Генотерапия и генодиагностика – новая эра новой эры

ВИЧ–инфекция. Обсуждается ряд подходов, один из которых основан на модификации генома Т–лимфоцитов и макрофагов под действием "доминантного негативного" гена revMIO, продукт экспрессии которого инактивирует функциональную матричную РНК вируса иммунодефицита. Предлагается также вводить антисмысловые конструкции, чтобы блокировать экспрессию генов тех или иных белков ВИЧ. Скептическое отношение к использованию генной терапии для лечения СПИДа, вызванное отсутствием способов полного подавления ВИЧ–инфекции в культуре ткани, сменяется умеренным оптимизмом.

Артриты. Лечение заболеваний суставов (ревматоидных артритов), по всей видимости, перспективная область генной терапии. В сустав вводят гены, продукты которых оказывают лечебный эффект, в частности, ген, кодирующий белок–антагонист рецептора интерлейкина–1. Ген клеточного старения используется для предотвращения избыточной пролиферации синовиальных клеток, покрывающих суставную сумку. Еще один лечебный подход предусматривает доставку в суставную сумку антисмысловой конструкции, которая направлена на подавление синтеза белка FcappaB – одного из важнейших факторов воспаления.

ДНК–иммунизация. Этот подход относится не только к генной терапии, но и к ее ветви – генной профилактике. В организм вводятся генные конструкции, кодирующие белки, к которым необходимо получить иммунный ответ. В случае эффективной экспрессии генов эти белки служат антигенами для развития иммунного ответа. В первых работах иммунизацию проводили с помощью подкожной или внутримышечной инъекции ДНК. Однако практически сразу с этой целью начали использовать баллистическую трансфекцию, которая оказалась очень эффективной, по всей видимости, вследствие множественности мест взаимодействия трансгена с тканями.

Метод генной иммунизации, часто называемой ДНК–вакцинацией, подробно разработанный в опытах на животных, показал высокую эффективность, особенно в отношении вирусных инфекций – клещевого энцефалита, СПИДа и некоторых других. Из последних достижений следует упомянуть попытку создания ДНК–вакцины против малярии. Иммунный эффект достигался путем введения в мышцу "голой" ДНК.

ДНК–иммунизация имеет ряд преимуществ по сравнению с обычной вакцинацией. Один рекомбинантный (составленный из нескольких генов) вектор может направлять синтез нескольких антигенов одновременно, что уменьшает число отдельных иммунизаций. При этом снимаются проблемы, связанные с трудностями проникновения в организм белка, и значительно снижается риск побочных эффектов, которые зависят от токсичности вводимых при обычной иммунизации балластных белков или вирулентности используемых бактерий и вирусов. Можно ожидать, что в ближайшие годы именно ДНК–иммунизация окажется в числе наиболее эффективных методов генной терапии.

Заболевания кожи. Несомненный интерес представляют исследования по генной терапии кожного эпителия. Прямое втирание ДНК в волосяные фолликулы открывает эффективный и нетравматический путь для доставки в организм генетических конструкций. Разработан генно–терапевтический подход, основанный на подсадке в кожу трансформированных in vitro клеток кожного эпителия (кератиноцитов). Ранее было продемонстрировано, что введение с помощью генной пушки плазмиды, несущей ген фактора роста эпителия, ускоряет заживление кожных ран.

Теломеризация клеток. Это направление генной терапии находится в самом начале своего развития, поскольку лишь недавно был обнаружен феномен "обессмерчивания" клеток. Известно, что большинство клеток взрослого организма способно при делении только на определенное число удвоений, что связано с происходящим при каждом делении укорачивании ДНК в концевых участках хромосом – теломерах. Введение в клетки гена теломеразы – фермента, который может удлинять теломеры, приводит к тому, что растущие вне организма клетки, по крайней мере из соединительной ткани (фибробласты), могут делиться бесконечно долго.

В двух работах, опубликованных в 2000 г., сообщается о попытках использования  гена теломеразы в генной терапии. В  частности, мышам с экспериментальным циррозом печени вводился ген теломеразы, после чего у них появлялась теломеразная активность в клетках печени. Между тем, в норме эта активность не наблюдалась. По мнению авторов, теломеризация клеток печени может способствовать восстановлению нормального содержания гепатоцитов, а следовательно, лечению цирроза. Другой пример. Мышам с удаленными надпочечниками вводились теломеризованные клетки этого органа, что привело к обеспечению его функции.

Высказано предположение, что использование "обессмерченных" клеток окажется полезным для создания искусственных органов, выращенных из клеток пациента и поэтому не отторгающихся при трансплантации.

Несмотря на то, что  круг ненаследственных заболеваний, лечением которых занимается генная терапия, очень широк, до 80% всех современных протоколов генной терапии приходится на опухолевые заболевания.

Опухолевые  заболевания. Естественно возникает вопрос: почему генная терапия опухолей получила такое распространение? Прежде всего из–за огромного множества раковых заболеваний, их необратимости при отсутствии лечения и сложности, а часто и невозможности проведения соответствующей терапии. Но есть и вторая группа причин: в отношении тяжелых, часто безнадежных раковых больных утрачивают свое значение такие соображения, как отдаленный риск генетических повреждений. Ведь для лечения этих больных используются такие безусловно опасные средства, как массированное облучение организма, введение в огромных дозах чрезвычайно токсичных химических веществ или хирургическое удаление жизненно важных органов.

Основные методы генной терапии опухолей:

• усиление иммуногенности опухоли;

• генетическая модификация  клеток иммунной системы для усиления их противоопухолевой активности;

• введение в опухоль  генов чувствительности к химиотерапевтическим препаратам ("генов самоубийства");

• блокирование экспрессии онкогенов (например, с помощью антисенсовых конструкций или внутриклеточных  антител);

• введение в раковые  клетки гена–супрессора опухолевого роста, например, гена белка р53 ("дикого" типа);

• блокировка экспрессии генов пролиферации (онкогенов);

• защита нормальных тканей от системного токсического действия химиотерапии (например, введение в  стволовые клетки костного мозга  гена множественной лекарственной  устойчивости);

• повышение устойчивости к облучению клеток нормальных тканей, находящихся рядом с опухолью, за счет сверхэкспрессии в них  антиоксидантов (например, глутатион–синтетазы или трансферазы);

• создание и использование  рекомбинантных генных противоопухолевых вакцин.

Генная диагностика имеет большое будущее в экспресс–диагностике инфекционных болезней. На ранних этапах инфекции, когда AT в организме ещё не выработаны, диагностика основана на идентификации Аг, в том числе специфических генов возбудителя. Для этого выявления наиболее часто применяют методы гибридизации и амплификации ДНК.

Многообразие форм наследственных болезней (а их уже известно более 4 тыс.), изменчивость их клинических  проявлений и часто отсутствие радикального лечения делают особенно актуальной разработку точных ранних (преклинических и пренатальных) методов диагностики этих болезней. А это прежде всего ДНК–диагностика, молекулярная цитогенетика, тонкая биохимическая и иммунодиагностика, компьютерный информационный анализ. К сожалению, сегодня в России такие методы доступны пока только федеральным медико–генетическим центрам, академическим и университетским клиникам.

Своеобразную группу форм наследственной патологии представляют синдромы, обусловленные генетическими  дефектами, которые занимают промежуточное положение между собственно генными мутациями и хромосомными перестройками (обычно это – микроделеции). Сочетание тонкого цитогенетического и молекулярного анализа соответствующих участков хромосом позволило точно картировать их и секвенировать прилежащие к точкам разрыва последовательности ДНК. Эти результаты помогают понять природу таких синдромов и открывают новые возможности для их точного диагноза и прогноза. Тонкий молекулярный анализ позволяет также открывать и исследовать новые, ранее неизвестные гены человека.

Информатика

 В последние годы в России наметился прогресс в создании собственных русскоязычных информационно–поисковых систем по цитогенетическому картированию и порокам развития человека.  Уже разработаны две компьютерные системы: "SYNGEN", включающая 1920 синдромов врожденных пороков развития, и "CHRODYS" – по цитогенетике и клиническим проявлениям синдромальных форм врожденной патологии, связанной с образованием в организме клеток с варьирующим числом некоторых неполовых хромосом (анеусомия аутосом человека).

Новости генной терапии

Евросоюз впервые готов  разрешить врачам использование  генной терапии, сообщает BBC.  
Напомним, что генной терапией называют замену "бракованного" участка ДНК пациента на работающий. Китай разрешил применение этой технологии еще в 2003 году, однако только сейчас она может войти в арсенал практикующих врачей Европы.

С помощью генной терапии будут  лечить тяжелую форму панкреатита, вызванного липазной недостаточностью. При этом заболевании мутация  в одном из генов нарушает расщепление жиров, поступающих с пищей, что приводит к опасному для жизни воспалению поджелудочной железы.

Смягчить болезненные проявления можно с помощью строгой диеты, поэтому больные с липазной недостаточностью вынуждены отказываться от множества привычных для нас блюд из страха перед острой болью и воспалением, нередко приводящим к госпитализации. Теперь врачи смогут предложить им лечение, оказывающее значительный положительный эффект уже после одной–единственной инъекции.  
Источник: www.bbc.co.uk/news/health–18926892

Отправитель: Genotek – Сервис генетических услуг

12 августа 2012