Генна інженерна генна терапія

Генна терапія - відносно новий метод лікування або, принаймні, що містить захворювання, що має генетичне походження. Функціональні гени вставляються в клітини пацієнта (трансфекція), генні продукти яких протидіють захворюванню. Це досягається тим, що додані гени замінюють дефектні або відсутні гени ураженої людини, так що експресія генів все одно може мати місце, в якій утворюються інтактні білки.

Методи та процедури

Основне розмежування проводиться між соматичною генною терапією та терапією зародковими лініями. У першій гени вбудовані в клітини організму (сома = тіло), саме тому ці гени не можуть передаватися далі. Однак в останніх гени транспортуються в статевих клітинах, так що після диференціювання клітин вони знаходяться у всьому організмі і також передаються далі (див. «Трансгенні організми»). Лікування зародкових ліній не дозволено застосовувати людям у Німеччині.

Соматичну генну терапію можна проводити як in vivo (безпосередньо на живому пацієнті), так і in vitro (клітини видаляються у хворої людини, генетично модифікуються і знову вводяться донору), хоча найбільш поширений шлях - через видалені клітини.

Щоб генна терапія була успішною, клітини повинні бути якомога стабільнішими завдяки видаленню, трансфекції та повторному введенню. Вони також повинні бути дуже довговічними, щоб гарантувати тривалу терапію.

Можливі клітини для успішної генної терапії:
• Статеві клітини (тільки терапія зародковими лініями)
• стовбурові клітини (часто стовбурові клітини кісткового мозку)
• Диференційовані, постмітотичні клітини (наприклад: клітини печінки, Т-лімфоцити, ...)

Терапевтичні чужорідні гени можуть потрапляти в клітини пацієнта різними шляхами (переносниками):
• Трансдукція: віруси передають необхідні гени господареві. На практиці генна терапія ретровірусами є найпоширенішою, оскільки гени вбудовуються безпосередньо в ДНК реципієнта.
• Хімічна трансфекція: змішані електрично заряджені сполуки (наприклад, фосфат кальцію), бажані гени та ізольовані клітини. Гени можуть потрапляти всередину клітин після порушення клітинної мембрани
• Фізична трансфекція:
o Мікроін’єкції: гени вводяться безпосередньо в клітини. Недолік: Кожна комірка повинна редагуватися окремо.
o Електропорація: Клітинна мембрана на короткий час проникна для генів через струмові струми. Недолік: клітини можуть бути пошкоджені.
o Частинна гармата: Частинна гармата стріляє частинками золота з генами, прикріпленими через клітинну мембрану. Недолік: клітини можуть бути пошкоджені
• Трансфекція привидів еритроцитів: еритроцити тимчасово розчиняються в розчині, а гени запечатуються в еритроцитах. Потім еритроцити зливаються з іншими клітинами.

Ризики та слабкі сторони генної терапії

Генна терапія також має деякі обмеження у застосуванні:
Складні генетичні дефекти (наприклад, рак) поки не піддаються лікуванню
генна терапія обмежена моногенними захворюваннями (захворювання, викликані лише дефектним геном).
Передані гени час від часу не зчитуються або неактивні через певний час (без постійної трансформації). Тому необхідне повторення генної терапії.
Хвороби неможливо повністю вилікувати лише за допомогою генної терапії.
Вбудовувати та експресувати можна лише зовнішні гени. Дефектні, вже існуючі гени не можна дезактивувати.
Хромосомні аберації неможливо вилікувати, оскільки вони базуються на різній кількості хромосом.
Перенесення генів у клітини все ще є дуже неефективним, оскільки це буває рідко.
Вектори часто не в змозі зайняти всі необхідні гени, тому гени повинні бути скорочені, а регулятори зазвичай опущені.

Генна терапія також має ризики:
• Включення чужорідного гена є неконтрольованим: існуючі, цілі, необхідні гени можуть бути знищені.
• Неактивні онкогени можуть активуватися, що призводить до утворення пухлин.
• Ретровіруси важко контролювати як вектори. Регуляція вбудованого гена є випадковою.
• Віруси, що використовуються як вектори, можуть викликати сильні імунні реакції у пацієнта, що може бути небезпечним, і віруси в першу чергу не дозволяють передавати гени.

Приклади генної терапії:

1. Гендицин (rAD-p53): Гендицин був першим препаратом генної терапії і був випущений в Китаї в 2003 році.
Змінений аденовірус вводить у пацієнта ген, який кодує білок p53. Цей білок p53 забезпечує запобігання росту деяких видів пухлин. Ген p53 мутується приблизно в 50% всіх пухлин.
Препарат вводять безпосередньо в пухлину. Статистично, у двох третинах усіх випадків можна спостерігати чітке зменшення пухлини при лікуванні гендицином та одночасній променевій терапії, що обіцяє приблизно втричі більше шансів на лікування, ніж чиста променева терапія.
Зокрема, білок p53 запускає апоптоз (програмовану загибель клітин) у неконтрольованих клітинах, що ростуть. Це також стимулює імунну систему руйнувати клітини пухлини.
Однак побічні ефекти можуть включати біль у місці ін’єкції та підвищення температури та алергічні реакції.

Однак Крич обговорювався лікарями та громадськістю, оскільки препарат був схвалений, хоча широкомасштабних досліджень з ним не проводилось.

2. Глібера: У 2012 році Глібера була першим методом лікування генної терапії, який також був затверджений у західних країнах. Він був розроблений для дуже рідкісної спадкової хвороби LPLD (дефіцит ліпопротеїнової ліпази), яка вражає лише 40 людей у Німеччині. У цьому випадку ліпопротеїнліпаза вже не може утворюватися, що ініціює розщеплення тригліцеридів з їжею, які потім накопичуються в крові, згущують її і в кінцевому підсумку призводять до запалення підшлункової залози. На додаток до генної терапії, постраждала людина може лише дотримуватися суворої дієти, щоб полегшити свої симптоми.

Аденоасоційовані віруси, які вводяться в стегна, де м’язові клітини виробляють необхідний фермент, служать переносниками.
Оскільки рівень ліпідів у крові лише ненадовго знизився після генної терапії, тому дотримуватися дієти все-таки довелося, а препарат коштував майже 1 мільйон євро, до цього часу в Німеччині був лише один пацієнт, який лікувався Гліберою. Тому ліцензія Glybera була скасована восени 2017 року, і препарат більше не використовувався.