Musí sa vykonať génová terapia. Ľudská génová terapia. Ťažkosti pri použití vírusov v génovej terapii

Génová terapia je súbor metód genetického inžinierstva (biotechnologických) a medicínskych metód zameraných na zavedenie zmien do genetického aparátu somatických buniek človeka za účelom liečby chorôb. Ide o novú a rýchlo sa rozvíjajúcu oblasť zameranú na korekciu defektov spôsobených mutáciami (zmenami) v štruktúre DNA, alebo dávajúce bunkám nové funkcie.

Koncept génovej terapie sa objavil hneď po objavení fenoménu transformácie v baktériách a štúdiu mechanizmov transformácie živočíšnych buniek vírusmi tvoriacimi nádory. Takéto vírusy môžu stabilne zaviesť genetický materiál do genómu hostiteľskej bunky, takže sa navrhlo ich použitie ako vektory na dodanie požadovanej genetickej informácie do bunkového genómu. Predpokladalo sa, že takéto vektory môžu v prípade potreby korigovať defekty genómu.

Génová korekcia somatických buniek sa stala realitou po 80. rokoch 20. storočia, keď sa vyvinuli metódy na získanie izolovaných génov, vytvorili sa eukaryotické expresné vektory a bežné sa stali prenosy génov u myší a iných zvierat.

Historicky bola génová terapia zameraná na liečbu dedičných genetických chorôb, ale oblasť jej použitia sa, aspoň teoreticky, rozšírila. V súčasnosti sa génová terapia považuje za potenciálne univerzálny prístup k liečbe širokého spektra chorôb, od dedičných, genetických a infekčných chorôb.

Prístupy génovej terapie teraz zahŕňajú aj prístupy, kde sú bunky modifikované tak, aby posilnili imunitnú odpoveď tela na nežiaduce udalosti spôsobené infekciou alebo nádormi. Modifikácia prebieha aj vnášaním novej genetickej informácie buď do buniek, proti ktorým chce človek zvýšiť imunitnú odpoveď, alebo do buniek imunitného systému, pomocou ktorých chce tento efekt zosilniť. Hoci, prísne vzaté, táto stratégia celkom nezapadá do klasického konceptu génovej terapie.

Hlavnou výzvou je prekonať bariéry penetrácie terapeutického činidla do nádoru s minimálnou toxicitou pre zdravé bunky. Modely poskytujú veľmi sľubné výsledky, ale aj pri najlepších zvieracích modeloch zostáva problém prenosu na ľudí, ktorí sú biochemicky aj fyziologicky odlišní od modelu.

3. Úloha melatonínu pri tvorbe denných, sezónnych rytmov a pri prispôsobovaní sa sezónnym zmenám. Vplyv melatonínu na reprodukčnú funkciu cicavcov a na povahu individuálneho vývoja. Hlavné štádiá ontogenézy, v ktorých sa mení produkcia melatonínu, ich význam.

Hlavné funkcie: Reguluje činnosť endokrinného systému, krvný tlak, frekvenciu spánku, reguluje sezónne rytmy u mnohých zvierat, spomaľuje proces starnutia, zvyšuje účinnosť imunitného systému, má antioxidačné vlastnosti, ovplyvňuje adaptačné procesy pri zmene časových pásiem, okrem toho sa melatonín podieľa na regulácii, krvnom tlaku, funkciách tráviaceho traktu, funkcii mozgových buniek.

Vplyv na sezónny rytmus a reprodukciu

Keďže produkcia melatonínu závisí od dĺžky dňa, mnohé zvieratá ho používajú ako „sezónne hodiny“. U ľudí, rovnako ako u zvierat, je produkcia melatonínu v lete nižšia ako v zime. Melatonín teda môže regulovať funkcie závislé od fotoperiódy – rozmnožovanie, migračné správanie, sezónne prelínanie. U druhov vtákov a cicavcov, ktoré sa rozmnožujú počas dlhých dní, melatonín potláča sekréciu gonadotropínov a znižuje úroveň sexuálnej aktivity. U zvierat, ktoré sa rozmnožujú v krátkych hodinách denného svetla, melatonín stimuluje sexuálnu aktivitu. Účinok melatonínu na reprodukčnú funkciu u ľudí nebol dostatočne študovaný. Počas puberty vrcholná (nočná) koncentrácia melatonínu prudko klesá. U žien s amenoreou hypofýzy sú koncentrácie melatonínu výrazne vyššie ako u zdravých žien. Tieto údaje naznačujú, že melatonín potláča reprodukčné funkcie u žien.

Cirkadiánny rytmus a spánok

Jednou z hlavných činností melatonínu je regulácia spánku. Melatonín je hlavnou zložkou systému kardiostimulátora tela. Podieľa sa na tvorbe cirkadiánneho rytmu: priamo ovplyvňuje bunky a mení hladinu sekrécie iných hormónov a biologicky aktívnych látok, ktorých koncentrácia závisí od dennej doby. Vplyv svetelného cyklu na rytmus sekrécie melatonínu ukazujú pozorovania nevidomých ľudí. Väčšina z nich vykazuje rytmickú sekréciu hormónu, ale s voľne sa meniacou periódou, ktorá sa líši od denného cyklu (25-hodinový cyklus v porovnaní s 24-hodinovým denným). To znamená, že u ľudí má rytmus sekrécie melatonínu formu cirkadiánnej melatonínovej vlny, ktorá „voľne prebieha“ bez zmeny cyklov svetla a tmy. K posunu rytmu sekrécie melatonínu dochádza aj pri prelete cez časové pásma.

Úloha epifýzy a epifýzového melatonínu v denných a sezónnych rytmoch, vzorcoch spánku a bdenia sa dnes zdá byť nepopierateľná. U denných (denných) zvierat (vrátane ľudí) sa vylučovanie melatonínu epifýzou zhoduje s obvyklými hodinami spánku. Štúdie ukázali, že zvýšenie hladiny melatonínu nie je povinným signálom pre nástup spánku. U väčšiny subjektov spôsobilo užívanie fyziologických dávok melatonínu len mierny sedatívny účinok a zníženú reaktivitu na bežné environmentálne podnety.

S vekom sa činnosť epifýzy znižuje, takže množstvo melatonínu sa znižuje, spánok sa stáva povrchným a nepokojným, je možná nespavosť. Melatonín pomáha odstraňovať nespavosť a zabraňuje narušeniu denného režimu a biorytmu organizmu.

Hlavným účinkom melatonínu na endokrinný systém u mnohých druhov je inhibícia sekrécie gonadotropínov. Okrem toho sa znižuje sekrécia ďalších tropických hormónov prednej hypofýzy - kortikotropínu, tyreotropínu, somatotropínu, ale v menšej miere. Melatonín znižuje citlivosť buniek predného laloka na faktor uvoľňujúci gonadotropín a môže potlačiť jeho sekréciu.

Experimentálne údaje naznačujú, že pod vplyvom melatonínu sa zvyšuje obsah GABA-v centrálnom nervovom systéme a serotonínu v strednom mozgu a hypotalame. Je známe, že GABA je inhibičný mediátor v centrálnom nervovom systéme a zníženie aktivity serotonergných mechanizmov môže byť dôležité v patogenéze depresívnych stavov.

Nedostatok melatonínu v tele

Pokusy na laboratórnych zvieratách ukázali, že s nedostatkom melatonínu spôsobeným odstránením receptorov začali zvieratá rýchlejšie starnúť: skôr začala menopauza, nahromadilo sa poškodenie buniek voľnými radikálmi, znížila sa citlivosť na kinzulín, rozvinula sa obezita a rakovina.

VSTUPENKA č. 56

Genetické choroby sú choroby, ktoré vznikajú u ľudí v dôsledku chromozomálnych mutácií a defektov v génoch, teda v dedičnom bunkovom aparáte. Poškodenie genetického aparátu vedie k vážnym a rôznorodým problémom - strata sluchu, zrakové postihnutie, oneskorený psycho-fyzický vývoj, neplodnosť a mnohé ďalšie ochorenia.

Pojem chromozómov

Každá bunka tela má bunkové jadro, ktorého hlavnú časť tvoria chromozómy. Sada 46 chromozómov je karyotyp. 22 párov chromozómov sú autozómy a posledných 23 párov sú pohlavné chromozómy. Sú to pohlavné chromozómy, ktoré od seba odlišujú muža a ženu.

Každý vie, že ženy majú chromozómy XX a muži majú chromozómy XY. Keď vznikne nový život, matka odovzdá chromozóm X a otec - buď X alebo Y. Práve s týmito chromozómami, alebo skôr s ich patológiou, sú spojené genetické choroby.

Gén môže mutovať. Ak je recesívna, potom sa mutácia môže prenášať z generácie na generáciu bez toho, aby sa nejako prejavila. Ak je mutácia dominantná, tak sa určite prejaví, preto je vhodné chrániť svoju rodinu tým, že sa o potenciálnom probléme dozviete včas.

Genetické choroby sú problémom moderného sveta.

Každý rok sa objavuje stále viac dedičných patológií. Známych je už viac ako 6000 názvov genetických chorôb, ktoré sú spojené s kvantitatívnymi aj kvalitatívnymi zmenami v genetickom materiáli. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie približne 6 % detí trpí dedičnými chorobami.

Najnepríjemnejšie je, že genetické ochorenia sa môžu objaviť až po niekoľkých rokoch. Rodičia sa radujú zo zdravého dieťaťa a nemajú podozrenie, že ich deti sú choré. Napríklad niektoré dedičné ochorenia sa môžu prejaviť vo veku, keď má sám pacient deti. A polovica z týchto detí môže byť odsúdená na zánik, ak rodič nesie dominantný patologický gén.

Niekedy však stačí vedieť, že telo dieťaťa nie je schopné absorbovať určitý prvok. Ak sú na to rodičia včas upozornení, potom v budúcnosti, jednoduchým vyhýbaním sa výrobkom obsahujúcim túto zložku, môžete chrániť telo pred prejavmi genetického ochorenia.

Preto je veľmi dôležité, aby sa pri plánovaní tehotenstva urobil test na genetické ochorenia. Ak test preukáže pravdepodobnosť prenosu mutovaného génu na nenarodené dieťa, potom na nemeckých klinikách môžu vykonať korekciu génu počas umelého oplodnenia. Testy sa môžu robiť aj počas tehotenstva.

V Nemecku vám môžu byť ponúknuté inovatívne technológie najnovšieho diagnostického vývoja, ktoré dokážu rozptýliť všetky vaše pochybnosti a podozrenia. Pred narodením dieťaťa možno odhaliť približne 1000 genetických chorôb.

Genetické choroby - aké typy existujú?

Pozrieme sa na dve skupiny genetických chorôb (v skutočnosti ich je viac)

1. Choroby s genetickou predispozíciou.

Takéto ochorenia sa môžu prejaviť pod vplyvom vonkajších faktorov prostredia a sú veľmi závislé od individuálnej genetickej predispozície. Niektoré choroby sa môžu objaviť u starších ľudí, iné sa môžu objaviť nečakane a skoro. Takže napríklad silný úder do hlavy môže vyvolať epilepsiu, užívanie nestráviteľného produktu môže spôsobiť vážne alergie atď.

2. Choroby, ktoré sa vyvíjajú v prítomnosti dominantného patologického génu.

Takéto genetické choroby sa prenášajú z generácie na generáciu. Napríklad svalová dystrofia, hemofília, šesťprstka, fenylketonúria.

Rodiny s vysokým rizikom, že budú mať dieťa s genetickým ochorením.

Ktoré rodiny musia najskôr absolvovať genetické konzultácie a identifikovať riziko dedičných chorôb u svojich potomkov?

1. Príbuzenské manželstvá.

2. Neplodnosť neznámej etiológie.

3. Vek rodičov. Za rizikový faktor sa považuje, ak má nastávajúca matka viac ako 35 rokov a otec viac ako 40 rokov (podľa niektorých zdrojov nad 45 rokov). S vekom sa v reprodukčných bunkách objavuje stále väčšie poškodenie, čo zvyšuje riziko vzniku dieťaťa s dedičnou patológiou.

4. Dedičné rodinné choroby, to znamená podobné choroby u dvoch alebo viacerých členov rodiny. Existujú choroby s výraznými príznakmi a rodičia nepochybujú, že ide o dedičné ochorenie. Existujú však znaky (mikroanomálie), ktorým rodičia nevenujú náležitú pozornosť. Napríklad nezvyčajný tvar viečok a uší, ptóza, kávové škvrny na koži, zvláštny zápach moču, potu atď.

5. Komplikovaná pôrodnícka anamnéza – mŕtve narodenie, viac ako jeden spontánny potrat, vynechané tehotenstvá.

6. Rodičia sú zástupcovia malej národnosti alebo pochádzajú z jednej malej lokality (v tomto prípade je vysoká pravdepodobnosť pokrvných manželstiev)

7. Vplyv nepriaznivých domácich alebo profesionálnych faktorov na jedného z rodičov (nedostatok vápnika, nedostatočná výživa bielkovín, práca v tlačiarni a pod.)

8. Zlé podmienky prostredia.

9. Užívanie liekov s teratogénnymi vlastnosťami počas tehotenstva.

10. Choroby, najmä vírusovej etiológie (rubeola, ovčie kiahne), ktorými trpí tehotná žena.

11. Nezdravý životný štýl. Neustály stres, alkohol, fajčenie, drogy, nesprávna výživa môžu spôsobiť poškodenie génov, pretože štruktúra chromozómov sa pod vplyvom nepriaznivých podmienok môže počas života meniť.

Genetické choroby - aké sú diagnostické metódy?

V Nemecku je diagnostika genetických chorôb vysoko efektívna, pretože na určenie potenciálnych dedičných problémov sa používajú všetky známe high-tech metódy a absolútne všetky možnosti modernej medicíny (analýza DNA, sekvenovanie DNA, genetický pas atď.). Pozrime sa na tie najbežnejšie.

1. Klinická a genealogická metóda.

Táto metóda je dôležitou podmienkou pre kvalitnú diagnostiku genetického ochorenia. Čo zahŕňa? V prvom rade podrobný rozhovor s pacientom. Ak existuje podozrenie na dedičné ochorenie, potom sa prieskum týka nielen samotných rodičov, ale aj všetkých príbuzných, to znamená, že o každom členovi rodiny sa zhromažďujú úplné a dôkladné informácie. Následne sa zostaví rodokmeň označujúci všetky znaky a choroby. Táto metóda končí genetickým rozborom, na základe ktorého sa stanoví správna diagnóza a zvolí sa optimálna terapia.

2. Cytogenetická metóda.

Vďaka tejto metóde sa zisťujú choroby, ktoré vznikajú v dôsledku problémov v chromozómoch bunky. Cytogenetická metóda skúma vnútornú štruktúru a usporiadanie chromozómov. Ide o veľmi jednoduchú techniku – zo sliznice vnútorného povrchu líca sa odoberie zoškrab a potom sa zoškrab vyšetrí pod mikroskopom. Táto metóda sa vykonáva s rodičmi a rodinnými príslušníkmi. Typ cytogenetickej metódy je molekulárna cytogenetika, ktorá vám umožňuje vidieť najmenšie zmeny v štruktúre chromozómov.

3. Biochemická metóda.

Táto metóda vyšetrením biologických tekutín matky (krv, sliny, pot, moč atď.) dokáže určiť dedičné ochorenia na základe metabolických porúch. Jednou z najznámejších genetických chorôb spojených s metabolickými poruchami je albinizmus.

4. Molekulárna genetická metóda.

Ide o najprogresívnejšiu metódu, ktorá sa v súčasnosti používa na identifikáciu monogénnych chorôb. Je veľmi presný a deteguje patológiu aj v sekvencii nukleotidov. Vďaka tejto metóde je možné určiť genetickú predispozíciu k rozvoju onkológie (rakovina žalúdka, maternice, štítnej žľazy, prostaty, leukémia a pod.) Preto je indikovaná najmä u osôb, ktorých blízki príbuzní trpeli endokrinným ochorením. , duševné, onkologické a cievne ochorenia.

V Nemecku vám na diagnostiku genetických chorôb ponúknu celý rad cytogenetických, biochemických, molekulárno-genetických štúdií, prenatálnej a postnatálnej diagnostiky plus novorodenecký skríning novorodenca. Tu môžete absolvovať asi 1000 genetických testov, ktoré sú v krajine schválené na klinické použitie.

Tehotenstvo a genetické choroby

Prenatálna diagnostika poskytuje veľké možnosti na identifikáciu genetických chorôb.

Prenatálna diagnostika zahŕňa štúdie ako napr

biopsia choriových klkov - analýza choriového tkaniva plodu v 7-9 týždňoch tehotenstva; biopsia sa môže vykonať dvoma spôsobmi - cez krčok maternice alebo prepichnutím prednej brušnej steny;
amniocentéza - v 16-20 týždni tehotenstva sa plodová voda získava punkciou prednej brušnej steny;
Kordocentéza je jednou z najdôležitejších diagnostických metód, keďže sa ňou vyšetruje krv plodu získaná z pupočnej šnúry.

V diagnostike sa využívajú aj skríningové metódy ako triple test, fetálna echokardiografia a stanovenie alfa-fetoproteínu.

Ultrazvukové zobrazenie plodu v 3D a 4D rozmeroch môže výrazne znížiť pôrodnosť bábätiek s vývojovými chybami. Všetky tieto metódy majú nízke riziko nežiaducich účinkov a neovplyvňujú nepriaznivo priebeh tehotenstva. Ak sa počas tehotenstva zistí genetické ochorenie, lekár navrhne určitú individuálnu taktiku manažmentu tehotnej ženy. V skorých štádiách tehotenstva môžu nemecké kliniky ponúknuť korekciu génov. Ak sa génová korekcia vykoná včas v embryonálnom období, potom je možné opraviť niektoré genetické defekty.

Novorodenecký skríning dieťaťa v Nemecku

Novorodenecký skríning identifikuje najčastejšie genetické ochorenia u dojčiat. Včasná diagnóza umožňuje pochopiť, že dieťa je choré ešte predtým, ako sa objavia prvé príznaky choroby. Tak možno identifikovať nasledujúce dedičné ochorenia – hypotyreózu, fenylketonúriu, javorové sirupové ochorenie, adrenogenitálny syndróm a iné.

Ak sa tieto ochorenia zachytia včas, šanca na ich vyliečenie je pomerne vysoká. Kvalitný novorodenecký skríning je aj jedným z dôvodov, prečo ženy odlietajú do Nemecka, aby tu porodili dieťa.

Liečba ľudských genetických chorôb v Nemecku

Až donedávna sa genetické choroby neliečili, považovalo sa to za nemožné, a preto beznádejné. Preto sa diagnóza genetického ochorenia považovala za rozsudok smrti a prinajlepšom sa dalo počítať len so symptomatickou liečbou. Teraz sa situácia zmenila. Pokrok je badateľný, dostavili sa pozitívne výsledky liečby, ba čo viac, veda neustále objavuje nové a účinné spôsoby liečby dedičných chorôb. A hoci mnohé dedičné choroby sa dnes nedajú vyliečiť, genetici sú do budúcnosti optimistickí.

Liečba genetických chorôb je veľmi zložitý proces. Je založená na rovnakých princípoch vplyvu ako akékoľvek iné ochorenie - etiologické, patogenetické a symptomatické. Pozrime sa v krátkosti na každý z nich.

1. Etiologický princíp vplyvu.

Etiologický princíp vplyvu je najoptimálnejší, pretože liečba je zameraná priamo na príčiny ochorenia. Dosahuje sa to metódami génovej korekcie, izoláciou poškodenej časti DNA, jej klonovaním a zavedením do tela. V súčasnosti je táto úloha veľmi náročná, no pri niektorých ochoreniach je už realizovateľná

2. Patogenetický princíp vplyvu.

Liečba je zameraná na mechanizmus vývoja ochorenia, to znamená, že mení fyziologické a biochemické procesy v tele, odstraňuje defekty spôsobené patologickým génom. S vývojom genetiky sa rozširuje patogenetický princíp vplyvu a pre rôzne choroby sa budú každým rokom objavovať nové spôsoby a možnosti nápravy poškodených väzieb.

3. Symptomatický princíp vplyvu.

Podľa tohto princípu je liečba genetického ochorenia zameraná na zmiernenie bolesti a iných nepríjemných javov a zabránenie ďalšej progresii ochorenia. Symptomatická liečba je vždy predpísaná, môže byť kombinovaná s inými metódami liečby alebo môže byť nezávislou a jedinou liečbou. Ide o predpisovanie liekov proti bolesti, sedatív, antikonvulzív a iných liekov. Farmakologický priemysel je v súčasnosti veľmi rozvinutý, takže škála liekov používaných na liečbu (alebo skôr na zmiernenie prejavov) genetických chorôb je veľmi široká.

Okrem medikamentóznej liečby zahŕňa symptomatická liečba použitie fyzioterapeutických procedúr - masáže, inhalácie, elektroliečba, balneoterapia atď.

Niekedy sa chirurgická liečba používa na korekciu deformít, vonkajších aj vnútorných.

Genetici v Nemecku už majú bohaté skúsenosti s liečbou genetických chorôb. V závislosti od prejavu ochorenia a jednotlivých parametrov sa používajú tieto prístupy:

genetická výživa;
génová terapia,
transplantácia kmeňových buniek,
transplantácia orgánov a tkanív,
enzýmová terapia,
hormonálna a enzýmová substitučná terapia;
hemosorpcia, plazmaforéza, lymfosorpcia - čistenie tela špeciálnymi prípravkami;
chirurgický zákrok.

Samozrejme, liečba genetických ochorení trvá dlho a nie vždy je úspešná. Ale počet nových prístupov k terapii každým rokom rastie, takže lekári sú optimistickí.

Génová terapia

Špeciálne nádeje vkladajú lekári a vedci na celom svete do génovej terapie, vďaka ktorej je možné do buniek chorého organizmu zaviesť kvalitný genetický materiál.

Génová korekcia pozostáva z nasledujúcich fáz:

získanie genetického materiálu (somatické bunky) od pacienta;
zavedenie terapeutického génu do tohto materiálu, ktorý koriguje génový defekt;
klonovanie korigovaných buniek;
zavedenie nových zdravých buniek do tela pacienta.

Korekcia génov si vyžaduje veľkú opatrnosť, keďže veda ešte nemá úplné informácie o fungovaní genetického aparátu.

Zoznam genetických chorôb, ktoré možno identifikovať

Existuje mnoho klasifikácií genetických chorôb, sú ľubovoľné a líšia sa princípom konštrukcie. Nižšie uvádzame zoznam najbežnejších genetických a dedičných chorôb:

Guntherova choroba;
Canavanova choroba;
Niemann-Pickova choroba;
Tay-Sachsova choroba;
Charcot-Marie choroba;
hemofília;
hypertrichóza;
farbosleposť - necitlivosť na farbu, farbosleposť sa prenáša iba so ženským chromozómom, ale choroba postihuje iba mužov;
Capgrasov omyl;
Pelizaeus-Merzbacher leukodystrofia;
Blashko linky;
mikropsia;
cystická fibróza;
neurofibromatóza;
zvýšený odraz;
porfýria;
progéria;
spina bifida;
Angelmanov syndróm;
syndróm explodujúcej hlavy;
syndróm modrej kože;
Downov syndróm;
syndróm živých mŕtvol;
Joubertov syndróm;
syndróm kamenného muža
Klinefelterov syndróm;
Klein-Levinov syndróm;
Martin-Bellov syndróm;
Marfanov syndróm;
Prader-Williho syndróm;
Robinov syndróm;
Stendhalov syndróm;
Turnerov syndróm;
elefantiáza;
fenylketonúria.
cicero a ďalší.

V tejto časti sa budeme podrobne zaoberať každou chorobou a povieme vám, ako sa niektoré z nich dajú vyliečiť. Ale je lepšie genetickým chorobám predchádzať, ako ich liečiť, najmä preto, že moderná medicína nevie, ako mnohé choroby vyliečiť.

Genetické ochorenia sú skupinou ochorení, ktoré sú vo svojich klinických prejavoch veľmi heterogénne. Hlavné vonkajšie prejavy genetických chorôb:

malá hlava (mikrocefália);
mikroanomálie („tretie viečko“, krátky krk, nezvyčajne tvarované uši atď.)
oneskorený fyzický a duševný vývoj;
zmeny v pohlavných orgánoch;
nadmerná svalová relaxácia;
zmena tvaru prstov na nohách a rukách;
porušenie psychologického stavu atď.

Genetické ochorenia – ako sa poradiť v Nemecku?

Konverzácia pri genetickej konzultácii a prenatálnej diagnostike môže zabrániť závažným dedičným ochoreniam prenášaným na génovej úrovni. Hlavným cieľom genetického poradenstva je identifikovať mieru rizika genetického ochorenia u novorodenca.

Aby ste dostali kvalitnú konzultáciu a radu o ďalšom postupe, musíte myslieť vážne na komunikáciu so svojím lekárom. Pred konzultáciou sa musíte zodpovedne pripraviť na rozhovor, spomenúť si na choroby, ktorými trpeli vaši príbuzní, popísať všetky zdravotné problémy a zapísať si hlavné otázky, na ktoré by ste chceli dostať odpovede.

Ak už má rodina dieťa s anomáliou, s vrodenými chybami, odfoťte ho. Je nevyhnutné hovoriť o spontánnych potratoch, prípadoch mŕtvo narodených detí a o tom, ako tehotenstvo prebiehalo (prebieha).

Genetický konzultačný lekár bude schopný vypočítať riziko narodenia dieťaťa s ťažkou dedičnou patológiou (aj v budúcnosti). Kedy môžeme hovoriť o vysokom riziku vzniku genetického ochorenia?

genetické riziko do 5 % sa považuje za nízke;
nie viac ako 10% - mierne zvýšené riziko;
od 10% do 20% - priemerné riziko;
nad 20% - vysoké riziko.

Lekári odporúčajú zvážiť riziko okolo 20 % alebo vyššie ako dôvod na prerušenie tehotenstva alebo (ak ešte neexistuje) ako kontraindikáciu počatia. Ale konečné rozhodnutie robí, samozrejme, manželský pár.

Konzultácia môže prebiehať v niekoľkých etapách. Pri diagnostikovaní genetického ochorenia u ženy lekár vyvinie taktiku manažmentu pred tehotenstvom a v prípade potreby aj počas tehotenstva. Lekár podrobne hovorí o priebehu ochorenia, očakávanej dĺžke života tejto patológie, všetkých možnostiach modernej terapie, cenovej zložke a prognóze ochorenia. Niekedy génová korekcia počas umelej inseminácie alebo počas embryonálneho vývoja umožňuje vyhnúť sa prejavom ochorenia. Každý rok sa vyvíjajú nové metódy génovej terapie a prevencie dedičných chorôb, takže šance na vyliečenie genetickej patológie sa neustále zvyšujú.

V Nemecku sa aktívne zavádzajú a už úspešne aplikujú metódy boja proti génovým mutáciám pomocou kmeňových buniek a zvažujú sa nové technológie na liečbu a diagnostiku genetických ochorení.

Poznámka!

Táto práca bola prihlásená do súťaže populárno-vedeckých článkov v kategórii „Najlepší recenzia“.

Smrteľné pazúry

Ľudstvo čelilo tejto záhadnej chorobe ešte pred naším letopočtom. Vedci v rôznych častiach sveta sa ho snažili pochopiť a liečiť: v starovekom Egypte - Ebers, v Indii - Sushruta, Grécko - Hippokrates. Všetci a mnohí ďalší lekári bojovali proti nebezpečnému a vážnemu nepriateľovi – rakovine. A hoci táto bitka trvá dodnes, je ťažké určiť, či existuje šanca na úplné a konečné víťazstvo. Koniec koncov, čím viac študujeme túto chorobu, tým častejšie vznikajú otázky: je možné úplne vyliečiť rakovinu? Ako sa vyhnúť chorobe? Je možné, aby liečba bola rýchla, dostupná a lacná?

Vďaka Hippokratovi a jeho pozorovacím schopnostiam (bol to on, kto videl podobnosť medzi nádorom a chápadlami rakoviny), sa tento termín objavil v starovekých lekárskych pojednaniach. karcinóm(grécky carcinos) príp rakovina(lat. rakovina). V lekárskej praxi sa zhubné novotvary klasifikujú odlišne: karcinómy (z epitelových tkanív), sarkómy (z spojivového, svalového tkaniva), leukémia (v krvi a kostnej dreni), lymfómy (v lymfatickom systéme) a iné (vyvíjajú sa v iných typoch buniek, napríklad glióm - rakovina mozgu). Ale v každodennom živote je výraz „rakovina“ populárnejší, čo znamená akýkoľvek malígny nádor.

Mutácie: zomrieť alebo žiť večne?

Početné genetické štúdie odhalili, že výskyt rakovinových buniek je výsledkom genetických zmien. Chyby v replikácii DNA (kopírovanie) a oprave (oprava chýb) vedú k zmenám v génoch, vrátane tých, ktoré riadia delenie buniek. Hlavné faktory, ktoré prispievajú k poškodeniu genómu a následne k získaniu mutácií, sú endogénne (útok voľných radikálov vznikajúcich pri metabolizme, chemická nestabilita niektorých báz DNA) a exogénne (ionizujúce a UV žiarenie, chemické karcinogény). Keď sa mutácie etablujú v genóme, podporujú transformáciu normálnych buniek na rakovinové bunky. Takéto mutácie sa vyskytujú hlavne v protoonkogénoch, ktoré normálne stimulujú delenie buniek. V dôsledku toho môže byť gén neustále „zapnutý“ a mitóza (delenie) sa nezastaví, čo v skutočnosti znamená malígnu degeneráciu. Ak dôjde k inaktivačným mutáciám v génoch, ktoré normálne inhibujú proliferáciu (nádorové supresorové gény), kontrola nad delením sa stratí a bunka sa stane „nesmrteľnou“ (obr. 1).

Obrázok 1. Genetický model rakoviny: rakovina hrubého čreva. Prvým krokom je strata alebo inaktivácia dvoch alel génu APS na piatom chromozóme. Pri familiárnej rakovine (familiárna adenomatózna polypóza, FAP) sa zdedí jedna mutácia génu APC. Strata oboch alel vedie k tvorbe benígnych adenómov. Následné mutácie génov na chromozómoch 12, 17, 18 benígneho adenómu môžu viesť k transformácii na malígny nádor. Zdroj: .

Je zrejmé, že vývoj určitých typov rakoviny zahŕňa zmeny vo väčšine alebo dokonca vo všetkých týchto génoch a môže sa vyskytnúť rôznymi spôsobmi. Z toho vyplýva, že každý nádor treba považovať za biologicky jedinečný objekt. Dnes existujú špeciálne databázy genetických informácií o rakovine, ktoré obsahujú údaje o 1,2 miliónoch mutácií z 8207 vzoriek tkaniva týkajúcich sa 20 typov nádorov: Cancer Genome Atlas a Catalog of Somatic Mutations in Cancer in Cancer (COSMIC)).

Výsledkom nesprávneho fungovania génov je nekontrolované delenie buniek a v ďalších štádiách metastázy do rôznych orgánov a častí tela cez krvné a lymfatické cievy. Ide o pomerne zložitý a aktívny proces, ktorý pozostáva z niekoľkých etáp. Jednotlivé rakovinové bunky sú oddelené od primárneho miesta a šíria sa krvou do celého tela. Potom sa pomocou špeciálnych receptorov naviažu na endotelové bunky a exprimujú proteinázy, ktoré rozkladajú matricové proteíny a vytvárajú póry v bazálnej membráne. Po zničení extracelulárnej matrice rakovinové bunky migrujú hlboko do zdravého tkaniva. V dôsledku autokrinnej stimulácie sa delia a vytvárajú uzol (priemer 1–2 mm). Pri nedostatku výživy niektoré bunky v uzle odumierajú a takéto „spiace“ mikrometastázy môžu zostať latentne v tkanivách orgánu pomerne dlho. Za priaznivých podmienok uzol rastie, v bunkách sa aktivuje gén pre vaskulárny endoteliálny rastový faktor (VEGF) a fibroblastový rastový faktor (FGFb) a iniciuje sa angiogenéza (tvorba krvných ciev) (obr. 2).

Bunky sú však vyzbrojené špeciálnymi mechanizmami, ktoré chránia pred vznikom nádorov:

Tradičné metódy a ich nevýhody

Ak obranný systém tela zlyhá a nádor sa napriek tomu začne rozvíjať, môže ho zachrániť iba lekársky zásah. Po dlhú dobu lekári používali tri hlavné „klasické“ terapie:

chirurgické (úplné odstránenie nádoru). Používa sa, keď je nádor malý a dobre lokalizovaný. Odstráni sa aj časť tkaniva, ktoré je v kontakte s malígnym nádorom. Metóda sa nepoužíva v prítomnosti metastáz;
žiarenie - ožarovanie nádoru rádioaktívnymi časticami na zastavenie a zabránenie delenia rakovinových buniek. Zdravé bunky sú tiež citlivé na toto žiarenie a často zomierajú;
chemoterapia - lieky sa používajú na inhibíciu rastu rýchlo sa deliacich buniek. Lieky majú negatívny vplyv aj na normálne bunky.

Vyššie opísané prístupy nemôžu vždy zachrániť pacienta pred rakovinou. Často pri chirurgickej liečbe zostanú len jednotlivé rakovinové bunky a nádor sa môže opakovať a pri chemoterapii a rádioterapii dochádza k nežiaducim účinkom (zníženie imunity, anémia, vypadávanie vlasov a pod.), ktoré vedú k vážnym následkom a často k smrť pacienta. Každým rokom sa však tradičné spôsoby liečby zlepšujú a objavujú sa nové spôsoby liečby, ktoré dokážu rakovinu poraziť, ako je biologická liečba, hormonálna liečba, používanie kmeňových buniek, transplantácia kostnej drene a rôzne podporné terapie. Génová terapia sa považuje za najsľubnejšiu, keďže je zameraná na základnú príčinu rakoviny – kompenzáciu nesprávneho fungovania niektorých génov.

Génová terapia ako perspektíva

Podľa PubMed záujem o génovú terapiu (GT) pre rakovinu rýchlo rastie a dnes GT kombinuje množstvo techník, ktoré pôsobia na rakovinové bunky a v tele ( in vivo) a mimo neho ( ex vivo) (obr. 3).

Obrázok 3. Dve hlavné stratégie génovej terapie. Ex vivo- genetický materiál sa prenesie pomocou vektorov do buniek pestovaných v kultúre (transdukcia) a potom sa transgénne bunky zavedú do príjemcu; in vivo- zavedenie vektora s požadovaným génom do špecifického tkaniva alebo orgánu. Obrázok z.

Génová terapia in vivo zahŕňa prenos génov - zavedenie genetických konštruktov do rakovinových buniek alebo do tkanív, ktoré obklopujú nádor. Génová terapia ex vivo spočíva v izolácii rakovinových buniek od pacienta, vložení terapeutického "zdravého" génu do rakovinového genómu a zavedení transdukovaných buniek späť do tela pacienta. Na takéto účely sa používajú špeciálne vektory vytvorené metódami genetického inžinierstva. Spravidla ide o vírusy, ktoré identifikujú a ničia rakovinové bunky, pričom zostávajú neškodné pre zdravé tkanivá tela, alebo nevírusové vektory.

Vírusové vektory

Ako vírusové vektory sa používajú retrovírusy, adenovírusy, adeno-asociované vírusy, lentivírusy, herpes vírusy a iné. Tieto vírusy sa líšia svojou transdukčnou účinnosťou, interakciou s bunkami (rozpoznanie a infekcia) a DNA. Hlavným kritériom je bezpečnosť a absencia rizika nekontrolovaného šírenia vírusovej DNA: ak sú gény vložené na nesprávne miesto v ľudskom genóme, môžu vytvárať škodlivé mutácie a iniciovať vývoj nádoru. Je tiež dôležité vziať do úvahy úroveň expresie prenesených génov, aby sa zabránilo zápalovým alebo imunitným reakciám v tele počas hypersyntézy cieľových proteínov (tabuľka 1).

Tabuľka 1. Vírusové vektory.

Vektor	Stručný opis
Vírus osýpok	obsahuje negatívnu sekvenciu RNA, ktorá neindukuje ochrannú odpoveď v rakovinových bunkách
Herpes simplex vírus (HSV-1)	môže niesť dlhé sekvencie transgénov
lentivírus	odvodené z HIV, môžu integrovať gény do nedeliacich sa buniek
Retrovírus (RCR)	neschopný samostatnej replikácie, zabezpečuje efektívnu integráciu cudzej DNA do genómu a pretrvávanie genetických zmien
Opičí penivý vírus (SFV)	nový RNA vektor, ktorý prenáša transgén do nádoru a stimuluje jeho expresiu
Rekombinantný adenovírus (rAdv)	zaisťuje účinnú transfekciu, ale je možná silná imunitná reakcia
Rekombinantný adeno-asociovaný vírus (rAAV)	schopné transfekovať mnohé typy buniek

Nevírusové vektory

Na prenos transgénnej DNA sa používajú aj nevírusové vektory. Polymérne nosiče liečiv - nanočasticové štruktúry - sa používajú na dodávanie liečiv s nízkou molekulovou hmotnosťou, napríklad oligonukleotidy, peptidy, siRNA. Vďaka svojej malej veľkosti sú nanočastice absorbované bunkami a môžu prenikať kapilárami, čo je veľmi výhodné na dodávanie „liečivých“ molekúl do najneprístupnejších miest v tele. Táto technika sa často používa na inhibíciu angiogenézy nádoru. Existuje však riziko hromadenia častíc v iných orgánoch, ako je kostná dreň, čo môže viesť k nepredvídateľným následkom. Najpopulárnejšími metódami dodávania nevírusovej DNA sú lipozómy a elektroporácia.

Syntetický katiónové lipozómy sú v súčasnosti uznávané ako sľubná metóda na dodávanie funkčných génov. Kladný náboj na povrchu častíc zabezpečuje fúziu so záporne nabitými bunkovými membránami. Katiónové lipozómy neutralizujú negatívny náboj reťazca DNA, robia jeho priestorovú štruktúru kompaktnejšou a podporujú účinnú kondenzáciu. Plazmid-lipozómový komplex má množstvo dôležitých výhod: môže obsahovať genetické konštrukty takmer neobmedzenej veľkosti, neexistuje riziko replikácie alebo rekombinácie a prakticky nespôsobuje imunitnú odpoveď v organizme hostiteľa. Nevýhodou tohto systému je krátke trvanie terapeutického účinku a pri opakovanom podávaní sa môžu objaviť vedľajšie účinky.

Elektroporácia je populárny spôsob dodania nevírusovej DNA, ktorý je celkom jednoduchý a nevyvoláva imunitnú odpoveď. Pomocou indukovaných elektrických impulzov sa na povrchu buniek vytvárajú póry a plazmidová DNA ľahko preniká do vnútrobunkového priestoru. Génová terapia in vivo použitie elektroporácie preukázalo svoju účinnosť v mnohých experimentoch na nádoroch myší. V tomto prípade môžu byť prenesené akékoľvek gény, napríklad cytokínové gény (IL-12) a cytotoxické gény (TRAIL), čo prispieva k rozvoju širokého spektra terapeutických stratégií. Okrem toho môže byť tento prístup účinný pri liečbe metastatických aj primárnych nádorov.

Výber vybavenia

V závislosti od typu nádoru a jeho progresie sa pre pacienta vyberie najefektívnejšia liečebná metóda. K dnešnému dňu boli vyvinuté nové sľubné techniky génovej terapie proti rakovine, vrátane onkolytického vírusového HT, proliečivového HT (prekurzorová terapia), imunoterapie, HT s použitím kmeňových buniek.

Onkolytická vírusová génová terapia

Táto technika využíva vírusy, ktoré sa pomocou špeciálnych genetických manipulácií stanú onkolytickými – prestanú sa množiť v zdravých bunkách a ovplyvňujú len nádorové bunky. Dobrým príkladom takejto terapie je ONYX-015, modifikovaný adenovírus, ktorý neexprimuje E1B proteín. V neprítomnosti tohto proteínu sa vírus nemôže replikovať v bunkách s normálnym génom p53. Dva vektory založené na víruse herpes simplex (HSV-1) - G207 a NV1020 - tiež nesú mutácie v niekoľkých génoch, aby sa mohli replikovať iba v rakovinových bunkách. Veľkou výhodou techniky je, že pri intravenóznych injekciách sa onkolytické vírusy prenášajú krvou do celého tela a dokážu bojovať s metastázami. Hlavnými problémami, ktoré vznikajú pri práci s vírusmi, je možné riziko imunitnej odpovede v tele príjemcu, ako aj nekontrolovaná integrácia genetických konštruktov do genómu zdravých buniek a v dôsledku toho vznik rakovinového nádoru. .

Génom sprostredkovaná enzymatická proliečivá terapia

Je založená na zavedení „samovražedných“ génov do nádorového tkaniva, v dôsledku čoho rakovinové bunky odumierajú. Tieto transgény kódujú enzýmy, ktoré aktivujú intracelulárne cytostatiká, TNF receptory a ďalšie dôležité zložky pre aktiváciu apoptózy. Samovražedná génová kombinácia prekurzora by mala ideálne spĺňať nasledujúce požiadavky: riadená génová expresia; správna konverzia vybraného proliečiva na aktívne protirakovinové činidlo; úplná aktivácia proliečiva bez ďalších endogénnych enzýmov.

Nevýhodou terapie je, že nádory obsahujú všetky ochranné mechanizmy charakteristické pre zdravé bunky a tie sa postupne adaptujú na škodlivé faktory a proliečivá. Adaptačný proces uľahčuje expresia cytokínov (autokrinná regulácia), regulačné faktory bunkového cyklu (výber najodolnejších rakovinových klonov) a gén MDR (zodpovedný za citlivosť na určité lieky).

Imunoterapia

Vďaka génovej terapii sa v poslednom čase začala aktívne rozvíjať imunoterapia – nový prístup k liečbe rakoviny pomocou protinádorových vakcín. Hlavnou stratégiou metódy je aktívna imunizácia organizmu proti rakovinovým antigénom (TAA) pomocou technológie prenosu génov [a18].

Hlavný rozdiel medzi rekombinantnými vakcínami a inými liekmi je v tom, že pomáhajú imunitnému systému pacienta rozpoznať rakovinové bunky a zničiť ich. V prvej fáze sa rakovinové bunky získajú z tela príjemcu (autológne bunky) alebo zo špeciálnych bunkových línií (alogénne bunky) a potom sa pestujú in vitro. Aby boli tieto bunky rozpoznané imunitným systémom, zavedie sa jeden alebo viacero génov, ktoré produkujú imunostimulačné molekuly (cytokíny) alebo proteíny so zvýšeným počtom antigénov. Po týchto modifikáciách sa bunky ďalej kultivujú, potom lyzujú a získa sa hotová vakcína.

Široká škála vírusových a nevírusových vektorov pre transgény umožňuje experimentovanie na rôznych typoch imunitných buniek (napr. cytotoxických T bunkách a dendritických bunkách), aby sa inhibovala imunitná odpoveď a regresia rakovinových buniek. V deväťdesiatych rokoch minulého storočia bolo navrhnuté, že lymfocyty infiltrujúce nádor (TIL) sú zdrojom cytotoxických T lymfocytov (CTL) a prirodzených zabíjačských (NK) buniek pre rakovinové bunky. Keďže TIL sa dá ľahko manipulovať ex vivo sa stali prvými geneticky modifikovanými imunitnými bunkami, ktoré sa použili na imunoterapiu rakoviny. V T bunkách odstránených z krvi pacienta s rakovinou sa zmenia gény, ktoré sú zodpovedné za expresiu receptorov pre rakovinové antigény. Môžu sa tiež pridať gény, aby sa zvýšila pravdepodobnosť, že modifikované T bunky prežijú a účinnejšie vstúpia do nádoru. Pomocou takýchto manipulácií sa vytvárajú vysoko aktívni „zabijaci“ rakovinových buniek.

Keď sa dokázalo, že väčšina rakovín má špecifické antigény a je schopná vyvolať svoje vlastné obranné mechanizmy, vznikla hypotéza, že blokovanie imunitného systému rakovinových buniek uľahčí odmietnutie nádoru. Preto sa na výrobu väčšiny protinádorových vakcín ako zdroj antigénov používajú nádorové bunky pacienta alebo špeciálne alogénne bunky. Hlavnými problémami nádorovej imunoterapie sú pravdepodobnosť autoimunitných reakcií v tele pacienta, absencia protinádorovej odpovede, imunostimulácia rastu nádoru a iné.

Kmeňové bunky

Silným nástrojom génovej terapie je využitie kmeňových buniek ako vektorov na prenos terapeutických činidiel – imunostimulačných cytokínov, samovražedných génov, nanočastíc a antiangiogénnych proteínov. Kmeňové bunky (SC), okrem schopnosti samoobnovy a diferenciácie, majú oproti iným transportným systémom (nanopolyméry, vírusy) obrovskú výhodu: aktivácia proliečiva prebieha priamo v nádorových tkanivách, čím sa zabráni systémovej toxicite (expresii transgény prispieva k deštrukcii iba rakovinových buniek). Ďalšou pozitívnou kvalitou je „privilegovaný“ stav autológnych SC - použité vlastné bunky zaručujú 100% kompatibilitu a zvyšujú úroveň bezpečnosti zákroku. Účinnosť terapie však stále závisí od správneho ex vivo prenos modifikovaného génu do SC a následný prenos transdukovaných buniek do tela pacienta. Okrem toho je pred použitím terapie vo veľkom meradle potrebné podrobne preštudovať všetky možné spôsoby transformácie SC na rakovinové bunky a vyvinúť bezpečnostné opatrenia na zabránenie karcinogénnej transformácie SC.

Záver

Ak to zhrnieme, môžeme s istotou povedať, že prichádza éra personalizovanej medicíny, kedy sa pre liečbu každého onkologického pacienta vyberie špecifická účinná terapia. Už sa vyvíjajú individuálne liečebné programy, ktoré poskytujú včasnú a správnu starostlivosť a vedú k výraznému zlepšeniu stavu pacienta. Evolučné prístupy k personalizovanej onkológii, ako je genomická analýza, cielená výroba liekov, génová terapia rakoviny a molekulárna diagnostika pomocou biomarkerov, už prinášajú svoje ovocie.

Obzvlášť sľubnou metódou liečby rakoviny je génová terapia. V súčasnosti aktívne prebiehajú klinické štúdie, ktoré často potvrdzujú účinnosť HT v prípadoch, keď štandardná protinádorová liečba – chirurgia, rádioterapia a chemoterapia – nepomáha. Rozvoj inovatívnych metód HT (imunoterapia, onkolytická viroterapia, „samovražedná“ terapia atď.) bude schopný vyriešiť problém vysokej úmrtnosti na rakovinu a možno v budúcnosti nebude diagnostika „rakoviny“ znie ako rozsudok smrti.

Rakovina: rozpoznať, predchádzať a odstrániť chorobu.

Literatúra

Williams S. Klug, Michael R. Cummingm. Svet biológie a medicíny. Základy genetiky. Moskva: Technosféra, 2007. - 726 s.;
Bioinformatika: Veľké databázy vs. Veľké P;
Cui H., Cruz-Correa M. a kol. (2003).

Génová terapia v širšom zmysle slova znamená liečbu zavedením sekvencií sémantickej DNA do tkanív alebo buniek pacienta. Spočiatku sa génová terapia považovala za spôsob nápravy defektu v géne.

Ďalší výskum tieto myšlienky korigoval. Ukázalo sa, že je oveľa jednoduchšie opraviť nie defekt v samotnom géne, ale vykonať nápravu zavedením plne funkčného génu do tela pacienta. Ukázalo sa, že génová terapia by sa mala vykonávať výlučne na somatických tkanivách, génová terapia na úrovni zárodočných a zárodočných buniek je veľmi problematická a nereálna. Dôvodom je reálne nebezpečenstvo upchatia genofondu nežiaducimi umelými génovými konštruktmi alebo vnášaním mutácií s nepredvídateľnými dôsledkami pre budúcnosť ľudstva (Fr. Anderson, T. Caskey, Fr. Collins atď.). Napokon, praktická metodika génovej terapie sa ukázala ako vhodná na liečbu nielen monogénnych dedičných ochorení, ale aj rozšírených ochorení, ako sú zhubné nádory, ťažké formy vírusových infekcií, AIDS, kardiovaskulárne a iné ochorenia.

Prvé klinické skúšky génovej terapie sa uskutočnili 22. mája 1989 s cieľom geneticky označiť lymfocyty infiltrujúce nádor pri pokročilom melanóme. Prvým monogénnym dedičným ochorením, pri ktorom boli aplikované metódy génovej terapie, bola dedičná imunodeficiencia spôsobená mutáciou v géne adenozíndeaminázy. Pri tomto ochorení sa 2-deoxyadenozín hromadí v krvi pacientov vo vysokých koncentráciách, čo má toxický účinok na T a B lymfocyty, čo vedie k rozvoju ťažkej kombinovanej imunodeficiencie. 14. septembra 1990 boli v Bethesde (USA) 4-ročnému dievčatku trpiacemu týmto pomerne zriedkavým ochorením (1:100 000) transplantované vlastné lymfocyty, predtým transformované ex vivo génom ADA (gén ADA + marker gén PEO + retrovírusový vektor). Terapeutický účinok sa pozoroval niekoľko mesiacov, po ktorých sa postup opakoval v intervaloch 3-5 mesiacov. Počas 3 rokov terapie bolo vykonaných celkovo 23 intravenóznych transfúzií lymfocytov transformovaných ADA. V dôsledku liečby sa stav pacienta výrazne zlepšil.

Ďalšie monogénne dedičné choroby, pre ktoré už existujú oficiálne schválené protokoly a začali sa klinické skúšky, sa týkajú familiárnej hypercholesterolémie (1992), hemofílie B (1992), cystickej fibrózy (1993), Gaucherovej choroby (1993). Do roku 1993 bolo len v Spojených štátoch schválených 53 projektov na klinické skúšky geneticky upravených návrhov. Do roku 1995 sa počet takýchto projektov na celom svete zvýšil na 100 a do týchto štúdií bolo priamo zapojených viac ako 400 pacientov. Zároveň aj dnešný výskum génovej terapie zohľadňuje, že dôsledky manipulácie s génmi či rekombinantnou DNA in vivo nie sú dostatočne prebádané. Preto pri vývoji programov génovej terapie má zásadný význam bezpečnosť liečebných režimov pre pacienta aj pre populáciu ako celok.

Program génovej terapie pre klinické štúdie zahŕňa nasledujúce časti: zdôvodnenie výberu nosológie na uskutočnenie kurzu génovej terapie; určenie typu buniek podliehajúcich genetickej modifikácii; schéma na konštrukciu exogénnej DNA; preukázanie biologickej bezpečnosti zavedeného génového konštruktu vrátane experimentov na bunkových kultúrach a modelových zvieratách; vývoj postupu na jeho prenos do buniek pacienta; metódy na analýzu expresie zavedených génov; hodnotenie klinického (terapeutického) účinku; možné vedľajšie účinky a spôsoby, ako im predchádzať.

V Európe sa takéto protokoly vypracúvajú a schvaľujú v súlade s odporúčaniami Európskej pracovnej skupiny pre prenos génov a génovú terapiu. Najdôležitejším prvkom v programe génovej terapie je analýza dôsledkov vykonaných postupov. Rozhodujúcou podmienkou pre úspešnú génovú terapiu je zabezpečiť efektívne dodanie, teda transfekciu alebo transdukciu (pomocou vírusových vektorov) cudzieho génu do cieľových buniek, zabezpečiť jeho dlhodobú perzistenciu v týchto bunkách a vytvoriť podmienky pre plnú prevádzku, tj. , výraz. Kľúčom k dlhodobej perzistencii cudzej DNA v bunkách príjemcu je jej integrácia do genómu, teda do buniek hostiteľskej DNA. Hlavné metódy dodávania cudzích génov do buniek sú rozdelené na chemické, fyzikálne a biologické. Konštrukcia vektorov založených na vírusoch je najzaujímavejším a najsľubnejším odvetvím génovej terapie.

Objavenie sa zásadne nových technológií, ktoré umožňujú aktívne manipulovať s génmi a ich fragmentmi a zabezpečujú cielené dodávanie nových blokov genetickej informácie do špecifických oblastí genómu, spôsobilo revolúciu v biológii a medicíne. V tomto prípade samotný gén čoraz viac začína pôsobiť ako liek používaný na liečbu rôznych chorôb. Využitie génovej terapie na boj proti multifaktoriálnym ochoreniam nie je ďaleko. Už teraz, na súčasnej úrovni našich vedomostí o ľudskom genóme, sú celkom možné také modifikácie génovou transfekciou, ktoré je možné vykonať za účelom zlepšenia množstva fyzických (napríklad výška), mentálnych a intelektuálnych parametrov. Moderná ľudská veda sa tak vo svojom novom kole vývoja vrátila k myšlienke „zlepšovania ľudskej rasy“, ktorú vyslovil vynikajúci anglický genetik Fr. Galton a jeho študenti.

Génová terapia v 21. storočí ponúka nielen reálne spôsoby liečenia ťažkých dedičných a nededičných ochorení, ale svojim prudkým rozvojom prináša aj nové problémy spoločnosti, ktoré je potrebné v blízkej budúcnosti riešiť.

Počas svojej relatívne krátkej histórie prešla génová terapia vzostupmi a pádmi: niekedy ju vedci a praktici považovali takmer za všeliek, a potom nasledovalo obdobie sklamania a skepticizmu...
Myšlienky o možnosti zavedenia génov do tela na terapeutické účely boli vyjadrené už začiatkom 60. rokov minulého storočia, ale skutočné kroky boli podniknuté až koncom 80. rokov a úzko súviseli s medzinárodným projektom dešifrovania ľudského genómu.

V roku 1990 sa uskutočnil pokus o génovú terapiu ťažkej, so životom často nezlučiteľnej dedičnej imunodeficiencie spôsobenej defektom génu kódujúceho syntézu enzýmu adenozíndeamináza. Autori štúdie uviedli jasný terapeutický účinok. A hoci sa časom objavilo množstvo pochybností o trvanlivosti dosiahnutého účinku a jeho špecifických mechanizmoch, práve táto práca poslúžila ako silný impulz pre rozvoj génovej terapie a prilákala mnohomiliardové investície.

Génová terapia je medicínsky prístup založený na zavádzaní génových konštruktov do buniek na liečbu rôznych chorôb. Požadovaný efekt sa dosiahne buď ako výsledok expresie zavedeného génu, alebo potlačením funkcie defektného génu. Treba zdôrazniť, že cieľom génovej terapie nie je „liečiť“ gény ako také, ale s ich pomocou liečiť rôzne choroby.

Ako „liek“ sa spravidla používa fragment DNA obsahujúci potrebný gén. Môže to byť jednoducho „nahá DNA“, zvyčajne v kombinácii s lipidmi, proteínmi atď. Ale oveľa častejšie sa DNA zavádza ako súčasť špeciálnych genetických konštruktov (vektorov) vytvorených na základe rôznych ľudských a zvieracích vírusov pomocou množstvo genetických manipulácií. Z vírusu sú napríklad odstránené gény potrebné na jeho reprodukciu. To na jednej strane robí vírusové častice prakticky bezpečnými a na druhej strane „uvoľňuje priestor“ pre gény určené na zavedenie do tela.

Základným bodom génovej terapie je prienik génového konštruktu do bunky (transfekcia), vo veľkej väčšine prípadov do jej jadra. Je dôležité, aby sa génový konštrukt dostal presne k tým bunkám, ktoré je potrebné „ošetriť“. Preto úspech génovej terapie do značnej miery závisí od výberu optimálneho alebo aspoň uspokojivého spôsobu zavádzania génových konštruktov do organizmu.

S vírusovými vektormi je situácia viac-menej predvídateľná: šíria sa po celom tele a prenikajú do buniek ako ich predchodcovia vírusov, čím poskytujú pomerne vysokú úroveň orgánovej a tkanivovej špecifickosti. Takéto konštrukty sa zvyčajne podávajú intravenózne, intraperitoneálne, subkutánne alebo intramuskulárne.

Na "cielené dodávanie" nevírusových vektorov bolo vyvinutých množstvo špeciálnych metód. Najjednoduchším spôsobom prenosu požadovaného génu do buniek in vivo je priama injekcia genetického materiálu do tkaniva. Použitie tejto metódy je obmedzené: injekcie sa môžu podávať iba do kože, týmusu, priečne pruhovaných svalov a niektorých solídnych nádorov.

Ďalším spôsobom dodania transgénu je balistická transfekcia. Základom je „olúpanie“ orgánov a tkanív mikročasticami ťažkých kovov (zlato, volfrám) potiahnutých fragmentmi DNA. Na „streľovanie“ používajú špeciálnu „génovú pištoľ“.

Pri liečbe pľúcnych ochorení je možné zaviesť genetický materiál do dýchacieho traktu vo forme aerosólu.

Transfekcia buniek sa môže uskutočniť aj ex vivo: bunky sa izolujú z tela, geneticky sa s nimi manipuluje a potom sa znovu zavedú do tela pacienta.

Liečime: dedičné...

V počiatočnom štádiu vývoja génovej terapie sa za jej hlavný predmet považovali dedičné choroby spôsobené absenciou alebo nedostatočnou funkciou jedného génu, teda monogénne. Predpokladalo sa, že zavedenie normálne fungujúceho génu pacientovi povedie k vyliečeniu choroby. Opakovane sa pokúšali liečiť „kráľovskú chorobu“ – hemofíliu, Duchennovú svalovú dystrofiu, cystickú fibrózu.

Dnes sa metódy génovej terapie vyvíjajú a testujú na takmer 30 monogénnych ľudských chorôb. Medzitým zostáva viac otázok ako odpovedí a vo väčšine prípadov sa nedosiahol skutočný terapeutický účinok. Dôvodom je predovšetkým imunitná reakcia organizmu, postupné „utlmovanie“ funkcií zavedeného génu, ako aj neschopnosť dosiahnuť „cielenú“ integráciu preneseného génu do chromozomálnej DNA.

Menej ako 10 % štúdií génovej terapie sa venuje monogénnym ochoreniam, zatiaľ čo zvyšok sa týka nededičných patológií.

...a získané

Získané choroby nie sú spojené s vrodenou chybou v štruktúre a funkcii génov. Ich génová terapia je založená na princípe, že „terapeutický gén“ zavedený do tela by mal viesť k syntéze proteínu, ktorý bude mať buď terapeutický účinok, alebo pomôže zvýšiť individuálnu citlivosť na účinky liekov.

Génová terapia môže byť použitá na prevenciu krvných zrazenín, obnovu cievneho systému srdcového svalu po infarkte myokardu, prevenciu a liečbu aterosklerózy, ako aj v boji proti infekcii HIV a rakovine. Intenzívne sa vyvíja napríklad spôsob génovej terapie nádorov, ako je zvýšenie citlivosti nádorových buniek na chemoterapeutické lieky, na ktorých sa zúčastňujú pacienti s mezoteliómom pleury, rakovinou vaječníkov a glioblastómom. V roku 1999 bol schválený protokol na liečbu rakoviny prostaty, zvolené bezpečné dávky chemoterapie a preukázaný pozitívny terapeutický efekt.

Bezpečnosť a etika

Vykonávanie genetických manipulácií s ľudským telom kladie osobitné bezpečnostné požiadavky: koniec koncov, akékoľvek zavedenie cudzieho genetického materiálu do buniek môže mať negatívne dôsledky. Nekontrolovaná integrácia „nových“ génov do určitých častí pacientovho genómu môže viesť k narušeniu funkcie „vlastných“ génov, čo následne môže spôsobiť nežiaduce zmeny v organizme, najmä vznik rakovinových nádorov.

Okrem toho môže dôjsť k negatívnym genetickým zmenám v somatických a zárodočných bunkách. V prvom prípade hovoríme o osude jedného človeka, kde je riziko spojené s genetickou korekciou neporovnateľne nižšie ako riziko úmrtia na existujúce ochorenie. Keď sa génové konštrukty zavedú do zárodočných buniek, nežiaduce zmeny v genóme sa môžu preniesť na budúce generácie. Preto sa zdá úplne prirodzené chcieť zakázať experimenty s genetickou modifikáciou zárodočných buniek nielen z medicínskych, ale aj z etických dôvodov.

S vývojom prístupov ku génovej intervencii v bunkách vyvíjajúceho sa ľudského embrya, teda intrauterinnej génovej terapii (in utero terapia), sa spája množstvo morálnych a etických problémov. V Spojených štátoch sa možnosť použitia génovej terapie in utero zvažuje len pri dvoch závažných genetických ochoreniach: ťažká kombinovaná imunodeficiencia spôsobená defektom v géne pre enzým adenozíndeaminázu a homozygotná beta talasémia, závažné dedičné ochorenie spojené s absenciou všetky štyri globínové gény alebo mutácie v nich. Už bolo vyvinutých a pripravuje sa množstvo génových konštruktov na predbežné testovanie, ktorých dodanie do tela by malo viesť ku kompenzácii genetických defektov a eliminácii symptómov týchto ochorení. Riziko negatívnych genetických dôsledkov takýchto manipulácií je však dosť vysoké. Preto aj etika vnútromaternicovej génovej terapie zostáva kontroverzná.

V januári tohto roku boli v USA opäť dočasne zakázané experimenty s génovou terapiou. Príčinou boli nebezpečné komplikácie, ktoré vznikli u dvoch detí po génovej terapii dedičnej imunodeficiencie. Pred niekoľkými mesiacmi vo Francúzsku jednému z detí, o ktorých sa myslelo, že sa vyliečia génovou terapiou, diagnostikovali syndróm podobný leukémii. Odborníci nevylučujú, že príčinou vzniku komplikácií u detí môže byť použitie vektorov na báze retrovírusov počas terapie. Teraz Food and Drug Administration (FDA) zváži pokračovanie experimentov s génovou terapiou od prípadu k prípadu a iba vtedy, ak neexistujú žiadne iné spôsoby liečby choroby.

Nie všeliek, ale perspektíva

Nemožno poprieť, že skutočný úspech génovej terapie pri liečbe konkrétnych pacientov je pomerne skromný a samotný prístup je stále v štádiu hromadenia dát a vývoja technológií. Génová terapia sa nestala a samozrejme nikdy nestane všeliekom. Regulačné systémy tela sú také zložité a tak málo prebádané, že jednoduché zavedenie génu vo väčšine prípadov nevyvolá potrebný terapeutický účinok.

Napriek tomu všetkému však prísľub génovej terapie možno len ťažko preceňovať. Existuje každý dôvod dúfať, že pokrok v oblasti molekulárnej genetiky a technológií genetického inžinierstva povedie k nepochybnému úspechu v liečbe ľudských chorôb pomocou génov. A nakoniec, génová terapia právom zaujme svoje miesto v praktickej medicíne.

Zdá sa, že génová terapia môže mať neočakávané využitie. Podľa vedcov sa v roku 2012 budú konať olympijské hry, kde sa predstavia transgénni superšportovci. „DNA doping“ poskytne nesporné výhody
pri rozvoji sily, vytrvalosti a rýchlosti. Niet pochýb o tom, že v podmienkach tvrdej konkurencie v športe sa nájdu športovci, ktorí sú pripravení na genetickú modifikáciu aj s prihliadnutím na možné riziká spojené s používaním novej technológie.