В.С. Баранов - Генная терапия - медицина XXI века (статья) (1117855)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

THE GENE THERAPYIN THE XXI CENTURYMEDICINEГЕННАЯ ТЕРАПИЯ – МЕДИЦИНАXXI ВЕКАV. S. BARANOVÇ. ë. ÅÄêÄçéÇë‡ÌÍÚ-èÂÚÂ·Û„ÒÍËÈ „ÓÒÛ‰‡ÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÛÌË‚ÂÒËÚÂÚ© Ň‡ÌÓ‚ Ç.ë., 1999The paper presents a definition of gene therapy, itsorigin and the mainresults obtained. Basictypes of gene therapyapplications are brieflyoutlined. Special attentionis paid to some social andethical problems relatedto human genome studiesand gene therapy trials.чÌÓ ÓÔ‰ÂÎÂÌË „ÂÌÌÓÈ ÚÂ‡ÔËË, ‡ÒÒÏÓÚÂÌ˚ ÓÒÌÓ‚Ì˚ ÚËÔ˚ „ÂÌÓÚÂ‡Ô‚Ú˘ÂÒÍËı ‚ϯ‡ÚÂθÒÚ‚, ÏÂÚÓ‰˚ „ÂÌÂÚ˘ÂÒÍÓÈ Ú‡ÌÒÙÂ͈ËËÍÎÂÚÓÍ ˝Û͇ËÓÚ, ‚‡ˇÌÚ˚ ‚ÂÍÚÓÌ˚ı ÒËÒÚÂÏ,Ó·ÂÒÔ˜˂‡˛˘Ë ‡‰ÂÒÌÛ˛ ‰ÓÒÚ‡‚ÍÛ „ÂÌÂÚ˘ÂÒÍÓ„Ó Ï‡ÚÂˇ· ‚ ÍÎÂÚ͢ÂÎÓ‚Â͇; ÏÓÌÓ„ÂÌÌ˚ÂÁ‡·Ó΂‡ÌËfl, ‡ Ú‡ÍÊÂÔÂÒÔÂÍÚË‚˚ „ÂÌÌÓÈ ÚÂ‡ÔËË ÓÌÍÓÎӄ˘ÂÒÍËı ËËÌÙÂ͈ËÓÌÌ˚ı Á‡·Ó΂‡ÌËÈ. éÒÓ·Ó ‚ÌËχÌËÂÓ·‡˘ÂÌÓ Ì‡ ÏÌÓ„Ó˜ËÒÎÂÌÌ˚ ˝Ú˘ÂÒÍËÂ Ë ÒӈˇθÌ˚ ‡ÒÔÂÍÚ˚ ÔËÏÂÌÂÌËfl ÏÂÚÓ‰Ó‚ „ÂÌÌÓÈ ÚÂ‡ÔËË.ÇÇÖÑÖçàÖРешающие достижения молекулярной биологиии генетики в изучении тонкой структуры генов эукариот, их картировании на хромосомах млекопитающих, и прежде всего человека, впечатляющие успехипроекта “Геном человека” в идентификации и клонировании генов, мутации которых приводят к многочисленным наследственным болезням, и, наконец, бурный рост в области биотехнологии и геннойинженерии явились необходимыми предпосылкамидля того, чтобы от опытов на животных и теоретических построений уже в 1989 году предпринять первые попытки лечения моногенных болезней.Что же такое генная терапия? Подразумевает лиона лечение с помощью гена как лекарственногопрепарата или только лечение путем коррекции мутантного гена? Эти и многие другие вопросы неминуемо возникают при рассмотрении такого многообещающего, а возможно, и потенциально опасногодля человечества направления медицины грядущего XXI века, как генная терапия.äêÄíäÄü àëíéêàóÖëäÄü ëèêÄÇäÄГенную терапию на современном этапе можноопределить как лечение наследственных, мультифакториальных и ненаследственных (инфекционных) заболеваний путем введения генов в клеткипациентов с целью направленного изменения генных дефектов или придания клеткам новых функций.

Первые клинические испытания методов генной терапии были предприняты 22 мая 1989 года сцелью генетического маркирования опухоль-инфильтрующих лимфоцитов в случае прогрессирующей меланомы. Первым моногенным наследственным заболеванием, в отношении которого былиприменены методы генной терапии, оказался наследственный иммуннодефицит, обусловленный мутацией в гене аденозиндезаминазы (ADA ). 14 сентября 1990 года в Бетесде (США) четырехлетнейдевочке, страдающей этим достаточно редким заболеванием (1 : 100 000), были пересажены ее собственные лимфоциты, предварительно трансформированные вне организма (ex vivo) геном ADA (генADA + ген neo + ретровирусный вектор).

Лечебныйэффект наблюдался в течение нескольких месяцев,после чего процедура была повторена с интервалом3–5 месяцев [1]. За три года терапии в общей сложности проведены 23 внутривенные трансфузии ADAтрансформированных Т-лимфоцитов без видимыхÅÄêÄçéÇ Ç.ë. ÉÖççÄü íÖêÄèàü – åÖÑàñàçÄ XXI ÇÖäÄ63неблагоприятных эффектов. В результате лечениясостояние пациентки настолько улучшилось, чтоона смогла вести нормальный образ жизни и не бояться случайных инфекций. Столь же успешнымоказалось и лечение второй пациентки с этим заболеванием. В настоящее время клинические испытания генной терапии этого заболевания проводятся вИталии, Франции, Великобритании и Японии.В 1997 году число допущенных к клиническимиспытаниям протоколов уже составляло 175, более2000 пациентов приняли участие в их реализации[2].

Большинство таких проектов (около 80%) касаются лечения онкологических заболеваний, а такжеВИЧ-инфекции (СПИДа). Вместе с тем и в современных исследованиях по генной терапии необходимо учитывать, что последствия манипулированиягенами или рекомбинантными ДНК in vivo изученынедостаточно.В странах с наиболее продвинутым уровнем исследований в этой области, особенно в США, медицинские протоколы с использованием смысловыхпоследовательностей ДНК подвергаются обязательной экспертизе в соответствующих комитетах икомиссиях. В США таковыми являются Консультативный комитет по рекомбинантным ДНК (Recombinant DNA Advisory Committee, RAC) и Управлениепо лекарствам и пищевым продуктам (Food andDrug Administration, FDA) с последующим обязательным утверждением проекта директором Национальных институтов здоровья (National Institutes ofHealth) [1].

В Европе такие протоколы составляют иутверждают в соответствии с рекомендациями Европейской рабочей группы по переносу генов и генной терапии (European Working Group on HumanGene Transfer and Therapy) [3].åÖíéÑõ ÉÖçÖíàóÖëäéâ íêÄçëîÖäñààÇ ÉÖççéâ íÖêÄèààРешающим условием успешной генотерапии является обеспечение эффективной доставки, то естьтрансфекции (в широком смысле) или трансдукции(при использовании вирусных векторов) чужеродного гена в клетки-мишени, обеспечение длительного функционирования его в этих клетках и создание условий для полноценной работы гена (егоэкспрессии). Трансфекция может проводиться с использованием чистой (“голой” – naked) ДНК, легированной (встроенной) в соответствующую плазмиду, или комплексированной ДНК (плазмидная ДНК,соединенная с солями, белками (трансферрин), органическими полимерами (DEAE-декстран, полилизин, липосомами или частицами золота), илиДНК в составе вирусных частиц, предварительнолишенных способности к репликации.Основные методы доставки чужеродных генов вклетки разделяются на химические, физические ибиологические.

Эффективность трансфекции и интеграционная способность трансдуцированной чужеродной ДНК при различных способах трансфекции в ДНК-клетки мишени приведены в табл. 1.Только вирусные векторы или генетические конструкции, включающие вирусные последовательности, способны к активной трансдукции, а в некоторых случаях и к длительной экспрессии чужеродныхгенов. Из более 175 уже одобренных протоколовклинических испытаний по генотерапии более 120предполагают использовать вирусную трансдукциюи около 100 из них основаны на применении ретровирусных векторов [2].Таблица 1. Основные характеристики генетической трансфекции in vitro [1]МетодСа-фосфат преципитацияЭлектропорацияМикроинъекция“Бомбардировка” частицами золотаЛипосомыРецептор-опосредованный эндоцитозДНК-белковый комплексДНК-комплекс-вирусная капсидаТрансдукцияХимическиеНизкаяФизическиеНизкаяВысокаяВысокаяС л и ян и еНизкаяВысокаяВысокаяРекомбинантные вирусыАденовирусВысокаяАденоассоциированный вирус (AAV)ВысокаяВирус герпеса (HSV)НизкаяВирус иммунодефицита (HIV)ВысокаяВирус мышиной лейкемии Молони (MoMLV)ВысокаяВирус ветряной оспы (Vaccinia)Высокая64ИнтеграцияЭкспрессияНизкаяТранзиторнаяНизкаяНизкаяНизкаяТранзиторнаяТранзиторнаяТранзиторнаяНизкаяТранзиторнаяНизкаяНизкаяТранзиторнаяТранзиторнаяНизкаяНизкаяНизкаяВысокаяВысокаяНизкаяТранзиторнаяДлительная?СлабаяДлительная?Длительная?СлабаяëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹3, 1999Обзор данных позволяет прийти к заключению,что, несмотря на усилия многих лабораторий мира,все уже известные и испытанные in vivo и in vitro векторные системы далеки от совершенства [4, 5].

Еслипроблема доставки чужеродной ДНК in vitro практически решена, а ее доставка в клетки-мишениразных тканей in vivo успешно решается (главнымобразом путем создания конструкций, несущих рецепторные белки, в том числе и антигены, специфичные для тех или иных тканей), то другие характеристики существующих векторных систем –стабильность интеграции, регулируемая экспрессия, безопасность – все еще нуждаются в серьезныхдоработках.Прежде всего это касается стабильности интеграции. До настоящего времени интеграция в геномдостигалась только при использовании ретровирусных либо аденоассоциированных векторов (см.табл. 1). Повысить эффективность стабильной интеграции можно путем совершенствования генныхконструкций типа рецептор-опосредованных систем (рис. 1) либо путем создания достаточно стабильных эписомных векторов (то есть ДНК-структур, способных к длительной персистенции внутриядер).

В последнее время особое внимание уделяется созданию векторов на базе искусственных хромосом млекопитающих (Mammalian Artificial Chromosomes). Благодаря наличию основных структурныхэлементов обычных хромосом такие мини-хромосомы длительно удерживаются в клетках и способнынести полноразмерные (геномные) гены и их естест-Извлечение мутантныхили опухолевых клетокГенвенные регуляторные элементы, которые необходимы для правильной работы гена, в нужной ткани и вдолжное время.èêàçñàèõ ÉÖççéâ íÖêÄèààВ зависимости от способа введения экзогенныхДНК в геном пациента генная терапия может проводиться либо в культуре клеток (ex vivo), либо непосредственно в организме (in vivo). Клеточная геннаятерапия или терапия ex vivo предполагает выделениеи культивирование специфических типов клетокпациента, введение в них чужеродных генов, отбортрансфецированных клеток и реинфузию их томуже пациенту (рис.

2). В настоящее время в большинстве допущенных к клиническим испытаниям программ генной терапии используется именно этотподход [5].Генная терапия in vivo основана на прямом введении клонированных и определенным образомупакованных последовательностей ДНК в специфические ткани больного.

Особенно перспективным для лечения генных болезней in vivo представляется введение генов с помощью аэрозольных илиинъецируемых вакцин. Аэрозольная генотерапияразрабатывается, как правило, для лечения пульмонологических заболеваний (муковисцидоз, раклегких).Разработке программы генной терапии предшествуют тщательный анализ тканеспецифическойэкспрессии соответствующего гена, идентификацияпервичного биохимического дефекта, исследованиеструктуры, функции и внутриклеточного распределения его белкового продукта, а также биохимический анализ патологического процесса. Все этиданные учитываются при составлении соответствующего медицинского протокола. Апробацию процедуры генокоррекции наследственного заболевания проводят на первичных культурах клетокКультивированиеи генетическаятрансформацияАсиалогликопротеинДНКОтбор трансформированныхклеточных клоновТрансплантациягенетическитранформированныхклетокРис.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы