Стратегия вставки здорового гена в клетки, дефектные по этому гену при рецессивных наследственных болезнях
Механизмы коррекции генетических дефектов
Заместительная и коррегирующая генотерапия
Известно 4 стратегии генной терапии
Генная терапия половых и соматических клеток
Наиболее радикальный и эффективный способ – замена дефектного гена в половых клетках. Практические сложности (низкая эффективность встраивания). Этические проблемы.
Генотерапия на уровне соматических клеток – ткань, опр. тип клеток. Все практические подходы.
1. Введение генетической информации в больной организм
- Стратегия вставки здорового гена в клетки, дефектные по этому гену при рецессивных наследственных болезнях
- Стратегия подавления нежелательной функции гена внутри клетки
- Стратегия усиления иммунного ответа
Коррегирующая (исправляющая) терапия – замена дефектного гена нормальным
Заместительная терапия – ведение дополнительной копии(й) гена, которая функционально (но не физически) замещают дефектный ген
Оба подхода – коррекция фенотипа. Коррегирующая в отношении фенотипа.
1. Коррекция утраченной функции клетки путем доставки в клетку «здорового» гена, который «компенсирует» неработающий ген клетки.
2. Подавление избыточной функции клетки. Применяют когда клетка приобретает несвойственную ей в норме функцию (деление при опухолевых заболеваниях, репликацию чужеродного генома при вирусных инфекциях)
3. Усиление иммунного ответа. Введение информации в клетки, которые осуществляют иммунный ответ, либо в клетки, против которых нужно усилить ответ (например, модификация антигенов опухолевых клеток).
Методы переноса генов в клетки человека
Решающим условием успешной генотерапии является обеспечение эффективной доставки, то есть трансфекции (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 (его экспрессии).
Ex vivo – трансформация клеток вне организма (in vitro) и перенос трансформированых клеток в организм
In vivo – в организме человека. Перенос в клетки in situ.
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), или ДНК в составе вирусных частиц, предварительно лишенных способности к репликации.
При наличии повреждённого гена при заболеваниях с генетической предрасположенностью или наследственных заболеваниях генно-терапевтический подход должен заключаться во введении в клетку здорового гена и создании условий для его экспрессии, для того чтобы продукт введённого гена компенсировал генетический дефект.
Идеальным случаем было бы убрать больной ген или его больную часть и заменить этот ген (или его часть) здоровым. Но пока осуществляется ненацеленное введение генов. Больной ген продолжает существовать, но вводят дополнительный здоровый трансген, который увеличивает количество недостающего клетке или организму продукта. С помощью такого подхода можно вылечить рецессивные заболевания. Но доминантный тип проявляется и в присутствии здорового гена, и в этом случае следует предусмотреть различные способы. Можно пробовать, например, не вводить здоровый ген, а, наоборот, инактивировать больной.
Генная терапия может применяться и для лечения монофакторных заболеваний, то есть вызванных одним геном, и полифакторных, то есть происходящих вследствие вовлечённости многих генов. Монофакторные генетические заболевания являются относительно редкими. Однако, наиболее распространённые болезни современного общества, такие как рак, атеросклероз, нейропсихиатрические заболевания, в большинстве случаев имеют существенный генетический компонент и также могут рассматриваться как объекты классической генной терапии. Но, конечно, в последнем случае дело обстоит куда сложнее и следует разбираться в генетике болезни.