Генна терапія

Із загальної кількості відомих захворювань людини 40% становлять генетичні хвороби. Спадковими є понад 5000 захворювань людини. Більшість із них зустрічається рідко (10 5), деякі відносно часто (10‘4).

Деякі спадкові захворювання обумовлені мутаціями в одному гені. Для лікування моногенних захворювань застосовують генну терапію - уведення нормальних генів пацієнтам для корекції дефектних генів. Усі дослідження з генної терапії спрямовані на корекцію генетичних дефектів соматичних, а не статевих клітин. Експерименти в галузі генної терапії клітин зародкової лінії людини заборонені.

Генна терапія орієнтована насамперед на отримання генів і векторів, що забезпечують перенесення цих генів у клітини організму.

Для лікування спадкових захворювань на молекулярному рівні використовують 2 основних підходи: генна терапія ex vivo і генна терапія in vivo. Генна терапія ex vivo ґрунтується на трансплантації генетично модифікованих клітин, що продукують терапевтичний білок.

Генна терапія ex vivo складається з таких етапів:

1) одержання клітин хворого;

2) корекція генетичного дефекту за допомогою введення потрібного гена в ізольовані клітини;

3) відбір і культивування генетично «виправлених» клітин;

4) інфузія або трансплантація цих клітин пацієнту.

Використання власних клітин пацієнта (аутологічних клітин) гарантує, що після інфузії чи трансплантації не буде розвиватися імунна відповідь.

Використання аутологічних клітин попереджає їх відторгнення, але обмежує сферу застосування генної терапії ex vivo. Так, число клітин тканини-мішені може бути недостатнім для їх виділення і культивування in vitro, деякі соматичні клітини неефективно поглинають ДНК, а експресія клонованого гена виявляється короткочасною. Тому розроблено системи, що захищають неаугологічні клітини від імунної відповіді. Альтернативний спосіб генної терапії ex vivo використовує генно-інженерну модифікацію неаугологічні їх клітин, оточених мембраною, що запобігає реакції відторгнення і не перешкоджає вивільненню «терапевтичного» генного продукту.

Під час генної терапії in vivo «терапевтичний» ген уводять безпосередньо у клітини тканини-мішенї хворого.

Розроблено різні системи доставки генів: вірусні (ретровірусні, аденовірусні, вектори на основі вірусу простого герпесу) і невірусні (ін’єкція ДНК, бомбардування тканини-мішені частинками, кон’югованими з ДНК, уведення ДНК у складі ліпосом). Оптимальна векторна система повинна забезпечувати високу ефективність поглинання «терапевтичного» гена клітинами-мішенями, мінімальність його внутрішньоклітинного руйнування під час транспорту в ядро і підтримку достатнього рівня експресії. Уважають, що оптимальним терапевтичним вектором с штучна хромосома людини.Вивчається терапевтичний ефект різних олігонуклеотидів:

модифікованих за допомогою генної інженерії рибозимів, що розщеплюють специфічні мРНК; агітамерів, що зв’язуються зі специфічними білками і блокують їх функції; олігонуклеотидів, за допомогою яких можна

здійснюват и корекцію заміни однієї нуклеотидної пари і мутації.

Уперше генна терапія була застосована у 1990 р. для лікування спадкового імунодефіциту. Група вчених США під керівництвом В. Андерсона розпочала лікування 4-річної дівчинки Ашанти Де Сільви з важкою формою імунодефіциту. Молекулярною причиною захворювання є пошкодження гена білка аденозиндезамінази (АДА). Якщо немає АДА, лейкоцити гинуть, організм стає беззахисним перед вірусами і бактеріями.

Для лікування Ашанти застосували генну терапію ex vivo: з організму виділили клітини імунної системи, піддали їх генетичній модифікації і ввели дівчинці. Копії нормального гена були введені у клітини крові Ашанти за допомогою вірусного вектора. У клітинах розпочався синтез АДА, через 6 місяців вміст лейкоцитів в організмі дівчинки досягнув нормального рівня.

З 90-х років XX ст. сотні лабораторій світу проводять дослідження щодо використання генної інженерії для лікування захворювань (табл. 7).

Таблиця 7