Трябва да се проведе генна терапия. Човешка генна терапия. Трудности при използване на вируси в генната терапия

Генната терапия е набор от генно инженерни (биотехнологични) и медицински методи, насочени към въвеждане на промени в генетичния апарат на човешките соматични клетки с цел лечение на заболявания. Това е нова и бързо развиваща се област, фокусирана върху коригиране на дефекти, причинени от мутации (промени) в структурата на ДНК или даване на нови функции на клетките.

Концепцията за генна терапия се появява веднага след откриването на феномена на трансформация в бактериите и изследването на механизмите на трансформация на животински клетки от туморообразуващи вируси. Такива вируси могат стабилно да въвеждат генетичен материал в генома на клетката гостоприемник, така че е предложено да се използват като вектори за доставяне на желаната генетична информация в клетъчния геном. Предполага се, че такива вектори могат, ако е необходимо, да коригират дефекти в генома.

Генната корекция на соматичните клетки стана реалност след 80-те години на миналия век, когато бяха разработени методи за получаване на изолирани гени, създадени бяха еукариотни експресионни вектори и генните трансфери при мишки и други животни станаха обичайни.

В исторически план генната терапия е била насочена към лечение на наследствени генетични заболявания, но полето й на приложение, поне на теория, се е разширило. Понастоящем генната терапия се счита за потенциално универсален подход за лечение на широк спектър от заболявания, вариращи от наследствени, генетични и инфекциозни заболявания.

Подходите за генна терапия сега включват и подходи, при които клетките се модифицират, за да подобрят имунния отговор на организма към нежелани събития, причинени от инфекция или тумори. Модифицирането се извършва и чрез въвеждане на нова генетична информация или в клетките, срещу които се иска да се увеличи имунният отговор, или в клетките на имунната система, с помощта на които се иска да се засили този ефект. Въпреки че, строго погледнато, тази стратегия не се вписва съвсем в класическата концепция за генна терапия.

Основното предизвикателство е да се преодолеят бариерите пред проникването на терапевтичен агент в тумор с минимална токсичност за здрави клетки. Моделите дават много обещаващи резултати, но дори и при най-добрите животински модели остава проблемът с прехвърлянето към хора, които са както биохимично, така и физиологично различни от модела.

3. Ролята на мелатонина във формирането на дневни, сезонни ритми и в адаптирането към сезонните промени. Влиянието на мелатонина върху репродуктивната функция на бозайниците и върху характера на индивидуалното развитие. Основните етапи на онтогенезата, при които се променя производството на мелатонин, тяхното значение.

Основни функции: Регулира дейността на ендокринната система, кръвното налягане, честотата на съня, регулира сезонните ритми при много животни, забавя процесите на стареене, повишава ефективността на имунната система, има антиоксидантни свойства, повлиява процесите на адаптация при смяна на часовите зони, освен това мелатонинът участва в регулирането, кръвното налягане, функциите на храносмилателния тракт, функцията на мозъчните клетки.

Влияние върху сезонния ритъм и размножаване

Тъй като производството на мелатонин зависи от продължителността на деня, много животни го използват като „сезонен часовник“. При хората, както и при животните, производството на мелатонин е по-ниско през лятото, отколкото през зимата. Така мелатонинът може да регулира зависими от фотопериода функции – размножаване, миграционно поведение, сезонно линеене. При видовете птици и бозайници, които се размножават през дългите дни, мелатонинът потиска секрецията на гонадотропини и намалява нивото на сексуалната активност. При животни, които се размножават при кратки светли часове на деня, мелатонинът стимулира сексуалната активност. Ефектът на мелатонина върху репродуктивната функция при хората не е достатъчно проучен. По време на пубертета пиковата (нощна) концентрация на мелатонин рязко намалява. При жени с хипофизна аменорея концентрациите на мелатонин са значително по-високи, отколкото при здрави жени. Тези данни показват, че мелатонинът потиска репродуктивните функции при жените.

Циркаден ритъм и сън

Едно от основните действия на мелатонина е да регулира съня. Мелатонинът е основният компонент на пейсмейкърната система на тялото. Участва в създаването на денонощния ритъм: влияе пряко на клетките и променя нивото на секреция на други хормони и биологично активни вещества, чиято концентрация зависи от времето на деня. Ефектът на светлинния цикъл върху ритъма на секрецията на мелатонин е показан при наблюдения на слепи хора. Повечето от тях проявяват ритмична секреция на хормона, но със свободно вариращ период, различен от дневния цикъл (25-часов цикъл спрямо 24-часов дневен). Тоест при хората ритъмът на секреция на мелатонин има формата на циркадна мелатонинова вълна, „свободно протичаща“ при липса на промяна в циклите светлина-тъмнина. Промяна в ритъма на секрецията на мелатонин се получава и при прелитане през часови зони.

Ролята на епифизната жлеза и епифизния мелатонин в дневните и сезонни ритми, моделите на сън-събуждане днес изглежда неоспорима. При дневни (дневни) животни (включително хора) секрецията на мелатонин от епифизната жлеза съвпада с обичайните часове на сън. Проучванията показват, че повишаването на нивата на мелатонин не е задължителен сигнал за настъпване на сън. При повечето субекти приемането на физиологични дози мелатонин предизвиква само лек седативен ефект и намалява реактивността към обичайните стимули от околната среда.

С възрастта активността на епифизната жлеза намалява, така че количеството на мелатонин намалява, сънят става повърхностен и неспокоен, възможно е и безсъние. Мелатонинът помага за премахване на безсънието и предотвратява нарушаването на дневния режим и биоритъма на организма.

Основният ефект на мелатонина върху ендокринната система при много видове е инхибирането на секрецията на гонадотропин. В допълнение, секрецията на други тропни хормони на предната хипофиза - кортикотропин, тиротропин, соматотропин - намалява, но в по-малка степен. Мелатонинът намалява чувствителността на клетките на предния лоб към гонадотропин-освобождаващ фактор и може да потисне неговата секреция.

Експерименталните данни показват, че под въздействието на мелатонина се повишава съдържанието на GABA- в централната нервна система и на серотонин в средния мозък и хипоталамуса. Известно е, че GABA е инхибиторен медиатор в централната нервна система и намаляването на активността на серотонинергичните механизми може да бъде важно в патогенезата на депресивните състояния.

Липса на мелатонин в организма

Експериментите върху лабораторни животни показват, че при липса на мелатонин, причинена от отстраняването на рецепторите, животните започват да стареят по-бързо: менопаузата започва по-рано, натрупват се увреждания на клетките от свободни радикали, намалява чувствителността към кинсулин и се развиват затлъстяване и рак.

БИЛЕТ №56

Генетичните заболявания са заболявания, които възникват при хората поради хромозомни мутации и дефекти в гените, тоест в наследствения клетъчен апарат. Увреждането на генетичния апарат води до сериозни и разнообразни проблеми - загуба на слуха, зрителни увреждания, забавено психофизическо развитие, безплодие и много други заболявания.

Концепцията за хромозомите

Всяка клетка на тялото има клетъчно ядро, чиято основна част е изградена от хромозоми. Набор от 46 хромозоми е кариотип. 22 двойки хромозоми са автозоми, а последните 23 двойки са полови хромозоми. Това са половите хромозоми, които разграничават мъжа и жената един от друг.

Всеки знае, че жените имат XX хромозоми, а мъжете имат XY хромозоми. Когато възникне нов живот, майката предава хромозомата X, а бащата - или X, или Y. Именно с тези хромозоми, или по-скоро с тяхната патология, се свързват генетичните заболявания.

Генът може да мутира. Ако е рецесивен, тогава мутацията може да се предава от поколение на поколение, без да се прояви по никакъв начин. Ако мутацията е доминираща, тогава тя определено ще се прояви, така че е препоръчително да защитите семейството си, като научите за потенциалния проблем навреме.

Генетичните заболявания са проблем в съвременния свят.

Всяка година се откриват все повече и повече наследствени патологии. Вече са известни повече от 6000 наименования на генетични заболявания, които са свързани както с количествени, така и с качествени промени в генетичния материал. Според Световната здравна организация около 6% от децата страдат от наследствени заболявания.

Най-неприятното е, че генетичните заболявания могат да се появят само след няколко години. Родителите се радват на здраво бебе, без да подозират, че децата им са болни. Например, някои наследствени заболявания могат да се проявят на възраст, когато самият пациент има деца. И половината от тези деца могат да бъдат обречени, ако родителят носи доминиращ патологичен ген.

Но понякога е достатъчно да знаете, че тялото на детето не е в състояние да абсорбира определен елемент. Ако родителите бъдат предупредени за това навреме, тогава в бъдеще, просто избягвайки продукти, съдържащи този компонент, можете да защитите тялото от прояви на генетично заболяване.

Затова е много важно при планиране на бременност да се направи тест за генетични заболявания. Ако тестът покаже вероятността за предаване на мутиралия ген на нероденото дете, тогава в немските клиники те могат да извършат генна корекция по време на изкуствено осеменяване. Тестовете могат да се правят и по време на бременност.

В Германия можете да ви предложим иновативни технологии от най-новите диагностични разработки, които могат да разсеят всички ваши съмнения и подозрения. Около 1000 генетични заболявания могат да бъдат открити преди раждането на детето.

Генетични заболявания - какви видове има?

Ще разгледаме две групи генетични заболявания (всъщност има повече)

1. Заболявания с генетична предразположеност.

Такива заболявания могат да се проявят под въздействието на външни фактори на околната среда и са много зависими от индивидуалното генетично предразположение. Някои заболявания могат да се появят при възрастни хора, докато други могат да се появят неочаквано и рано. Така например силен удар по главата може да провокира епилепсия, приемането на несмилаем продукт може да причини тежки алергии и т.н.

2. Заболявания, които се развиват при наличие на доминантен патологичен ген.

Такива генетични заболявания се предават от поколение на поколение. Например, мускулна дистрофия, хемофилия, шест пръста, фенилкетонурия.

Семейства с висок риск от раждане на дете с генетично заболяване.

Кои семейства първо трябва да посетят генетични консултации и да идентифицират риска от наследствени заболявания в тяхното потомство?

1. Кръвни бракове.

2. Безплодие с неизвестна етиология.

3. Възраст на родителите. Смята се за рисков фактор, ако бъдещата майка е над 35 години, а бащата е над 40 (според някои източници над 45). С възрастта се появяват все повече и повече увреждания в репродуктивните клетки, което увеличава риска от раждане на бебе с наследствена патология.

4. Наследствени семейни заболявания, тоест сходни заболявания при двама или повече членове на семейството. Има заболявания с изразени симптоми и родителите не се съмняват, че това е наследствено заболяване. Но има признаци (микроаномалии), на които родителите не обръщат нужното внимание. Например, необичайна форма на клепачите и ушите, птоза, петна с цвят на кафе по кожата, странна миризма на урина, пот и др.

5. Усложнена акушерска анамнеза - мъртво раждане, повече от един спонтанен аборт, пропуснати бременности.

6. Родителите са представители на малка националност или идват от едно малко населено място (в този случай има голяма вероятност от кръвно-родствени бракове)

7. Въздействието на неблагоприятни домашни или професионални фактори върху един от родителите (дефицит на калций, недостатъчно протеиново хранене, работа в печатница и др.)

8. Лоши екологични условия.

9. Използване на лекарства с тератогенни свойства по време на бременност.

10. Заболявания, особено вирусна етиология (рубеола, варицела), прекарани от бременна жена.

11. Нездравословен начин на живот. Постоянният стрес, алкохолът, тютюнопушенето, наркотиците, лошото хранене могат да причинят увреждане на гените, тъй като структурата на хромозомите под влияние на неблагоприятни условия може да се промени през целия живот.

Генетични заболявания - какви са диагностичните методи?

В Германия диагностиката на генетичните заболявания е много ефективна, тъй като се използват всички известни високотехнологични методи и абсолютно всички възможности на съвременната медицина (ДНК анализ, ДНК секвениране, генетичен паспорт и др.) за определяне на потенциални наследствени проблеми. Нека да разгледаме най-често срещаните.

1. Клинико-генеалогичен метод.

Този метод е важно условие за висококачествена диагностика на генетично заболяване. Какво включва? На първо място, подробно интервю с пациента. Ако има подозрение за наследствено заболяване, тогава проучването засяга не само самите родители, но и всички роднини, т.е. събира се пълна и изчерпателна информация за всеки член на семейството. Впоследствие се съставя родословие, в което се посочват всички признаци и заболявания. Този метод завършва с генетичен анализ, въз основа на който се поставя правилна диагноза и се избира оптимална терапия.

2. Цитогенетичен метод.

Благодарение на този метод се определят заболяванията, които възникват поради проблеми в клетъчните хромозоми, като се изследва вътрешната структура и разположение на хромозомите. Това е много проста техника - взема се изстъргване от лигавицата на вътрешната повърхност на бузата, след което изстъргването се изследва под микроскоп. Този метод се провежда с родители и членове на семейството. Вид цитогенетичен метод е молекулярната цитогенетика, която ви позволява да видите най-малките промени в структурата на хромозомите.

3. Биохимичен метод.

Този метод, чрез изследване на биологичните течности на майката (кръв, слюнка, пот, урина и др.), Може да определи наследствени заболявания, основани на метаболитни нарушения. Едно от най-известните генетични заболявания, свързани с метаболитни нарушения, е албинизмът.

4. Молекулярно-генетичен метод.

Това е най-прогресивният метод, използван в момента за идентифициране на моногенни заболявания. Той е много точен и открива патология дори в нуклеотидната последователност. Благодарение на този метод е възможно да се определи генетичната предразположеност към развитието на онкология (рак на стомаха, матката, щитовидната жлеза, простатата, левкемия и др.) Следователно, той е особено показан за лица, чиито близки роднини страдат от ендокринни заболявания. , психични, онкологични и съдови заболявания.

В Германия за диагностициране на генетични заболявания ще ви бъде предложена пълната гама от цитогенетични, биохимични, молекулярно-генетични изследвания, пренатална и постнатална диагностика, плюс неонатален скрининг на новороденото. Тук можете да направите около 1000 генетични теста, които са одобрени за клинична употреба в страната.

Бременност и генетични заболявания

Пренаталната диагностика предоставя големи възможности за идентифициране на генетични заболявания.

Пренаталната диагностика включва изследвания като

биопсия на хорионните въси - анализ на фетална хорионна тъкан на 7-9 седмица от бременността; биопсия може да се извърши по два начина - през шийката на матката или чрез пробиване на предната коремна стена;
амниоцентеза - на 16-20 седмица от бременността се получава амниотична течност чрез пункция на предната коремна стена;
кордоцентезата е един от най-важните диагностични методи, тъй като изследва кръвта на плода, получена от пъпната връв.

При диагностицирането се използват и скринингови методи като троен тест, фетална ехокардиография и определяне на алфа-фетопротеин.

Ултразвуковото изобразяване на плода в 3D и 4D измерения може значително да намали раждането на бебета с дефекти в развитието. Всички тези методи имат нисък риск от странични ефекти и не оказват неблагоприятно влияние върху хода на бременността. Ако по време на бременност се открие генетично заболяване, лекарят ще предложи определени индивидуални тактики за управление на бременната жена. В ранните етапи на бременността немските клиники могат да предложат генна корекция. Ако генната корекция се извърши навреме в ембрионалния период, тогава някои генетични дефекти могат да бъдат коригирани.

Неонатален скрининг на дете в Германия

Неонатален скрининг на новородени идентифицира най-честите генетични заболявания при бебето. Ранната диагностика позволява да се разбере, че детето е болно, дори преди да се появят първите признаци на заболяване. По този начин могат да бъдат идентифицирани следните наследствени заболявания - хипотиреоидизъм, фенилкетонурия, болест на кленов сироп, адреногенитален синдром и други.

Ако тези заболявания се открият навреме, шансът за излекуване е доста голям. Висококачественият неонатален скрининг също е една от причините жените да летят до Германия, за да родят дете тук.

Лечение на човешки генетични заболявания в Германия

Доскоро генетичните заболявания не се лекуваха; това се смяташе за невъзможно и следователно безнадеждно. Следователно диагнозата на генетично заболяване се смяташе за смъртна присъда и в най-добрия случай можеше да се разчита само на симптоматично лечение. Сега ситуацията се промени. Напредъкът е забележим, появиха се положителни резултати от лечението и нещо повече, науката непрекъснато открива нови и ефективни начини за лечение на наследствени заболявания. И въпреки че днес много наследствени заболявания не могат да бъдат излекувани, генетиците са оптимисти за бъдещето.

Лечението на генетични заболявания е много сложен процес. Тя се основава на същите принципи на въздействие като всяко друго заболяване - етиологично, патогенетично и симптоматично. Нека разгледаме накратко всеки.

1. Етиологичен принцип на въздействие.

Етиологичният принцип на въздействие е най-оптималният, тъй като лечението е насочено директно към причините за заболяването. Това се постига чрез методи за генна корекция, изолиране на увредената част от ДНК, клониране и въвеждане в тялото. В момента тази задача е много трудна, но за някои заболявания вече е изпълнима

2. Патогенетичен принцип на въздействие.

Лечението е насочено към механизма на развитие на заболяването, т.е. променя физиологичните и биохимичните процеси в тялото, елиминирайки дефектите, причинени от патологичния ген. С развитието на генетиката патогенетичният принцип на въздействие се разширява и за различни заболявания всяка година ще се откриват нови начини и възможности за коригиране на увредените връзки.

3. Симптоматичен принцип на въздействие.

Съгласно този принцип лечението на генетично заболяване е насочено към облекчаване на болката и други неприятни явления и предотвратяване на по-нататъшното прогресиране на заболяването. Винаги се предписва симптоматично лечение, което може да се комбинира с други методи на лечение или да бъде самостоятелно и единствено лечение. Това е предписването на болкоуспокояващи, успокоителни, антиконвулсанти и други лекарства. Фармакологичната индустрия сега е много развита, така че гамата от лекарства, използвани за лечение (или по-скоро за облекчаване на проявите на) генетични заболявания, е много широка.

В допълнение към медикаментозното лечение, симптоматичното лечение включва използването на физиотерапевтични процедури - масаж, инхалации, електролечение, балнеолечение и др.

Понякога хирургичното лечение се използва за коригиране на деформации, както външни, така и вътрешни.

Генетиците в Германия вече имат богат опит в лечението на генетични заболявания. В зависимост от проявата на заболяването и индивидуалните параметри се използват следните подходи:

генетично хранене;
генна терапия,
трансплантация на стволови клетки,
трансплантация на органи и тъкани,
ензимна терапия,
хормонална и ензимна заместителна терапия;
хемосорбция, плазмафореза, лимфосорбция - прочистване на организма със специални препарати;
операция.

Разбира се, лечението на генетични заболявания отнема много време и не винаги е успешно. Но броят на новите подходи към терапията нараства всяка година, така че лекарите са оптимисти.

Генна терапия

Лекарите и учените по света възлагат специални надежди на генната терапия, благодарение на която е възможно да се въведе висококачествен генетичен материал в клетките на болен организъм.

Генната корекция се състои от следните етапи:

получаване на генетичен материал (соматични клетки) от пациента;
въвеждане на терапевтичен ген в този материал, който коригира генния дефект;
клониране на коригирани клетки;
въвеждане на нови здрави клетки в тялото на пациента.

Корекцията на гените изисква голяма предпазливост, тъй като науката все още няма пълна информация за функционирането на генетичния апарат.

Списък на генетични заболявания, които могат да бъдат идентифицирани

Има много класификации на генетичните заболявания, те са произволни и се различават по принципите на изграждане. По-долу предоставяме списък на най-често срещаните генетични и наследствени заболявания:

Болест на Гюнтер;
болест на Канаван;
болест на Ниман-Пик;
болест на Тей-Сакс;
Болест на Шарко-Мари;
хемофилия;
хипертрихоза;
цветна слепота - нечувствителност към цвета, цветната слепота се предава само с женската хромозома, но заболяването засяга само мъжете;
Заблуда на Capgras;
левкодистрофия на Pelizaeus-Merzbacher;
Блашко линии;
микропсия;
кистозна фиброза;
неврофиброматоза;
повишено отражение;
порфирия;
прогерия;
спина бифида;
синдром на Ангелман;
синдром на експлодираща глава;
синдром на синя кожа;
Синдром на Даун;
синдром на живия труп;
синдром на Жубер;
синдром на каменния човек
Синдром на Клайнфелтер;
синдром на Klein-Levin;
Синдром на Мартин-Бел;
Синдром на Марфан;
Синдром на Прадер-Уили;
Синдром на Робин;
синдром на Стендал;
Синдром на Търнър;
елефантиаза;
фенилкетонурия.
Цицерон и др.

В този раздел ще разгледаме подробно всяка болест и ще ви кажем как някои от тях могат да бъдат излекувани. Но е по-добре да се предотвратят генетичните заболявания, отколкото да се лекуват, особено след като съвременната медицина не знае как да лекува много болести.

Генетичните заболявания са група от заболявания, които са много разнородни по своите клинични прояви. Основните външни прояви на генетични заболявания:

малка глава (микроцефалия);
микроаномалии („трети клепач“, къс врат, необичайно оформени уши и др.)
забавено физическо и психическо развитие;
промени в гениталните органи;
прекомерна мускулна релаксация;
промяна във формата на пръстите на краката и ръцете;
нарушение на психологическия статус и др.

Генетични заболявания - как да получите съвет в Германия?

Разговорът в генетичната консултация и пренаталната диагностика може да предотврати тежки наследствени заболявания, предавани на генно ниво. Основната цел на генетичното консултиране е да се установи степента на риск от генетично заболяване при новороденото.

За да получите качествена консултация и съвет за по-нататъшни действия, трябва сериозно да общувате с Вашия лекар. Преди консултацията трябва да се подготвите отговорно за разговора, да си припомните заболяванията, които са претърпели вашите близки, да опишете всички здравословни проблеми и да запишете основните въпроси, на които искате да получите отговор.

Ако семейството вече има дете с аномалия, с вродени малформации, направете снимките му. Задължително е да се говори за спонтанни аборти, случаи на мъртво раждане и как е протекла (протича) бременността.

Генетичен лекар ще може да изчисли риска от раждане на бебе с тежка наследствена патология (дори в бъдеще). Кога можем да говорим за висок риск от развитие на генетично заболяване?

генетичен риск до 5% се счита за нисък;
не повече от 10% - леко повишен риск;
от 10% до 20% - среден риск;
над 20% - висок риск.

Лекарите съветват риск от около или над 20% да се разглежда като причина за прекъсване на бременността или (ако такъв все още не съществува) като противопоказание за зачеване. Но окончателното решение се взема, разбира се, от семейната двойка.

Консултацията може да се проведе на няколко етапа. При диагностициране на генетично заболяване при жена лекарят разработва тактика за управление преди бременността и, ако е необходимо, по време на бременност. Лекарят говори подробно за хода на заболяването, продължителността на живота при тази патология, всички възможности на съвременната терапия, ценовия компонент и прогнозата на заболяването. Понякога генната корекция по време на изкуствено осеменяване или по време на ембрионалното развитие позволява да се избегнат проявите на болестта. Всяка година се разработват нови методи за генна терапия и превенция на наследствени заболявания, така че шансовете за излекуване на генетична патология непрекъснато нарастват.

В Германия активно се въвеждат и вече успешно се прилагат методи за борба с генните мутации с помощта на стволови клетки, обмислят се нови технологии за лечение и диагностика на генетични заболявания.

Забележка!

Тази работа беше представена в конкурса за научно-популярни статии в категорията „Най-добра рецензия“.

Смъртоносни нокти

Човечеството е било изправено пред тази мистериозна болест още преди нашата ера. Учените в различни части на света се опитаха да го разберат и лекуват: в Древен Египет - Еберс, в Индия - Сушрута, Гърция - Хипократ. Всички те и много други лекари се бориха с един опасен и сериозен враг – рака. И въпреки че тази битка продължава и до днес, е трудно да се определи дали има шанс за пълна и окончателна победа. В крайна сметка, колкото повече изучаваме болестта, толкова по-често възникват въпроси: възможно ли е напълно да се излекува ракът? Как да избегнем болестта? Възможно ли е лечението да бъде бързо, достъпно и евтино?

Благодарение на Хипократ и неговите способности за наблюдение (той беше този, който видя приликата между тумора и пипалата на рака), терминът се появи в древните медицински трактати карцином(гръцки carcinos) или рак(лат. рак). В медицинската практика злокачествените новообразувания се класифицират по различен начин: карциноми (от епителните тъкани), саркоми (от съединителната, мускулната тъкан), левкемия (в кръвта и костния мозък), лимфоми (в лимфната система) и други (развиват се в други видове на клетки, например глиома - рак на мозъка). Но в ежедневието терминът "рак" е по-популярен, което означава всеки злокачествен тумор.

Мутации: умират или живеят вечно?

Многобройни генетични изследвания разкриват, че появата на ракови клетки е резултат от генетични промени. Грешките в ДНК репликацията (копиране) и възстановяването (коригиране на грешки) водят до промени в гените, включително тези, които контролират клетъчното делене. Основните фактори, които допринасят за увреждане на генома и впоследствие за придобиване на мутации, са ендогенни (атака на свободните радикали, образувани по време на метаболизма, химическа нестабилност на някои ДНК бази) и екзогенни (йонизиращо и UV лъчение, химически канцерогени). Когато мутациите се установят в генома, те насърчават трансформацията на нормалните клетки в ракови клетки. Такива мутации възникват главно в протоонкогени, които обикновено стимулират клетъчното делене. В резултат на това генът може да бъде постоянно „включен“ и митозата (делението) не спира, което всъщност означава злокачествено израждане. Ако възникнат инактивиращи мутации в гени, които нормално инхибират пролиферацията (туморни супресорни гени), контролът върху деленето се губи и клетката става „безсмъртна“ (фиг. 1).

Фигура 1. Генетичен модел на рак: рак на дебелото черво.Първата стъпка е загубата или инактивирането на два алела на APS гена на петата хромозома. При фамилен рак (позната аденоматозна полипоза, FAP), една мутация на APC гена се наследява. Загубата на двата алела води до образуване на доброкачествени аденоми. Последващите мутации на гени на хромозоми 12, 17, 18 на доброкачествен аденом могат да доведат до трансформация в злокачествен тумор. Източник: .

Ясно е, че развитието на някои видове рак включва промени в повечето или дори във всички тези гени и може да се случи по различни начини. От това следва, че всеки тумор трябва да се разглежда като биологично уникален обект. Днес съществуват специални генетични информационни бази данни за рака, съдържащи данни за 1,2 милиона мутации от 8207 тъканни проби, свързани с 20 вида тумори: Cancer Genome Atlas и Catalog of Somatic Mutations in Cancer in Cancer (COSMIC)).

Резултатът от неправилното функциониране на гените е неконтролирано делене на клетките, а в следващите етапи - метастази в различни органи и части на тялото чрез кръвоносните и лимфните съдове. Това е доста сложен и активен процес, който се състои от няколко етапа. Индивидуалните ракови клетки се отделят от първичното място и се разпространяват чрез кръвта в цялото тяло. След това, използвайки специални рецептори, те се прикрепят към ендотелните клетки и експресират протеинази, които разграждат матричните протеини и образуват пори в базалната мембрана. След като са унищожили извънклетъчния матрикс, раковите клетки мигрират дълбоко в здравата тъкан. Поради автокринна стимулация те се разделят, за да образуват възел (1–2 mm в диаметър). При липса на хранене някои от клетките на възела умират и такива „спящи“ микрометастази могат да останат латентни в тъканите на органа за доста дълго време. При благоприятни условия възелът нараства, в клетките се активира генът за васкуларен ендотелен растежен фактор (VEGF) и фибробластен растежен фактор (FGFb) и се инициира ангиогенеза (образуване на кръвоносни съдове) (фиг. 2).

Клетките обаче са въоръжени със специални механизми, които предпазват от развитието на тумори:

Традиционните методи и техните недостатъци

Ако защитните системи на организма откажат и туморът все пак започне да се развива, само медицинска намеса може да го спаси. Дълго време лекарите използват три основни „класически“ терапии:

хирургично (пълно отстраняване на тумора). Използва се, когато туморът е малък и добре локализиран. Отстранява се и част от тъканта, която е в контакт със злокачественото новообразувание. Методът не се използва при наличие на метастази;
радиация - облъчване на тумора с радиоактивни частици за спиране и предотвратяване на деленето на раковите клетки. Здравите клетки също са чувствителни към това лъчение и често умират;
химиотерапия - лекарствата се използват за инхибиране на растежа на бързо делящи се клетки. Лекарствата също имат отрицателен ефект върху нормалните клетки.

Подходите, описани по-горе, не винаги могат да спасят пациента от рак. Често при оперативно лечение остават само единични ракови клетки и туморът може да рецидивира, а при химиотерапия и лъчетерапия се появяват странични ефекти (намален имунитет, анемия, косопад и др.), които водят до сериозни последствия, а често и до смъртта на пациента. Всяка година обаче традиционните лечения се подобряват и се появяват нови лечения, които могат да победят рака, като биологична терапия, хормонална терапия, използване на стволови клетки, трансплантация на костен мозък и различни поддържащи терапии. Генната терапия се счита за най-обещаваща, тъй като е насочена към основната причина за рака - компенсация за неправилното функциониране на определени гени.

Генната терапия като перспектива

Според PubMed интересът към генната терапия (GT) за рак нараства бързо и днес GT съчетава редица техники, които действат върху раковите клетки и в тялото ( in vivo) и извън него ( ex vivo) (фиг. 3).

Фигура 3. Две основни стратегии за генна терапия. Ex vivo- генетичният материал се прехвърля с помощта на вектори в клетки, отгледани в култура (трансдукция), след което трансгенните клетки се въвеждат в реципиента; in vivo- въвеждане на вектор с желания ген в специфична тъкан или орган. Снимка от.

Генна терапия in vivoвключва генен трансфер - въвеждане на генетични конструкции в раковите клетки или в тъканите, които заобикалят тумора. Генна терапия ex vivoсе състои от изолиране на ракови клетки от пациент, вмъкване на терапевтичен "здрав" ген в раковия геном и въвеждане на трансдуцираните клетки обратно в тялото на пациента. За тези цели се използват специални вектори, създадени чрез методи на генно инженерство. По правило това са вируси, които идентифицират и унищожават раковите клетки, като същевременно остават безвредни за здравите тъкани на тялото или невирусни вектори.

Вирусни вектори

Като вирусни вектори се използват ретровируси, аденовируси, адено-асоциирани вируси, лентивируси, херпесни вируси и други. Тези вируси се различават по своята ефективност на трансдукция, взаимодействие с клетките (разпознаване и инфекция) и ДНК. Основният критерий е безопасността и липсата на риск от неконтролирано разпространение на вирусна ДНК: ако гените са вмъкнати на грешно място в човешкия геном, те могат да създадат вредни мутации и да инициират развитието на тумор. Също така е важно да се вземе предвид нивото на експресия на прехвърлените гени, за да се предотвратят възпалителни или имунни реакции в тялото по време на хиперсинтеза на целеви протеини (Таблица 1).

Таблица 1. Вирусни вектори.

вектор	Кратко описание
Вирус на морбили	съдържа отрицателна РНК последователност, която не индуцира защитен отговор в раковите клетки
Херпес симплекс вирус (HSV-1)	могат да носят дълги последователности от трансгени
Лентивирус	получени от HIV, могат да интегрират гени в неделящи се клетки
Ретровирус (RCR)	неспособен на независима репликация, осигурява ефективна интеграция на чужда ДНК в генома и устойчивост на генетични промени
Маймунски пенест вирус (SFV)	нов РНК вектор, който пренася трансгена в тумора и стимулира неговата експресия
Рекомбинантен аденовирус (rAdv)	осигурява ефективна трансфекция, но е възможна силна имунна реакция
Рекомбинантен адено-асоцииран вирус (rAAV)	способен да трансфектира много видове клетки

Невирусни вектори

Невирусните вектори също се използват за трансфер на трансгенна ДНК. Полимерни носители на лекарства - структури, направени от наночастици - се използват за доставяне на лекарства с ниско молекулно тегло, например олигонуклеотиди, пептиди, siRNA. Поради малкия си размер, наночастиците се абсорбират от клетките и могат да проникнат в капилярите, което е много удобно за доставяне на „лечебни“ молекули до най-недостъпните места в тялото. Тази техника често се използва за инхибиране на туморната ангиогенеза. Но съществува риск от натрупване на частици в други органи, като костния мозък, което може да доведе до непредвидими последици. Най-популярните невирусни методи за доставка на ДНК са липозомите и електропорацията.

Синтетичен катионни липозомипонастоящем са признати като обещаващ метод за доставяне на функционални гени. Положителният заряд на повърхността на частиците осигурява сливане с отрицателно заредени клетъчни мембрани. Катионните липозоми неутрализират отрицателния заряд на ДНК веригата, правят нейната пространствена структура по-компактна и насърчават ефективната кондензация. Плазмид-липозомният комплекс има редица важни предимства: той може да побере генетични конструкции с почти неограничен размер, няма риск от репликация или рекомбинация и практически не предизвиква имунен отговор в тялото на гостоприемника. Недостатъкът на тази система е кратката продължителност на терапевтичния ефект и при многократно приложение могат да се появят странични ефекти.

Електропорацияе популярен метод за доставяне на невирусна ДНК, който е доста прост и не предизвиква имунен отговор. С помощта на индуцирани електрически импулси се образуват пори на повърхността на клетките и плазмидната ДНК лесно прониква във вътреклетъчното пространство. Генна терапия in vivoизползването на електропорация е доказала своята ефективност в редица експерименти върху миши тумори. В този случай могат да се прехвърлят всякакви гени, например цитокинови гени (IL-12) и цитотоксични гени (TRAIL), което допринася за разработването на широк спектър от терапевтични стратегии. Освен това, този подход може да бъде ефективен за лечение както на метастатични, така и на първични тумори.

Избор на оборудване

В зависимост от вида на тумора и неговата прогресия се избира най-ефективният метод на лечение за пациента. Към днешна дата са разработени нови обещаващи техники за генна терапия срещу рак, включително онколитична вирусна ХТ, пролекарствена ХТ (пролекарствена терапия), имунотерапия, ХТ с използване на стволови клетки.

Онколитична вирусна генна терапия

При тази техника се използват вируси, които с помощта на специални генетични манипулации стават онколитични – спират да се възпроизвеждат в здравите клетки и засягат само туморните клетки. Добър пример за такава терапия е ONYX-015, модифициран аденовирус, който не експресира протеина E1B. При отсъствието на този протеин вирусът не може да се репликира в клетки с нормален p53 ген. Два вектора, базирани на вируса на херпес симплекс (HSV-1) - G207 и NV1020 - също носят мутации в няколко гена, за да се репликират само в ракови клетки. Голямото предимство на техниката е, че по време на интравенозни инжекции онколитичните вируси се пренасят чрез кръвта в тялото и могат да се борят с метастазите. Основните проблеми, които възникват при работа с вируси, са възможният риск от имунен отговор в тялото на реципиента, както и неконтролираната интеграция на генетични конструкции в генома на здрави клетки и в резултат на това появата на раков тумор .

Генно-медиирана ензимна пролекарствена терапия

Тя се основава на въвеждането на "самоубийствени" гени в туморната тъкан, в резултат на което раковите клетки умират. Тези трансгени кодират ензими, които активират вътреклетъчните цитостатици, TNF рецептори и други важни компоненти за активиране на апоптозата. Една суицидна комбинация от пролекарствени гени в идеалния случай трябва да отговаря на следните изисквания: контролирана генна експресия; правилно превръщане на избраното пролекарство в активно противораково средство; пълно активиране на пролекарството без допълнителни ендогенни ензими.

Недостатъкът на терапията е, че туморите съдържат всички защитни механизми, характерни за здравите клетки, и те постепенно се адаптират към увреждащи фактори и пролекарства. Процесът на адаптация се улеснява от експресията на цитокини (автокринна регулация), фактори за регулиране на клетъчния цикъл (подбор на най-устойчивите ракови клонинги) и гена MDR (отговорен за чувствителността към определени лекарства).

Имунотерапия

Благодарение на генната терапия наскоро започна активно да се развива имунотерапията - нов подход за лечение на рак с помощта на противотуморни ваксини. Основната стратегия на метода е активна имунизация на организма срещу ракови антигени (ТАА) чрез технология за генен трансфер [?18].

Основната разлика между рекомбинантните ваксини и другите лекарства е, че те помагат на имунната система на пациента да разпознае раковите клетки и да ги унищожи. В първия етап раковите клетки се получават от тялото на реципиента (автоложни клетки) или от специални клетъчни линии (алогенни клетки), след което се отглеждат in vitro. За да могат тези клетки да бъдат разпознати от имунната система, се въвеждат един или повече гени, които произвеждат имуностимулиращи молекули (цитокини) или протеини с повишен брой антигени. След тези модификации клетките продължават да се култивират, след което се лизират и се получава готовата ваксина.

Голямото разнообразие от вирусни и невирусни вектори за трансгени позволява експериментиране върху различни типове имунни клетки (напр. цитотоксични Т клетки и дендритни клетки) за инхибиране на имунния отговор и регресията на раковите клетки. През 90-те години на миналия век беше предложено, че инфилтриращите тумор лимфоцити (TIL) са източник на цитотоксични Т лимфоцити (CTL) и естествени клетки убийци (NK) за раковите клетки. Тъй като TIL може лесно да се манипулира ex vivo, те станаха първите генетично модифицирани имунни клетки, използвани за имунотерапия на рак. В Т-клетките, отстранени от кръвта на пациент с рак, се променят гени, които са отговорни за експресията на рецептори за ракови антигени. Могат да се добавят и гени, за да се направи по-вероятно модифицираните Т клетки да оцелеят и да навлязат в тумора по-ефективно. С помощта на такива манипулации се създават високоактивни „убийци“ на раковите клетки.

Когато беше доказано, че повечето видове рак имат специфични антигени и са в състояние да индуцират свои собствени защитни механизми, се предположи, че блокирането на имунната система на раковите клетки ще улесни отхвърлянето на тумора. Следователно, за производството на повечето противотуморни ваксини, като източник на антигени се използват туморни клетки на пациента или специални алогенни клетки. Основните проблеми на туморната имунотерапия са вероятността от автоимунни реакции в тялото на пациента, липсата на противотуморен отговор, имуностимулиране на туморния растеж и други.

Стволови клетки

Мощен инструмент за генна терапия е използването на стволови клетки като вектори за пренос на терапевтични агенти – имуностимулиращи цитокини, суицидни гени, наночастици и антиангиогенни протеини. Стволовите клетки (SC), в допълнение към способността да се самообновяват и диференцират, имат огромно предимство в сравнение с други транспортни системи (нанополимери, вируси): активирането на пролекарството става директно в туморните тъкани, което избягва системна токсичност (експресия на трансгени допринася за унищожаването само на ракови клетки). Допълнително положително качество е „привилегированото” състояние на автоложните СК – използваните собствени клетки гарантират 100% съвместимост и повишават нивото на безопасност на процедурата. Но все пак ефективността на терапията зависи от правилната ex vivoтрансфер на модифицирания ген в SC и последващ трансфер на трансдуцирани клетки в тялото на пациента. Освен това, преди да се използва терапия в голям мащаб, е необходимо да се проучат подробно всички възможни начини за трансформация на SC в ракови клетки и да се разработят мерки за безопасност за предотвратяване на канцерогенна трансформация на SC.

Заключение

Обобщавайки, можем уверено да кажем, че идва ерата на персонализираната медицина, когато за всеки онкоболен ще бъде избрана конкретна ефективна терапия. Вече се разработват индивидуални програми за лечение, които осигуряват навременна и правилна грижа и водят до значително подобрение на състоянието на пациента. Еволюционните подходи за персонализирана онкология, като геномен анализ, целево производство на лекарства, генна терапия на рак и молекулярна диагностика, използваща биомаркери, вече дават плодове.

Особено обещаващ метод за лечение на рак е генната терапия. В момента активно се провеждат клинични изпитвания, които често потвърждават ефективността на ХТ в случаите, когато стандартното противораково лечение - хирургия, лъчева терапия и химиотерапия - не помага. Разработването на иновативни методи на ХТ (имунотерапия, онколитична виротерапия, „суицидна“ терапия и др.) Ще може да реши проблема с високата смъртност от рак и може би в бъдеще диагнозата „рак“ няма да бъде звучи като смъртна присъда.

Рак: разпознайте, предотвратите и елиминирайте болестта.

Литература

Уилямс С. Клуг, Майкъл Р. Къминг. Светът на биологията и медицината. Основи на генетиката. Москва: Техносфера, 2007. - 726 с.;
Биоинформатика: Големи бази данни срещу Big P;
Куи Х., Круз-Кореа М. и др. (2003).

Генна терапия в широкия смисъл на думата означава лечение чрез въвеждане на семантични ДНК последователности в тъканите или клетките на пациента. Първоначално генната терапия се разглежда като начин за коригиране на дефект в ген.

Допълнителни изследвания коригираха тези идеи. Оказа се, че е много по-лесно да се коригира не дефектът в самия ген, а да се извърши корекцията чрез въвеждане на напълно функциониращ ген в тялото на пациента. Оказа се, че генната терапия трябва да се провежда изключително върху соматични тъкани; генната терапия на ниво зародиш и зародишни клетки е много проблематична и нереалистична. Причината за това е реалната опасност от задръстване на генофонда с нежелани изкуствени генни конструкции или внасяне на мутации с непредсказуеми последици за бъдещето на човечеството (Фр. Андерсън, Т. Каски, Фр. Колинс и др.). И накрая, практическата методология на генната терапия се оказа подходяща за лечение не само на моногенни наследствени заболявания, но и на широко разпространени заболявания, като злокачествени тумори, тежки форми на вирусни инфекции, СПИН, сърдечно-съдови и други заболявания.

Първите клинични изпитвания на генна терапия са предприети на 22 май 1989 г. с цел генетично маркиране на инфилтриращи тумора лимфоцити при напреднал меланом. Първото моногенно наследствено заболяване, за което са приложени методи на генна терапия, е наследственият имунодефицит, причинен от мутация в гена на аденозиндеаминазата. При това заболяване 2-деоксиаденозинът се натрупва в кръвта на пациентите във високи концентрации, което има токсичен ефект върху Т и В лимфоцитите, което води до развитие на тежък комбиниран имунодефицит. На 14 септември 1990 г. в Бетесда (САЩ) на 4-годишно момиче, страдащо от това доста рядко заболяване (1:100 000), са трансплантирани собствени лимфоцити, предварително трансформирани ex vivo с ADA гена (ADA ген + маркер ген PEO + ретровирусен вектор). Терапевтичният ефект се наблюдава няколко месеца, след което процедурата се повтаря на интервали от 3-5 месеца. За 3 години терапия са извършени общо 23 интравенозни трансфузии на ADA-трансформирани лимфоцити. В резултат на лечението състоянието на пациента се подобрява значително.

Други моногенни наследствени заболявания, за които вече има официално одобрени протоколи и са започнали клинични изпитвания, се отнасят до фамилна хиперхолестеролемия (1992), хемофилия B (1992), кистозна фиброза (1993), болест на Гоше (1993). До 1993 г. само в Съединените щати са одобрени 53 проекта за клинични изпитвания на генно инженерни дизайни. До 1995 г. броят на подобни проекти в световен мащаб се е увеличил до 100, а повече от 400 пациенти са били пряко включени в тези проучвания. В същото време днешните изследвания на генната терапия вземат предвид, че последствията от манипулиране на гени или рекомбинантна ДНК in vivo не са достатъчно проучени. Ето защо при разработването на програми за генна терапия безопасността на режимите на лечение както за пациента, така и за населението като цяло е от основно значение.

Програмата за генна терапия за клинични изпитвания включва следните раздели: обосновка на избора на нозология за провеждане на курс на генна терапия; определяне на вида клетки, подлежащи на генетична модификация; схема за конструиране на екзогенна ДНК; обосновка на биологичната безопасност на въведения генен конструкт, включително експерименти върху клетъчни култури и моделни животни; разработване на процедура за прехвърлянето му в клетки на пациента; методи за анализ на експресията на въведени гени; оценка на клиничния (терапевтичен) ефект; възможни нежелани реакции и начини за предотвратяването им.

В Европа такива протоколи се изготвят и одобряват в съответствие с препоръките на Европейската работна група по генен трансфер и генна терапия. Най-важният елемент в програмата за генна терапия е анализът на последствията от проведените процедури. Решаващото условие за успешна генна терапия е да се осигури ефективна доставка, т.е. трансфекция или трансдукция (използвайки вирусни вектори) на чужд ген в целевите клетки, осигурявайки неговата дългосрочна персистентност в тези клетки и създавайки условия за пълноценна работа, т.е. , израз. Ключът към дълготрайното персистиране на чужда ДНК в реципиентните клетки е нейната интеграция в генома, тоест в гостоприемните ДНК клетки. Основните методи за доставяне на чужди гени в клетките са разделени на химични, физични и биологични. Конструирането на вектори, базирани на вируси, е най-интересният и обещаващ клон на генната терапия.

Появата на фундаментално нови технологии, които правят възможно активното манипулиране на гените и техните фрагменти, осигурявайки целенасочена доставка на нови блокове генетична информация до определени области на генома, революционизира биологията и медицината. В този случай самият ген все повече започва да действа като лекарство, използвано за лечение на различни заболявания. Използването на генна терапия за борба с мултифакторни заболявания не е далече. Още сега, при сегашното ниво на нашите познания за човешкия геном, са напълно възможни такива модификации чрез генна трансфекция, които могат да бъдат предприети с цел подобряване на редица физически (например височина), умствени и интелектуални параметри. Така съвременната наука за човека в своя нов кръг на развитие се върна към идеята за „усъвършенстване на човешката раса“, постулирана от изключителния английски генетик Фр. Галтън и неговите ученици.

Генната терапия в 21 век предлага не само реални начини за лечение на тежки наследствени и ненаследствени заболявания, но и с бързото си развитие поставя нови проблеми пред обществото, които трябва да бъдат решени в близко бъдеще.

През сравнително кратката си история генната терапия е претърпяла възходи и падения: понякога учените и практиците я виждат почти като панацея, а след това настъпва период на разочарование и скептицизъм...
Идеите за възможността за въвеждане на гени в тялото за терапевтични цели бяха изразени още в началото на 60-те години на миналия век, но реални стъпки бяха предприети едва в края на 80-те години и бяха тясно свързани с международния проект за дешифриране на човешкия геном.

През 1990 г. е направен опит за генна терапия на тежък, често несъвместим с живота, наследствен имунен дефицит, причинен от дефект в гена, кодиращ синтеза на ензима аденозин деаминаза. Авторите на изследването съобщават за ясен терапевтичен ефект. И въпреки че с течение на времето възникнаха редица съмнения относно трайността на получения ефект и неговите специфични механизми, именно тази работа послужи като мощен тласък за развитието на генната терапия и привлече многомилиардни инвестиции.

Генната терапия е медицински подход, основан на въвеждането на генни конструкции в клетките за лечение на различни заболявания. Желаният ефект се постига или в резултат на експресията на въведения ген, или чрез потискане на функцията на дефектния ген. Трябва да се подчертае, че целта на генната терапия не е да „лекува“ гените като такива, а да лекува различни заболявания с тяхна помощ.

По правило като „лекарство“ се използва ДНК фрагмент, съдържащ необходимия ген. Тя може просто да бъде „гола ДНК“, обикновено в комбинация с липиди, протеини и т.н. Но много по-често ДНК се въвежда като част от специални генетични конструкции (вектори), създадени на базата на различни човешки и животински вируси с помощта на брой манипулации на генното инженерство. Например, гените, необходими за неговото възпроизвеждане, се премахват от вируса. Това, от една страна, прави вирусните частици практически безопасни, а от друга „освобождава място“ за гени, предназначени за въвеждане в тялото.

Основният момент на генната терапия е проникването на генния конструкт в клетката (трансфекция), в по-голямата част от случаите - в нейното ядро. Важно е генният конструкт да достигне точно до онези клетки, които трябва да бъдат „лекувани“. Следователно успехът на генната терапия до голяма степен зависи от избора на оптимален или поне задоволителен метод за въвеждане на генни конструкции в тялото.

С вирусните вектори ситуацията е повече или по-малко предсказуема: те се разпространяват в тялото и проникват в клетките като техните предшественици вируси, осигурявайки доста високо ниво на органна и тъканна специфичност. Такива конструкции обикновено се прилагат интравенозно, интраперитонеално, подкожно или интрамускулно.

Разработени са редица специални методи за "целенасочена доставка" на невирусни вектори. Най-простият метод за доставяне на желания ген до клетки in vivo е директното инжектиране на генетичен материал в тъканта. Използването на този метод е ограничено: инжекциите могат да се правят само в кожата, тимуса, набраздените мускули и някои солидни тумори.

Друг метод за доставка на трансген е балистичната трансфекция. Основава се на „обстрелване” на органи и тъкани с микрочастици от тежки метали (злато, волфрам), покрити с ДНК фрагменти. За „обстрел“ те използват специален „генен пистолет“.

При лечение на белодробни заболявания е възможно въвеждането на генетичен материал в дихателните пътища под формата на аерозол.

Клетъчната трансфекция може да се извърши и ex vivo: клетките се изолират от тялото, генетично се манипулират и след това се въвеждат отново в тялото на пациента.

Лекуваме: наследствени...

В началния етап на развитие на генната терапия нейните основни обекти се считат за наследствени заболявания, причинени от липсата или недостатъчната функция на един ген, тоест моногенни. Предполагаше се, че въвеждането на нормално функциониращ ген на пациент ще доведе до излекуване на болестта. Многократно са правени опити за лечение на „кралската болест“ - хемофилия, мускулна дистрофия на Дюшен, кистозна фиброза.

Днес се разработват и тестват методи за генна терапия за почти 30 моногенни човешки заболявания. Междувременно остават повече въпроси, отколкото отговори, а в повечето случаи реален терапевтичен ефект не е постигнат. Причините за това, на първо място, са имунната реакция на организма, постепенното „затихване“ на функциите на въведения ген, както и невъзможността да се постигне „целенасочена“ интеграция на прехвърления ген в хромозомната ДНК.

По-малко от 10% от изследванията на генната терапия са посветени на моногенни заболявания, докато останалите се отнасят до ненаследствени патологии.

... и придобити

Придобитите заболявания не са свързани с вроден дефект в структурата и функцията на гените. Тяхната генна терапия се основава на принципа, че „терапевтичен ген“, въведен в тялото, трябва да доведе до синтеза на протеин, който или ще има терапевтичен ефект, или ще помогне да се увеличи индивидуалната чувствителност към ефектите на лекарствата.

Генната терапия може да се използва за предотвратяване на кръвни съсиреци, възстановяване на съдовата система на сърдечния мускул след инфаркт на миокарда, предотвратяване и лечение на атеросклероза, както и в борбата срещу HIV инфекцията и рака. Например, интензивно се разработва метод за генна терапия на тумори, като повишаване на чувствителността на туморните клетки към химиотерапевтични лекарства, провеждат се клинични изпитвания с участието на пациенти с плеврален мезотелиом, рак на яйчниците и глиобластом. През 1999 г. е одобрен протокол за лечение на рак на простатата, избрани са безопасни дози на химиотерапията и е демонстриран положителен терапевтичен ефект.

Безопасност и етика

Извършването на генетични манипулации с човешкото тяло налага специални изисквания за безопасност: в крайна сметка всяко въвеждане на чужд генетичен материал в клетките може да има отрицателни последици. Неконтролираното интегриране на „нови“ гени в определени части от генома на пациента може да доведе до нарушаване на функцията на „собствените“ гени, което от своя страна може да причини нежелани промени в тялото, по-специално образуването на ракови тумори.

В допълнение, негативни генетични промени могат да настъпят в соматичните и зародишните клетки. В първия случай говорим за съдбата на един човек, където рискът, свързан с генетична корекция, е несравнимо по-нисък от риска от смърт от съществуващо заболяване. Когато генните конструкции се въвеждат в зародишните клетки, нежеланите промени в генома могат да бъдат предадени на бъдещите поколения. Следователно изглежда напълно естествено желанието да се забранят експериментите върху генетичната модификация на зародишните клетки не само по медицински, но и по етични причини.

Редица морални и етични проблеми са свързани с разработването на подходи за генна интервенция в клетките на развиващ се човешки ембрион, тоест вътрематочна генна терапия (in utero терапия). В Съединените щати възможността за използване на генна терапия in utero се разглежда само за две тежки генетични заболявания: тежък комбиниран имунодефицит, причинен от дефект в гена на ензима аденозин деаминаза, и хомозиготна бета таласемия, тежко наследствено заболяване, свързано с липсата на всичките четири глобинови гена или мутации в тях. Вече са разработени и се подготвят за предварително тестване редица генни конструкции, чието доставяне в организма се очаква да доведе до компенсиране на генетичните дефекти и премахване на симптомите на тези заболявания. Рискът от негативни генетични последици от подобни манипулации обаче е доста висок. Следователно етиката на вътрематочната генна терапия също остава спорна.

През януари тази година експериментите с генна терапия отново бяха временно забранени в САЩ. Причината са опасни усложнения, възникнали при две деца след генна терапия за наследствен имунен дефицит. Преди няколко месеца във Франция едно от децата, смятани за излекувани чрез генна терапия, беше диагностицирано със синдром, подобен на левкемия. Експертите не изключват, че използването на ретровирусни вектори по време на терапия може да бъде причина за развитието на усложнения при деца. Сега Администрацията по храните и лекарствата (FDA) ще обмисли продължаване на експериментите с генна терапия за всеки отделен случай и само ако няма други лечения за болестта.

Не е панацея, а перспектива

Не може да се отрече, че действителният успех на генната терапия при лечението на конкретни пациенти е доста скромен, а самият подход все още е в етап на натрупване на данни и развитие на технологиите. Генната терапия не е и очевидно никога няма да се превърне в панацея. Регулаторните системи на тялото са толкова сложни и толкова малко проучени, че простото въвеждане на ген в повечето случаи не дава необходимия терапевтичен ефект.

Но въпреки всичко това обещанието на генната терапия едва ли може да бъде надценено. Има всички основания да се надяваме, че прогресът в областта на молекулярната генетика и технологиите на генното инженерство ще доведе до несъмнен успех в лечението на човешки заболявания с помощта на гени. И в крайна сметка генната терапия с право ще заеме своето място в практическата медицина.

Изглежда, че генната терапия може да има някои неочаквани приложения. Според учените Олимпийските игри ще се проведат през 2012 г., където ще се представят трансгенни суператлети. „ДНК допингът“ ще осигури несъмнени предимства
за развиване на сила, издръжливост и скорост. Няма съмнение, че в силно конкурентна спортна среда ще има спортисти, които са готови за генетична модификация, дори като се вземат предвид възможните рискове, свързани с използването на нови технологии.