zdrowe
kopie i tak zmodyfikowane wprowadzono spowrotem do organizmu dziewczynki.
Po pięciu latach infuzji zmienionym limfocytami lekarze zaobserwowali znaczny
wzrost desaminazy adenylowej czyniąc Ashanthi pierwszym udokumentowanym
przypadkiem leczonym terapią genową, która odniosła sukces terapeutyczny.
Dzięki terapii genowej możemy również nadać komórkom zupełnie nowe cechy.
Dzieję się tak w przypadku terapii proangiogennej polegającej na formowaniu
nowych naczyń krwionośnych. Do leczonego organizmu wprowadza się cDNA
zawierające proangiogenne czynniki indukujące, które wspomagają powstawanie
naczyń krwionośnych np. w chorobach niedokrwiennych kończyn lub serca. Dzięki
terapii możemy również, na przykład podając siRNA lub antysensowne
RNA, wyciszać lub eliminować ekspresję genów u pacjentów onkologicznych lub
tych z chorobami infekcyjnymi.
Wykorzystanie terapii genowej
Leczenie genetyczne może być zatem traktowane jako przyszłość medycyny.
Przyszłość niestety nadal odległa, gdyż terapia genowa wciąż wiąże się z
ogromnym ryzykiem niepowodzenia. Na świecie obecnie przeprowadzanych jest
blisko 1000 prób klinicznych terapii genowej takich chorób jak mukowiscydoza,
dystrofie mięśniowe, choroba Parkinsona, Alzheimera, hemofilia, AIDS oraz
nowotworowy. Tysiące pacjentów z nadzieją czekają na wyniki terapii genowej,
ponieważ jak dotąd nie opracowano w 100% bezpiecznej i skutecznej procedury
leczenia, opartej na opisanych wyżej metodach.
Źródło: Science Daily.
Możliwość ingerecji w budowę DNA pacjentów daje nadzieję na stworzenie
nowych metod leczenia różnych chorób
Dagmara Holm
Już jutro Terapia genowa a leczenie chorób neurodegeneracyjnych Pauliny
Kłos
Data publikacji: 23.07.2011r.