Léčba genetických onemocnění. Genová terapie: jak léčit genetická onemocnění Je možné vyléčit genetická onemocnění?

Lidská genová terapie v širokém smyslu zahrnuje zavedení funkčně aktivního genu (genů) do buněk za účelem nápravy genetického defektu. Existují dva možné způsoby léčby dědičných onemocnění. V prvním případě jsou somatické buňky (jiné než zárodečné buňky) podrobeny genetické transformaci. V tomto případě je korekce genetického defektu omezena na konkrétní orgán nebo tkáň. Ve druhém případě je genotyp zárodečných buněk (spermie nebo vajíčka) nebo oplodněných vajíček (zygoty) změněn tak, že všechny buňky jedince, které se z nich vyvinou, mají „upravené“ geny. Prostřednictvím genové terapie pomocí zárodečných buněk se genetické změny předávají z generace na generaci.

Zásady genové terapie somatické buňky.

V roce 1980 zástupci katolické, protestantské a židovské komunity ve Spojených státech napsali otevřený dopis prezidentovi, v němž nastínili své názory na využití genetického inženýrství ve vztahu k lidem. Pro hodnocení etických a sociálních aspektů tohoto problému byla vytvořena prezidentská komise a komise Kongresu. Byli velmi důležité iniciativy, protože ve Spojených státech se uzákonění programů dotýkajících se veřejného zájmu často provádí na základě doporučení takových komisí. Konečné závěry obou komisí jasně odlišily genovou terapii somatických buněk a genovou terapii zárodečných buněk. Genová terapie somatických buněk byla klasifikována jako standardní metody lékařský zásah do těla, podobně jako při transplantaci orgánů. Naproti tomu genová terapie zárodečných buněk byla považována za technologicky příliš obtížnou a eticky příliš náročnou na okamžité provedení. Dospělo se k závěru, že je potřeba vyvinout jasná pravidla pro výzkum v oblasti genové terapie somatických buněk; vývoj podobných dokumentů ve vztahu ke genové terapii zárodečných buněk byl považován za předčasný. Aby bylo možné zastavit veškeré nelegální aktivity, bylo rozhodnuto o zastavení všech experimentů v oblasti genové terapie zárodečných buněk.

Do roku 1985 vypracovali dokument s názvem „Předpisy pro přípravu a podávání žádostí o experimenty v oblasti genové terapie somatických buněk“. Obsahoval veškeré informace o tom, jaké údaje je nutné předložit v žádosti o povolení testovat somatobuněčnou genovou terapii u lidí. Základ byl převzat z pravidel upravujících laboratorní výzkum s rekombinantní DNA; byly upraveny pouze pro biomedicínské účely.

Biomedicínská legislativa byla revidována a rozšířena v 70. letech 20. století. v reakci na zveřejnění výsledků 40letého experimentu prováděného Národní zdravotní službou v Alabamě v roce 1972 na skupině 400 negramotných Afroameričanů se syfilidou. Experiment byl proveden za účelem studia přirozeného vývoje této pohlavně přenosné choroby, nebyla provedena žádná léčba. Zpráva o tak hrozném zážitku na neinformovaných lidech šokovala mnohé ve Spojených státech. Kongres okamžitě experiment zastavil a schválil zákon, který zakazuje, aby se takový výzkum už kdy znovu prováděl.

Mezi dotazy adresované osobám, které požádaly o povolení experimentovat v oblasti genové terapie somatických buněk, byly tyto:

• 1. Jaká je nemoc, která se má léčit?
• 2. Jak je to vážné?
• 3. Existují alternativní způsoby léčby?
• 4. Jak nebezpečná je navrhovaná léčba pro pacienty?
• 5. Jaká je pravděpodobnost úspěchu léčby?
• 6. Jak budou pacienti vybíráni klinické testy?
• 7. Bude tento výběr nezaujatý a reprezentativní?
• 8. Jak budou pacienti informováni o testech?
• 9. Jaký druh informací by jim měl být poskytnut?
• 10. Jak bude získán jejich souhlas?
• 11. Jak bude zaručena důvěrnost informací o pacientech a výzkumu?

Když poprvé začaly experimenty s genovou terapií, většina žádostí o klinická hodnocení byla nejprve posouzena etickou komisí instituce, kde měl být výzkum proveden, a poté byly předány podvýboru pro lidskou genovou terapii. Ten posuzoval žádosti z hlediska jejich vědeckého a lékařského významu, souladu s platnými pravidly a přesvědčivosti argumentů. Pokud byla žádost zamítnuta, byla vrácena s potřebnými komentáři. Autoři návrhu mohli návrh přezkoumat a přepracovat. Pokud byla žádost schválena, podvýbor pro genovou terapii ji projednal ve veřejných diskusích za použití stejných kritérií. Po schválení žádosti na této úrovni ji ředitel subkomise schválil a podepsal oprávnění ke klinickým hodnocením, bez kterých by nemohlo začít. V tomto posledním případě Speciální pozornost se zabýval způsobem získání produktu, metodami kvalitativní kontroly jeho čistoty a také tím, jaké předklinické testy byly provedeny pro zajištění bezpečnosti produktu.

Jelikož ale postupem času přibývalo žádostí a genová terapie se stala slovy jednoho komentátora „výherním tiketem v medicíně“, byl původní proces schvalování žádostí považován za zbytečně zdlouhavý a nadbytečný. Po roce 1997 tedy podvýbor pro genovou terapii již nebyl jednou z agentur dohlížejících na výzkum lidské genové terapie. Pokud podvýbor existuje, bude s největší pravděpodobností poskytovat fóra pro diskusi o etických otázkách souvisejících s lidskou genovou terapií. Mezitím byl zrušen požadavek, aby se o všech aplikacích genové terapie veřejně diskutovalo. Agentura odpovědná za sledování výroby a používání biologických produktů provádí všechna nezbytná hodnocení důvěrně, aby zajistila, že jsou respektována vlastnická práva vývojářů. V současné době je lidská genová terapie považována za bezpečný lékařský postup, i když není nijak zvlášť účinný. Dříve vyjádřené obavy se rozplynuly a stal se jedním z hlavních nových přístupů k léčbě lidských nemocí.

Většina odborníků považuje schvalovací proces pro testy genové terapie lidských somatických buněk ve Spojených státech za zcela adekvátní; zaručuje nestranný výběr pacientů a jejich informovanost, stejně jako provádění všech manipulací řádně, aniž by došlo k poškození jak konkrétních pacientů, tak lidské populace jako celku. Jiné země v současné době také vypracovávají předpisy pro zkoušky genové terapie. V USA to bylo provedeno pečlivým zvážením každého návrhu. Jak řekl Dr. Walters, jeden z účastníků slyšení podvýboru pro genovou terapii v lednu 1989: "Neznám žádnou jinou biomedicínskou vědu nebo technologii, která by byla podrobena tak rozsáhlému zkoumání jako genová terapie."

Hromadění defektních genů v budoucích generacích.

Existuje názor, že léčba genetických onemocnění pomocí genové terapie somatických buněk nevyhnutelně povede ke zhoršení genofondu lidské populace. Je založena na myšlence, že frekvence defektního genu v populaci se bude z generace na generaci zvyšovat, protože genová terapie podpoří přenos mutantních genů na další generaci od lidí, kteří dříve nebyli schopni zplodit potomstvo nebo nemohli. přežít do dospělosti. Tato hypotéza se však ukázala jako nesprávná. Podle populační genetiky trvá tisíce let, než se škodlivý nebo smrtelný gen v důsledku účinné léčby výrazně zvýší. Pokud se tedy vzácné genetické onemocnění vyskytne u 1 ze 100 000 živě narozených dětí, bude po zavedení účinné genové terapie trvat přibližně 2 000 let, než se výskyt onemocnění zdvojnásobí na 1 z 50 000.

Kromě toho, že se frekvence letálního genu z generace na generaci téměř nezvyšuje, v důsledku dlouhodobé léčby každého, kdo to potřebuje, zůstává nezměněn i genotyp jednotlivých jedinců. Tento bod lze ilustrovat na příkladu z historie evoluce. Primáti, včetně lidí, si nedokážou syntetizovat životně důležitý vitamín C, musí ho získávat z vnějších zdrojů. Můžeme tedy říci, že jsme všichni geneticky defektní v genu pro tuto životně důležitou látku. Naproti tomu obojživelníci, plazi, ptáci a savci, kteří nejsou primáti, syntetizují vitamín C. Přesto genetický defekt, který způsobuje neschopnost biosyntetizovat vitamín C, „nezabránil“ úspěšné evoluci primátů po více než miliony let. Stejně tak náprava jiných genetických defektů nepovede k významnému nahromadění „nezdravých“ genů v budoucích generacích.

Genová terapie zárodečných buněk.

Experimenty v oblasti genové terapie lidských zárodečných buněk jsou nyní přísně zakázány, ale je třeba uznat, že některá genetická onemocnění lze vyléčit pouze tímto způsobem. Metodika genové terapie lidských zárodečných buněk není dosud dostatečně vyvinuta. Není však pochyb o tom, že s rozvojem metod genetické manipulace u zvířat a diagnostického testování preimplantačních embryí se tato mezera zaplní. Navíc, jak se genová terapie somatických buněk stává rutinnější, ovlivní to postoj lidí ke genové terapii lidské zárodečné linie a časem bude potřeba ji otestovat. Nezbývá než doufat, že do té doby budou vyřešeny všechny problémy spojené s důsledky praktického využití genové terapie pro lidské zárodečné buňky, včetně těch sociálních a biologických.

Předpokládá se, že lidská genová terapie pomáhá léčit vážná onemocnění. Ve skutečnosti může poskytnout nápravu řady fyzických a duševních poruch, i když zůstává nejasné, zda společnost shledá takové použití genové terapie přijatelné. Jako každý nový lékařský obor vyvolává genová terapie lidských zárodečných buněk řadu otázek, včetně:

• 1. Jaké jsou náklady na vývoj a implementaci metod genové terapie pro lidské zárodečné buňky?
• 2. Měla by vláda stanovit priority lékařského výzkumu?
• 3. Povede prioritní rozvoj genové terapie pro zárodečné buňky k omezení práce na hledání jiných metod léčby?
• 4. Bude možné oslovit všechny pacienty, kteří to potřebují?
• 5. Bude jednotlivec nebo společnost moci získat exkluzivní práva na léčbu konkrétních onemocnění pomocí genové terapie?

Klonování lidí.

Veřejný zájem o možnost klonování lidí se objevil v 60. letech 20. století poté, co byly provedeny odpovídající experimenty na žábách a ropuchách. Tyto studie ukázaly, že jádro oplodněného vajíčka může být nahrazeno jádrem nediferencované buňky a embryo se bude vyvíjet normálně. V zásadě je tedy možné izolovat jádra z nediferencovaných buněk organismu, zavést je do oplodněných vajíček téhož organismu a produkovat potomky se stejným genotypem jako rodič. Jinými slovy, každý z potomků lze považovat za genetický klon původního dárcovského organismu. V 60. letech 20. století zdálo se, že i přes nedostatek technických možností není těžké extrapolovat výsledky klonování žab na lidi. Mnoho článků na toto téma se objevilo v tisku a dokonce byla napsána sci-fi díla. Jedna z povídek byla o klonování zrádně zavražděného amerického prezidenta Johna F. Kennedyho, populárnějším tématem však bylo klonování padouchů. Práce o klonování člověka byly nejen nevěrohodné, ale také podporovaly mylnou a velmi nebezpečnou představu, že osobnostní rysy, charakter a další vlastnosti člověka jsou určeny výhradně jeho genotypem. Ve skutečnosti se člověk jako osobnost formuje pod vlivem jak svých genů, tak podmínek prostředí, zejména kulturních tradic. Například zlomyslný rasismus, který Hitler hlásal, je získaná kvalita chování, která není určena žádným jedním genem nebo jejich kombinací. V jiném prostředí s odlišnými kulturními charakteristikami by se „klonovaný Hitler“ nemusel nutně zformovat v osobu podobnou skutečnému Hitlerovi. Stejně tak „klon Matky Terezy“ nemusí nutně „udělat“ ženu, která zasvětila svůj život pomoci chudým a nemocným v Kalkatě.

S rozvojem metod reprodukční biologie savců a vytvářením různých transgenních zvířat bylo stále jasnější, že klonování lidí je záležitostí nepříliš vzdálené budoucnosti. Spekulace se staly skutečností v roce 1997, kdy byla naklonována ovce jménem Dolly. K tomuto účelu bylo použito jádro diferencované buňky z dárcovské ovce. Metodický přístup, který byl použit k „vytvoření“ Dolly, je v zásadě vhodný pro získání klonů jakýchkoli savců, včetně lidí. A i když to u jiných druhů savců nedopadne dobře, vývoj vhodné metody pravděpodobně nebude vyžadovat příliš mnoho experimentů. V důsledku toho se klonování lidí okamžitě stane předmětem jakékoli diskuse zahrnující etické problémy genetiky a biologické medicíny.

Lidské klonování je bezpochyby komplexní a kontroverzní problém. Pro některé se samotná myšlenka vytvoření kopie již existujícího jedince pomocí experimentální manipulace zdá nepřijatelná. Jiní se domnívají, že klonovaný jedinec je stejný jako jednovaječné dvojče, navzdory věkovému rozdílu, a proto není klonování ze své podstaty škodlivé, i když možná není úplně nutné. Klonování může mít pozitivní zdravotní a sociální dopady, které ve výjimečných případech ospravedlní jeho provedení. Může to být například životně důležité pro rodiče nemocného dítěte. Odpovědnost za experimenty s klonováním lidí je v mnoha zemích regulována zákonem a veškerý výzkum související s klonováním lidí je zakázán. Taková omezení stačí k vyloučení možnosti klonování lidí. Určitě však vyvstane otázka nevyhnutelnosti klonování lidí.

Genová terapie v širokém slova smyslu znamená léčbu zaváděním sekvencí sémantické DNA do tkání nebo buněk pacienta. Zpočátku byla genová terapie považována za způsob nápravy defektu v genu.

Další výzkum tyto myšlenky napravil. Ukázalo se, že je mnohem snazší opravit ne defekt v samotném genu, ale provést nápravu zavedením plně funkčního genu do těla pacienta. Ukázalo se, že genová terapie by měla být prováděna výhradně na somatických tkáních, genová terapie na úrovni zárodečných a zárodečných buněk je velmi problematická a nereálná. Důvodem je reálné nebezpečí zanesení genofondu nežádoucími umělými genovými konstrukty nebo zavlečení mutací s nepředvídatelnými důsledky pro budoucnost lidstva (Fr. Anderson, T. Caskey, Fr. Collins atd.). Konečně praktická metodika genové terapie se ukázala jako vhodná pro léčbu nejen monogenních dědičné choroby ale také rozšířená onemocnění, jako jsou zhoubné nádory, těžké formy virové infekce, AIDS, kardiovaskulární a další onemocnění.

První klinické testy genové terapie byly provedeny 22. května 1989 s cílem geneticky označit lymfocyty infiltrující nádor u pokročilého melanomu. Prvním monogenním dědičným onemocněním, u kterého byly aplikovány metody genové terapie, byla dědičná imunodeficience způsobená mutací genu pro adenosindeaminázu. Při tomto onemocnění se 2-deoxyadenosin hromadí v krvi pacientů ve vysokých koncentracích, což má toxický účinek na T a B lymfocyty, což vede k rozvoji těžké kombinované imunodeficience. 14. září 1990 byly v Bethesdě (USA) 4leté dívce trpící tímto spíše vzácným onemocněním (1:100 000) transplantovány vlastní lymfocyty, předtím transformované ex vivo genem ADA (gen ADA + marker gen PEO + retrovirový vektor). Terapeutický účinek byl pozorován několik měsíců, poté byl postup opakován v intervalech 3-5 měsíců. Během 3 let terapie bylo provedeno celkem 23 intravenózních transfuzí lymfocytů transformovaných ADA. V důsledku léčby se stav pacienta výrazně zlepšil.

Další monogenní dědičná onemocnění, pro která již existují oficiálně schválené protokoly a byly zahájeny klinické studie, se týkají familiární hypercholesterolemie (1992), hemofilie B (1992), cystické fibrózy (1993), Gaucherovy choroby (1993). Do roku 1993 bylo jen ve Spojených státech schváleno 53 projektů pro klinické zkoušky geneticky upravených návrhů. Do roku 1995 se počet takových projektů po celém světě zvýšil na 100 a do těchto studií bylo přímo zapojeno více než 400 pacientů. Přitom i dnešní výzkum genové terapie počítá s tím, že důsledky manipulace s geny či rekombinantní DNA in vivo nejsou dostatečně prozkoumány. Při vývoji programů genové terapie má proto zásadní význam bezpečnost léčebných režimů jak pro pacienta, tak pro populaci jako celek.

Program genové terapie pro klinické studie zahrnuje následující oddíly: zdůvodnění volby nosologie pro vedení kurzu genové terapie; určení typu buněk podléhajících genetické modifikaci; schéma pro konstrukci exogenní DNA; doložení biologické bezpečnosti zavedeného genového konstruktu, včetně experimentů na buněčných kulturách a modelových zvířatech; vývoj postupu pro jeho přenos do buněk pacienta; způsoby analýzy exprese zavedených genů; posouzení klinického (terapeutického) účinku; možné vedlejší účinky a způsoby, jak jim předcházet.

V Evropě se takové protokoly vypracovávají a schvalují v souladu s doporučeními Evropské unie pracovní skupina o genovém přenosu a genové terapii. Nejdůležitějším prvkem v programu genové terapie je analýza důsledků provedených procedur. Rozhodující podmínkou pro úspěšnou genovou terapii je zajištění efektivního doručení, tedy transfekce nebo transdukce (pomocí virových vektorů) cizího genu do cílových buněk, zajištění jeho dlouhodobé perzistence v těchto buňkách a vytvoření podmínek pro plný provoz, tzn. , výraz. Klíčem k dlouhodobé perzistenci cizí DNA v buňkách příjemce je její integrace do genomu, tedy do buněk hostitelské DNA. Hlavní metody dodávání cizích genů do buněk se dělí na chemické, fyzikální a biologické. Konstrukce vektorů na bázi virů je nejzajímavější a nejslibnější odvětví genové terapie.

Vznik zásadně nových technologií, které umožňují aktivně manipulovat s geny a jejich fragmenty, zajišťující cílené dodávání nových bloků genetické informace do určitých oblastí genomu, způsobil revoluci v biologii a medicíně. V tomto případě samotný gen stále více začíná působit jako lék používaný k léčbě různých onemocnění. Využití genové terapie v boji proti multifaktoriálním onemocněním není daleko. Již nyní, na současné úrovni našich znalostí o lidském genomu, jsou docela možné takové modifikace genovou transfekcí, které lze provádět za účelem zlepšení řady fyzických (například výška), mentálních a intelektuálních parametrů. Moderní lidská věda se tak ve svém novém kole vývoje vrátila k myšlence „zlepšení lidské rasy“, kterou postuloval vynikající anglický genetik Fr. Galton a jeho studenti.

Genová terapie v 21. století nabízí nejen reálné cesty k léčbě těžkých dědičných i nedědičných onemocnění, ale svým rychlým rozvojem klade pro společnost nové problémy, které je třeba v blízké budoucnosti řešit.

Poznámka!

Tato práce byla přihlášena do soutěže populárně-vědeckých článků v kategorii „Nejlepší recenze“.

Smrtící drápy

S touto záhadnou nemocí se lidstvo potýkalo ještě před naším letopočtem. Vědci v různých částech světa se ji snažili pochopit a léčit: ve starověkém Egyptě - Ebers, v Indii - Sushruta, Řecko - Hippokrates. Ti všichni a mnozí další lékaři bojovali proti nebezpečnému a vážnému nepříteli – rakovině. A přestože tato bitva trvá dodnes, je těžké určit, zda existuje šance na úplné a konečné vítězství. Koneckonců, čím více nemoc studujeme, tím častěji vyvstávají otázky: je možné rakovinu úplně vyléčit? Jak se vyhnout nemoci? Je možné, aby léčba byla rychlá, dostupná a levná?

Díky Hippokratovi a jeho pozorovacím schopnostem (byl to on, kdo viděl podobnost mezi nádorem a chapadly rakoviny) se tento termín objevil ve starověkých lékařských pojednáních karcinom(řecký carcinos) popř rakovina(lat. rakovina). V lékařské praxi jsou maligní novotvary klasifikovány odlišně: karcinomy (z epiteliálních tkání), sarkomy (z pojivových, svalových tkání), leukémie (v krvi a kostní dřeni), lymfomy (v lymfatickém systému) a další (vyvíjející se v jiných typech buněk, např. gliom – rakovina mozku). Ale v každodenním životě je výraz „rakovina“ populárnější, což znamená jakýkoli zhoubný nádor.

Mutace: zemřít nebo žít věčně?

Četné genetický výzkum zjistili, že výskyt rakovinných buněk je výsledkem genetických změn. Chyby v replikaci DNA (kopírování) a opravě (korekce chyb) vedou ke změnám v genech, včetně těch, které řídí buněčné dělení. Hlavní faktory, které přispívají k poškození genomu a následně k získání mutací, jsou endogenní (útok volných radikálů vznikajících při metabolismu, chemická nestabilita některých bází DNA) a exogenní (ionizující a UV záření, chemické karcinogeny). Když se mutace usadí v genomu, podporují přeměnu normálních buněk na rakovinné buňky. Takové mutace se vyskytují hlavně v protoonkogenech, které normálně stimulují buněčné dělení. V důsledku toho může být gen neustále „zapnut“ a mitóza (dělení) se nezastaví, což ve skutečnosti znamená maligní degeneraci. Pokud se v genech, které normálně inhibují proliferaci (geny supresorové nádory), objeví inaktivační mutace, kontrola nad dělením se ztrácí a buňka se stává „nesmrtelnou“ (obr. 1).

Obrázek 1. Genetický model rakoviny: rakovina tlustého střeva. Prvním krokem je ztráta nebo inaktivace dvou alel genu APS na pátém chromozomu. Když familiární rakovina(familiární adenomatózní polypóza, FAP) jedna mutace genu APC je dědičná. Ztráta obou alel vede ke vzniku benigních adenomů. Následné mutace genů na chromozomech 12, 17, 18 benigního adenomu mohou vést k transformaci na maligní nádor. Zdroj: .

Je jasné, že vývoj určitých typů rakoviny zahrnuje změny ve většině nebo dokonce všech těchto genech a může se vyskytovat různými způsoby. Z toho vyplývá, že každý nádor by měl být považován za biologicky jedinečný objekt. Dnes existují speciální databáze genetických informací o rakovině obsahující údaje o 1,2 milionu mutací z 8207 vzorků tkání souvisejících s 20 typy nádorů: Cancer Genome Atlas a katalog somatické mutace u rakoviny (Katalog somatických mutací u rakoviny (COSMIC)).

Výsledkem špatné funkce genů je nekontrolované dělení buněk a v dalších fázích - metastázy do různé orgány a částí těla prostřednictvím krevních a lymfatických cév. Jedná se o poměrně složitý a aktivní proces, který se skládá z několika fází. Jednotlivé rakovinné buňky se oddělí od primárního místa a šíří se krví po celém těle. Poté se pomocí speciálních receptorů navážou na endoteliální buňky a exprimují proteinázy, které rozkládají matricové proteiny a tvoří póry v bazální membráně. Po zničení extracelulární matrice rakovinné buňky migrují hlouběji zdravé tkáně. Vlivem autokrinní stimulace se rozdělí a vytvoří uzel (průměr 1–2 mm). Při nedostatku výživy některé buňky v uzlu odumírají a takové „spící“ mikrometastázy mohou zůstat latentně v tkáních orgánu poměrně dlouhou dobu. Za příznivých podmínek uzel roste, v buňkách se aktivuje gen pro vaskulární endoteliální růstový faktor (VEGF) a fibroblastový růstový faktor (FGFb) a je zahájena angiogeneze (tvorba cévy) (obr. 2).

Buňky jsou však vyzbrojeny speciálními mechanismy, které chrání před vznikem nádorů:

Tradiční metody a jejich nevýhody

Pokud obranné systémy těla selžou a nádor se přesto začne rozvíjet, může jej zachránit pouze lékařský zásah. Po dlouhou dobu lékaři používali tři hlavní „klasické“ terapie:

• chirurgické ( úplné odstranění nádory). Používá se, když je nádor malý a dobře lokalizovaný. Odstraní se i část tkáně, která je v kontaktu se zhoubným nádorem. Metoda se nepoužívá v přítomnosti metastáz;
• záření - ozáření nádoru radioaktivními částicemi k zastavení a zabránění dělení rakovinných buněk. Zdravé buňky jsou také citlivé na toto záření a často umírají;
• chemoterapie – léky se používají k inhibici růstu rychle se dělících buněk. Na normální buňky mají negativní vliv i léky.

Výše popsané přístupy nemohou vždy zachránit pacienta před rakovinou. Často když chirurgická léčba zůstávají jednotlivé rakovinné buňky a nádor se může opakovat a při chemoterapii a radioterapii dochází k nežádoucím účinkům (snížená imunita, anémie, vypadávání vlasů atd.), které vedou k vážným následkům a často ke smrti pacienta. Každoročně se však tradiční způsoby léčby zlepšují a objevují se nové způsoby léčby, které dokážou rakovinu porazit, jako je biologická léčba, hormonální léčba, používání kmenových buněk, transplantace kostní dřeně a různé podpůrné terapie. Za nejslibnější je považována genová terapie, která je zaměřena na základní příčinu rakoviny – kompenzaci špatné funkce některých genů.

Genová terapie jako perspektiva

Podle PubMed zájem o genovou terapii (GT) pro rakovinu rychle roste a dnes GT kombinuje řadu technik, které působí na rakovinné buňky a v těle ( in vivo) a mimo něj ( ex vivo) (obr. 3).

Obrázek 3. Dvě hlavní strategie genové terapie. Ex vivo- genetický materiál je přenesen pomocí vektorů do buněk pěstovaných v kultuře (transdukce) a poté jsou transgenní buňky zavedeny do příjemce; in vivo- zavedení vektoru s požadovaným genem do specifické tkáně nebo orgánu. Obrázek z.

Genová terapie in vivo zahrnuje přenos genů - zavedení genetických konstruktů do rakovinných buněk nebo do tkání, které obklopují nádor. Genová terapie ex vivo spočívá v izolaci rakovinných buněk od pacienta, vložení terapeutického "zdravého" genu do genomu rakoviny a zavedení transdukovaných buněk zpět do těla pacienta. Pro takové účely se používají speciální vektory vytvořené metodami genetického inženýrství. Zpravidla se jedná o viry, které identifikují a ničí rakovinné buňky, přičemž zůstávají neškodné pro zdravé tkáně těla, nebo o nevirové přenašeče.

Virové vektory

Jako virové vektory se používají retroviry, adenoviry, adeno-asociované viry, lentiviry, herpetické viry a další. Tyto viry se liší účinností transdukce, interakcí s buňkami (rozpoznávání a infekce) a DNA. Hlavním kritériem je bezpečnost a absence rizika nekontrolovaného šíření virové DNA: pokud jsou geny vloženy na špatné místo v lidském genomu, mohou vytvářet škodlivé mutace a iniciovat vývoj nádoru. Je také důležité vzít v úvahu úroveň exprese přenesených genů, aby se zabránilo zánětlivým nebo imunitním reakcím v těle během hypersyntézy cílových proteinů (tabulka 1).

Tabulka 1. Virové vektory.

Vektor	Stručný popis
Virus spalniček	obsahuje negativní sekvenci RNA, která neindukuje ochrannou odpověď v rakovinných buňkách
Herpes simplex virus (HSV-1)	může nést dlouhé sekvence transgenů
lentivirus	odvozené z HIV, mohou integrovat geny do nedělících se buněk
Retrovirus (RCR)	neschopný samostatné replikace, zajišťuje efektivní integraci cizí DNA do genomu a perzistenci genetických změn
Simian foamy virus (SFV)	nový RNA vektor, který přenáší transgen do nádoru a stimuluje jeho expresi
Rekombinantní adenovirus (rAdv)	zajišťuje účinnou transfekci, ale je možná silná imunitní reakce
Rekombinantní adeno-asociovaný virus (rAAV)	schopné transfekovat mnoho typů buněk

Nevirové vektory

K přenosu transgenní DNA se také používají nevirové vektory. Polymerní nosiče léčiv - nanočásticové struktury - se používají k dodávání léčiv s nízkou molekulovou hmotností, například oligonukleotidů, peptidů, siRNA. Díky své malé velikosti jsou nanočástice absorbovány buňkami a mohou pronikat kapilárami, což je velmi výhodné pro dodávání „léčivých“ molekul do nejhůře dostupných míst v těle. Tato technika se často používá k inhibici nádorové angiogeneze. Existuje však riziko hromadění částic v jiných orgánech, jako je kostní dřeň, což může vést k nepředvídatelným následkům. Nejoblíbenějšími způsoby dodání nevirové DNA jsou lipozomy a elektroporace.

Syntetický kationtové lipozomy jsou v současnosti uznávány jako slibná metoda pro dodávání funkčních genů. Kladný náboj na povrchu částic zajišťuje fúzi se záporně nabitými buněčnými membránami. Kationtové liposomy neutralizují negativní náboj řetězce DNA, činí jeho prostorovou strukturu kompaktnější a podporují účinnou kondenzaci. Komplex plasmid-lipozom má řadu důležitých výhod: může pojmout genetické konstrukty téměř neomezené velikosti, nehrozí zde riziko replikace nebo rekombinace a prakticky nezpůsobuje imunitní odpověď v těle hostitele. Nevýhodou tohoto systému je krátké trvání terapeutického účinku a při opakovaném podávání se mohou objevit nežádoucí účinky.

Elektroporace je populární způsob doručení nevirové DNA, který je poměrně jednoduchý a neindukuje imunitní odpověď. Pomocí indukovaných elektrických impulsů se na povrchu buněk tvoří póry a plazmidová DNA snadno proniká do intracelulárního prostoru. Genová terapie in vivo použití elektroporace prokázalo svou účinnost v řadě experimentů na myších nádorech. V tomto případě mohou být přeneseny libovolné geny, například cytokinové geny (IL-12) a cytotoxické geny (TRAIL), což přispívá k rozvoji široké škály terapeutických strategií. Kromě toho může být tento přístup účinný pro léčbu jak metastatických, tak primárních nádorů.

Výběr vybavení

Podle typu nádoru a jeho progrese je pro pacienta zvolena nejvhodnější léčba. účinná technika léčba. K dnešnímu dni byly vyvinuty nové slibné techniky genové terapie proti rakovině, včetně onkolytické virové HT, proléčivové HT (prodrug therapy), imunoterapie, HT pomocí kmenových buněk.

Onkolytická virová genová terapie

Tato technika využívá viry, které se pomocí speciálních genetických manipulací stanou onkolytické – přestanou se množit ve zdravých buňkách a postihnou pouze nádorové buňky. Dobrý příklad Takovou terapií je ONYX-015, modifikovaný adenovirus, který neexprimuje E1B protein. V nepřítomnosti tohoto proteinu se virus nemůže replikovat v buňkách s normálním genem p53. Dva vektory založené na viru herpes simplex (HSV-1) - G207 a NV1020 - také nesou mutace v několika genech, aby se replikovaly pouze v rakovinných buňkách. Velkou výhodou techniky je, že při nitrožilních injekcích jsou onkolytické viry přenášeny krví do celého těla a mohou bojovat s metastázami. Hlavní problémy, které vznikají při práci s viry, jsou možné riziko výskyt imunitní odpovědi v těle příjemce, stejně jako nekontrolovaná integrace genetických konstruktů do genomu zdravých buněk a v důsledku toho výskyt rakovinného nádoru.

Genově zprostředkovaná enzymová proléková terapie

Je založena na zavedení „sebevražedných“ genů do nádorové tkáně, v důsledku čehož rakovinné buňky odumírají. Tyto transgeny kódují enzymy, které aktivují intracelulární cytostatika, TNF receptory a další důležité složky pro aktivaci apoptózy. Sebevražedná genová kombinace proléčiva by měla ideálně splňovat následující požadavky: řízená genová exprese; správnou konverzi vybraného proléčiva na aktivní protirakovinnou látku; úplná aktivace proléčiva bez dalších endogenních enzymů.

Nevýhodou terapie je, že nádory obsahují všechny obranné mechanismy, charakteristické pro zdravé buňky a postupně se adaptují na škodlivé faktory a proléčiva. Adaptační proces je usnadněn expresí cytokinů (autokrinní regulace), regulačních faktorů buněčného cyklu (výběr nejodolnějších rakovinných klonů) a genu MDR (zodpovědného za citlivost na určité léky).

Imunoterapie

Díky genové terapii se v poslední době začala aktivně rozvíjet imunoterapie - nový přístup pro léčbu rakoviny pomocí protinádorových vakcín. Hlavní strategií metody je aktivní imunizace organismu proti rakovinným antigenům (TAA) pomocí technologie genového přenosu [?18].

Hlavní rozdíl mezi rekombinantními vakcínami a jinými léky spočívá v tom, že pomáhají imunitnímu systému pacienta rozpoznat rakovinné buňky a zničit je. V první fázi jsou rakovinné buňky získány z těla příjemce (autologní buňky) nebo ze speciálních buněčných linií (alogenní buňky) a poté pěstovány in vitro. Aby byly tyto buňky imunitním systémem rozpoznány, je zaveden jeden nebo více genů, které produkují imunostimulační molekuly (cytokiny) nebo proteiny se zvýšeným počtem antigenů. Po těchto modifikacích se buňky dále kultivují, poté lyžují a získá se hotová vakcína.

Široká škála virových a nevirových vektorů pro transgeny umožňuje experimentování na různých typech imunitních buněk (např. cytotoxických T buňkách a dendritických buňkách), aby se inhibovala imunitní odpověď a regrese rakovinných buněk. V 90. letech 20. století bylo navrženo, že tumor infiltrující lymfocyty (TIL) jsou zdrojem cytotoxických T lymfocytů (CTL) a přirozených zabíječů (NK) buněk pro rakovinné buňky. Protože TIL lze snadno manipulovat ex vivo, staly se prvními geneticky modifikovanými imunitní buňky, které byly použity pro protinádorovou imunoterapii. V T buňkách odebraných z krve pacienta s rakovinou se mění geny, které jsou zodpovědné za expresi receptorů pro rakovinné antigeny. Mohou být také přidány geny, aby bylo pravděpodobnější, že modifikované T buňky přežijí a účinněji vstoupí do nádoru. S pomocí takových manipulací se vytvářejí vysoce aktivní „zabijáci“ rakovinných buněk.

Když se prokázalo, že většina rakovin má specifické antigeny a je schopna vyvolat své vlastní obranné mechanismy, byla vyslovena hypotéza, že zablokování imunitního systému rakovinných buněk usnadní odmítnutí nádoru. Proto se pro výrobu většiny protinádorových vakcín jako zdroj antigenů používají nádorové buňky pacientů nebo speciální alogenní buňky. Hlavními problémy nádorové imunoterapie jsou pravděpodobnost autoimunitních reakcí v těle pacienta, absence protinádorové odpovědi, imunostimulace růstu nádoru a další.

Kmenové buňky

Silným nástrojem genové terapie je využití kmenových buněk jako vektorů pro přenos terapeutických látek – imunostimulačních cytokinů, sebevražedných genů, nanočástic a antiangiogenních proteinů. Kmenové buňky (SC) mají kromě schopnosti sebeobnovy a diferenciace oproti jiným transportním systémům (nanopolymery, viry) obrovskou výhodu: k aktivaci proléčiva dochází přímo v nádorových tkáních, čímž se zabrání systémové toxicitě (expresi transgenů přispívá k destrukci pouze rakovinných buněk). Další pozitivní kvalitou je „privilegovaný“ stav autologních SC - použité vlastní buňky zaručují 100% kompatibilitu a zvyšují úroveň bezpečnosti zákroku. Ale přesto, účinnost terapie závisí na správné ex vivo přenos modifikovaného genu do SC a následný přenos transdukovaných buněk do těla pacienta. Kromě toho je před nasazením terapie ve velkém měřítku nutné podrobně prostudovat všechny možné způsoby transformace SC na rakovinné buňky a vyvinout bezpečnostní opatření k prevenci karcinogenní transformace SC.

Závěr

Shrneme-li, můžeme s jistotou říci, že nastává éra personalizované medicíny, kdy bude pro léčbu každého onkologického pacienta vybrána konkrétní účinná terapie. Již nyní jsou vyvíjeny individuální léčebné programy, které poskytují včasnou a správnou péči a vedou k výraznému zlepšení stavu pacienta. Evoluční přístupy pro personalizovanou onkologii, jako je genomická analýza, cílená výroba léků, genová terapie rakoviny a molekulární diagnostika pomocí biomarkerů, již přinášejí své ovoce.

Zvláště slibnou metodou léčby rakoviny je genová terapie. Na tento moment Aktivně probíhají klinické studie, které často potvrzují účinnost HT v případech, kdy standardní protinádorová léčba – operace, radiační terapie a chemoterapie – nepomáhá. Rozvoj inovativní techniky GT (imunoterapie, onkolytická viroterapie, „sebevražedná“ terapie atd.) dokáže vyřešit problém vysoké úmrtnosti na rakovinu a snad v budoucnu nebude znít diagnóza rakoviny jako rozsudek smrti.

Rakovina: rozpoznat, předcházet a odstranit nemoc.

Literatura

1. Williams S. Klug, Michael R. Cummingm. Svět biologie a medicíny. Základy genetiky. Moskva: Technosféra, 2007. - 726 s.;
2. Bioinformatika: Velké databáze vs. Velké P;
3. Cui H., Cruz-Correa M. a kol. (2003).

Úvod

Každý rok v vědeckých časopisechČlánků o lékařských klinických studiích, ve kterých se tak či onak uplatnila léčba na základě zavádění různých genů – genová terapie – přibývá článků. Tento směr vyrostl z tak dobře se rozvíjejících odvětví biologie, jako je molekulární genetika a biotechnologie.

Často, když už byly vyzkoušeny konvenční (konzervativní) metody, je to právě genová terapie, která může pacientům pomoci přežít a dokonce se plně uzdravit. Týká se to například dědičných monogenních onemocnění, tedy těch, která jsou způsobena defektem jednoho genu, ale i mnoha dalších. Nebo například genová terapie může pomoci a zachránit končetinu pacientům, kteří mají zúžený průsvit krevních cév v dolní končetiny a v důsledku toho se vyvinula přetrvávající ischemie okolních tkání, to znamená, že tyto tkáně trpí vážným nedostatkem živin a kyslíku, které jsou normálně přenášeny krví po celém těle. Často je nemožné léčit takové pacienty chirurgickými manipulacemi a léky, ale pokud jsou buňky lokálně nuceny uvolňovat více proteinových faktorů, které by ovlivnily proces tvorby a klíčení nových cév, pak by se ischemie stala mnohem méně výraznou a život by se stal pro pacienty mnohem jednodušší.

Genová terapie dnešní doba může být definována jako léčba nemocí zaváděním genů do buněk pacientů s cílem specificky změnit genové defekty nebo dát buňkám nové funkce. První klinické testy metod genové terapie byly provedeny poměrně nedávno – 22. května 1989, za účelem diagnostiky rakoviny. Prvním dědičným onemocněním, u kterého byly aplikovány metody genové terapie, byla dědičná imunodeficience.

Každoročně roste počet úspěšně provedených klinických studií pro léčbu různých onemocnění pomocí genové terapie a k lednu 2014 dosáhl 2 tis.

Zároveň v moderní výzkum o genové terapii je nutné vzít v úvahu, že důsledky manipulace s geny nebo „zamíchanou“ (rekombinantní) DNA in vivo(latinsky doslova „v živém“) nebyly dostatečně prostudovány. V zemích s nejpokročilejší úrovní výzkumu v této oblasti, zejména ve Spojených státech, lékařské protokoly využívající sekvence sense DNA podléhají povinné kontrole příslušnými výbory a komisemi. V USA jsou to Recombinant DNA Advisory Committee (RAC) a Drug Administration. potravinářské výrobky(Food and Drug Administration, FDA) s následným povinným schválením projektu ředitelem Národní ústavy zdraví (Národní zdravotní ústav).

Rozhodli jsme se tedy, že tato léčba je založena na tom, že pokud mají některé tkáně těla nedostatek určitých jednotlivých proteinových faktorů, pak se to dá napravit zavedením odpovídajících genů kódujících proteiny do těchto tkání a vše se stane více, resp. méně úžasné. Samotné proteiny nebude možné zavést, protože naše tělo okamžitě zareaguje silnou imunitní reakcí a doba působení by byla nedostatečná. Nyní se musíte rozhodnout o způsobu dodání genu do buněk.

Transfekce buňky

Nejprve stojí za to uvést definice některých pojmů.

Genový transport se uskutečňuje díky vektor je molekula DNA používaná jako „vozidlo“ pro umělý přenos genetické informace do buňky. Existuje mnoho typů vektorů: plazmidové, virové, stejně jako kosmidy, phasmidy, umělé chromozomy atd. Je zásadně důležité, aby vektory (zejména plazmidové) měly vlastnosti, které jsou pro ně charakteristické:

1. Původ replikace (ori)- sekvence nukleotidů, od kterých začíná duplikace DNA. Pokud se vektorová DNA nemůže zdvojnásobit (replikovat), pak je to nutné léčivý účinek nebude dosaženo, protože bude jednoduše rychle rozložen intracelulárními nukleázovými enzymy a kvůli nedostatku matric se nakonec vytvoří mnohem méně molekul proteinů. Je třeba poznamenat, že tyto body jsou specifické pro každý biologický druh, to znamená, že pokud má být vektorová DNA získána množením v bakteriální kultuře (a ne pouze chemickou syntézou, která je obvykle mnohem dražší), pak dva budou vyžadovány samostatné počátky replikace – pro lidi a pro bakterie;

2. Omezovací stránky- specifické krátké sekvence (obvykle palindromické), které jsou rozpoznávány speciálními enzymy (restrikčními endonukleázami) a určitým způsobem jimi stříhány - s tvorbou „lepivých konců“ (obr. 1).

Obr.1 Tvorba „lepivých konců“ za účasti restrikčních enzymů

Tato místa jsou nezbytná k tomu, aby se vektorová DNA (která je v podstatě „prázdná“) s požadovanými terapeutickými geny spojila do jediné molekuly. Taková molekula zesíťovaná ze dvou nebo více částí se nazývá „rekombinantní“;

3. Je jasné, že bychom rádi získali miliony kopií molekuly rekombinantní DNA. Opět, pokud máme co do činění s bakteriální buněčnou kulturou, pak je potřeba tuto DNA izolovat. Problém je v tom, že ne všechny bakterie pohltí molekulu, kterou potřebujeme, některé to neudělají. Pro rozlišení těchto dvou skupin se vkládají selektivní markery- oblasti odolnosti vůči určitým chemikáliím; Nyní, když přidáte do životního prostředí právě tyto látky, přežijí pouze ty, které jsou vůči nim odolné, a zbytek zemře.

Všechny tyto tři složky lze pozorovat v úplně prvním uměle syntetizovaném plazmidu (obr. 2).

Obr.2

Proces zavedení plazmidového vektoru do určitých buněk se nazývá transfekce. Plazmid je poměrně krátká a obvykle kruhová molekula DNA, která se nachází v cytoplazmě bakteriální buňky. Plazmidy nejsou spojeny s bakteriálním chromozomem, mohou se replikovat nezávisle na něm, mohou být bakterií uvolňovány do prostředí nebo naopak absorbovány (proces absorpce je proměna). Pomocí plazmidů si bakterie mohou vyměňovat genetické informace, například přenášet rezistenci na některá antibiotika.

Plazmidy se přirozeně vyskytují v bakteriích. Ale nikdo nemůže zabránit výzkumníkovi v tom, aby uměle syntetizoval plazmid, který bude mít vlastnosti, které potřebuje, vložil do něj vložku genu a vnesl ho do buňky. Do stejného plazmidu mohou být vloženy různé inserty .

Metody genové terapie

Existují dva hlavní přístupy, které se liší povahou cílových buněk:

1. Fetální, ve kterém je cizí DNA zavedena do zygoty (oplozeného vajíčka) nebo embrya v raném stádiu vývoje; v tomto případě se očekává, že zavedený materiál vstoupí do všech buněk příjemce (a dokonce i do zárodečných buněk, čímž se zajistí přenos do další generace). U nás je to vlastně zakázáno;

2. Somatické, kdy se genetický materiál vnáší do nereprodukčních buněk již narozeného člověka a nepřenáší se do zárodečných buněk.

Genová terapie in vivo je založeno na přímém zavedení klonovaných (namnožených) a zabalených sekvencí DNA určitým způsobem do určitých tkání pacienta. Zvláště slibné pro léčbu genových onemocnění in vivo je zavádění genů pomocí aerosolových nebo injekčních vakcín. Vyvíjí se aerosolizovaná genová terapie, typicky pro léčbu plicní onemocnění(cystická fibróza, rakovina plic).

Vývoj programu genové terapie zahrnuje mnoho kroků. To zahrnuje důkladnou analýzu tkáňově specifické exprese odpovídajícího genu (tj. syntézu na matrici genu nějakého proteinu v určité tkáni), identifikaci primárního biochemického defektu a studii struktury, funkce a intracelulární distribuce jeho proteinového produktu, stejně jako biochemická analýza patologického procesu. Všechny tyto údaje jsou brány v úvahu při sestavování příslušného lékařského protokolu.

Je důležité, aby se při sestavování schémat genové korekce posuzovala účinnost transfekce a stupeň korekce primárního biochemického defektu v podmínkách buněčné kultury ( in vitro,"in vitro") a co je nejdůležitější, in vivo na zvířecích biologických modelech. Teprve poté může začít program klinického hodnocení .

Přímé doručení a buněčné nosiče terapeutických genů

Existuje mnoho metod pro zavedení cizí DNA do eukaryotické buňky: některé závisí na fyzikálním zpracování (elektroporace, magnetofekce atd.), jiné na použití chemických materiálů nebo biologických částic (například viry), které se používají jako nosiče. Hned stojí za zmínku, že chemické a fyzikální metody(např. elektroporace + obalování DNA liposomy)

Přímé metody

1. Chemickou transfekci lze rozdělit do několika typů: pomocí cyklodextrinové látky, polymerů, lipozomů nebo nanočástic (s nebo bez chemické nebo virové funkcionalizace, tj. povrchové modifikace).
a) Jednou z nejlevnějších metod je použití fosforečnanu vápenatého. Zvyšuje účinnost inkorporace DNA do buněk 10-100krát. DNA tvoří s vápníkem silný komplex, který zajišťuje jeho efektivní vstřebávání. Nevýhoda - do jádra se dostane jen asi 1 - 10 % DNA. Použitá metoda in vitro pro přenos DNA do lidských buněk (obr. 3);

Obr.3

b) Využití vysoce rozvětvených organických molekul – dendrimeru, k navázání DNA a jejímu přenosu do buňky (obr. 4);

Obr.4

c) Velmi účinná metoda K transfekci DNA se zavádí přes lipozomy – malá, membránou obklopená tělíska, která se mohou spojit s buněčnou cytoplazmatickou membránou (CPM), což je dvojitá vrstva lipidů. U eukaryotických buněk je transfekce účinnější pomocí kationtových lipozomů, protože buňky jsou na ně citlivější. Proces má svůj vlastní název - lipofekce. Tato metoda je dnes považována za jednu z nejbezpečnějších. Lipozomy jsou netoxické a neimunogenní. Účinnost přenosu genu pomocí lipozomů je však omezená, protože DNA, kterou zavádějí do buněk, je obvykle okamžitě zachycena lysozomy a zničena. Zavedení DNA do lidských buněk pomocí lipozomů je dnes základem terapie. in vivo(obr. 5);

Obr.5

d) Dalším způsobem je použití kationtových polymerů, jako je diethylaminoethyldextran nebo polyethylenimin. Záporně nabité molekuly DNA se vážou na kladně nabité polykationty a tento komplex dále vstupuje do buňky endocytózou. DEAE-dextran mění fyzikální vlastnosti plazmatická membrána a stimuluje příjem tohoto komplexu buňkou. Hlavní nevýhodou metody je, že DEAE-dextran je ve vysokých koncentracích toxický. Metoda se v genové terapii nerozšířila;

e) Pomocí histonů a dalších jaderných proteinů. Tyto proteiny, obsahující mnoho kladně nabitých aminokyselin (Lys, Arg), v přirozených podmínkách pomáhají kompaktně sbalit dlouhý řetězec DNA do relativně malého buněčného jádra.

2. Fyzikální metody:

a) Elektroporace je velmi oblíbená metoda; okamžité zvýšení propustnosti membrány je dosaženo díky skutečnosti, že buňky jsou vystaveny krátkým expozicím intenzivním elektrické pole. Bylo ukázáno, že za optimálních podmínek může počet transformantů dosáhnout 80 % přežívajících buněk. V současnosti se u lidí nepoužívá (obr. 6).

Obr.6

b) „Stlačování buněk“ je metoda vynalezená v roce 2013. Umožňuje vám dopravit molekuly do buněk „jemným stlačením“ buněčné membrány. Metoda eliminuje možnost toxicity nebo chybného cílení, protože se nespoléhá na externí materiály nebo elektrická pole;

c) Sonoporace je metoda umělého přenosu cizí DNA do buněk jejich vystavením ultrazvuku, což způsobí otevření pórů v buněčné membráně;
d) Optická transfekce – metoda, při které se pomocí vysoce fokusovaného laseru vytvoří v membráně malý otvor (o průměru asi 1 μm);
e) Hydrodynamická transfekce – způsob dodání genetických konstruktů, proteinů atp. řízeným zvýšením tlaku v kapilárách a mezibuněčné tekutině, což způsobuje krátkodobé zvýšení propustnosti buněčných membrán a tvorbu dočasných pórů v nich. Provádí se rychlou injekcí do tkáně a dodání je nespecifické. Účinnost dodání pro kosterní svaly - od 22 do 60 % ;

f) Mikroinjekce DNA - zavedení do jádra živočišné buňky pomocí tenkých skleněných mikrotubulů (d=0,1-0,5 µm). Nevýhodou je složitost metody, je vysoká pravděpodobnost zničení jádra nebo DNA; může být transformován omezený počet buněk. Ne pro lidské použití.

3. Částicové metody.

a) Přímým přístupem k transfekci je genové dělo, ve kterém je DNA zřetězena do nanočástice s inertními pevnými látkami (obvykle zlato, wolfram), která je následně „vystřelena“ nasměrována do jader cílových buněk. Tato metoda je aplikována in vitro A in vivo pro zavádění genů, zejména do buněk svalové tkáně, například při onemocnění, jako je Duchennova svalová dystrofie. Velikost částic zlata je 1-3 mikrony (obr. 7).

Obr.7

b) Magnetofekce je metoda, která využívá síly magnetismu k dodání DNA do cílových buněk. Nejprve jsou nukleové kyseliny (NA) spojeny s magnetickými nanočásticemi a poté pod vlivem magnetické polečástice jsou hnány do buňky. Účinnost je téměř 100%, je zaznamenána zjevná netoxicita. Během 10-15 minut jsou částice v buňce registrovány – to je mnohem rychlejší než jiné metody.
c) napíchnutí; „napíchnutí“, doslovně „napíchnutí“ + „infekce“) – způsob dodání využívající nanomateriály, jako jsou uhlíkové nanotrubice a nanovlákna. V tomto případě jsou buňky doslova proraženy vrstvou nanofibril. Předpona „nano“ se používá k označení jejich velmi malých rozměrů (v miliardtinách metru) (obr. 8).

Obr.8

Samostatně stojí za to zdůraznit takovou metodu, jako je transfekce RNA: do buňky není dodávána DNA, ale molekuly RNA - jejich „nástupci“ v řetězci biosyntézy proteinů; v tomto případě se aktivují speciální proteiny, které štěpí RNA na krátké fragmenty – tzv. malá interferující RNA (siRNA). Tyto fragmenty se vážou na jiné proteiny a v konečném důsledku to vede k inhibici buněčné exprese odpovídajících genů. Tímto způsobem je možné zablokovat působení těch genů v buňce, které v danou chvíli potenciálně napáchají více škody než užitku. Transfekce RNA našla široké uplatnění zejména v onkologii.

Jsou shrnuty základní principy přenosu genů pomocí plazmidových vektorů. Nyní můžeme přejít k uvažování o virových metodách. Viry jsou nebuněčné formyživot, nejčastěji představující molekulu nukleové kyseliny (DNA nebo RNA) obalenou proteinovým obalem. Pokud z genetického materiálu viru vyříznete všechny ty sekvence, které způsobují onemocnění, pak lze celý virus také úspěšně proměnit v „vozidlo“ pro náš gen.

Proces zavedení DNA do buňky, zprostředkovaný virem, se nazývá transdukce.
V praxi se nejčastěji používají retroviry, adenoviry a adeno-asociované viry (AAV). Za prvé, stojí za to zjistit, jaký by měl být ideální kandidát na transdukci mezi viry. Kritéria jsou, že musí být:

Stabilní;
. prostorný, to znamená, že pojme dostatečné množství DNA;
. inertní ve vztahu k metabolickým drahám buňky;
. přesný - v ideálním případě by měl integrovat svůj genom do konkrétního lokusu genomu jádra hostitele atp.

V reálném životě je velmi obtížné zkombinovat alespoň několik bodů, proto se obvykle volí při posuzování každého jednotlivého případu zvlášť (obr. 9).

Obr.9

Ze všech tří uvedených nejpoužívanějších virů jsou nejbezpečnější a zároveň nejpřesnější AAV. Téměř jedinou jejich nevýhodou je relativně malá kapacita (asi 4800 bp), která se však ukazuje jako dostatečná pro mnoho genů .

Kromě uvedených metod se genová terapie často používá v kombinaci s buněčnou terapií: nejprve je kultura určitých lidských buněk zasazena do živného média, poté jsou do buněk tak či onak zavedeny potřebné geny, kultivovány na nějakou dobu a znovu transplantovány do těla hostitele. V důsledku toho mohou být buňky vráceny ke svým normálním vlastnostem. Takže například lidské bílé krvinky (leukocyty) byly upraveny pro leukémii (obr. 10).

Obr.10

Osud genu poté, co vstoupí do buňky

Vzhledem k tomu, že u virových vektorů je díky jejich schopnosti efektivněji doručovat geny do konečného cíle – do jádra, vše víceméně jasné, pozastavíme se nad osudem plazmidového vektoru.

V této fázi jsme dosáhli toho, že DNA prošla první velkou bariérou – cytoplazmatickou membránou buňky.

Dále, v kombinaci s jinými látkami, skořápkou nebo ne, potřebuje dosáhnout buněčného jádra takže speciální enzym - RNA polymeráza - syntetizuje molekulu messenger RNA (mRNA) na templátu DNA (tento proces je tzv. transkripce). Teprve poté se mRNA uvolní do cytoplazmy, vytvoří komplex s ribozomy a podle genetického kódu se syntetizuje polypeptid - např. vaskulární růstový faktor (VEGF), který začne plnit určitou terapeutickou funkci ( v tomto případě nastartuje proces tvorby větvení cév v tkáni podléhající ischemii).

Pokud jde o expresi vnesených genů v požadovaném buněčném typu, je tento problém řešen pomocí transkripčních regulačních prvků. Tkáň, ve které dochází k expresi, je často určena kombinací tkáňově specifického zesilovače („enhancing“ sekvence) se specifickým promotorem (sekvence nukleotidů, ze kterých začíná syntéza RNA polymerázy), který může být indukovatelný . Je známo, že genová aktivita může být modulována in vivo externí signály, a protože zesilovače mohou pracovat s jakýmkoli genem, mohou být do vektorů zavedeny izolátory, které pomáhají zesilovači pracovat bez ohledu na jeho polohu a mohou fungovat jako funkční bariéry mezi geny. Každý zesilovač obsahuje sadu vazebných míst pro aktivační nebo supresivní proteinové faktory. Promotory lze také použít k regulaci hladiny genové exprese. Například existují metalothioneinové nebo teplotně citlivé promotory; promotory řízené hormony.

Exprese genu závisí na jeho pozici v genomu. Ve většině případů vedou stávající virové metody pouze k náhodnému vložení genu do genomu. Aby se taková závislost eliminovala, při konstrukci vektorů jsou genu dodávány známé nukleotidové sekvence, které umožňují expresi genu bez ohledu na to, kde je do genomu vložen.

Nejjednodušší způsob, jak regulovat expresi transgenu, je poskytnout mu indikátorový promotor, který je citlivý na fyziologický signál, jako je uvolňování glukózy nebo hypoxie. Takové "endogenní" kontrolní systémy mohou být užitečné v některých situacích, jako je kontrola produkce inzulínu závislá na glukóze. „Exogenní“ kontrolní systémy jsou spolehlivější a univerzálnější, když je genová exprese řízena farmakologicky zavedením malé molekuly léčiva. V současné době jsou známy 4 hlavní kontrolní systémy - regulované tetracyklinem (Tet), hmyzím steroidem, ekdysonem nebo jeho analogy, antiprogestinovým lékem mayfpristone (RU486) a chemickými dimerizéry, jako je rapamycin a jeho analogy. Všechny zahrnují lékově závislou přitažlivost transkripční aktivační domény k hlavnímu promotoru vedoucímu požadovaný gen, ale liší se v mechanismech této přitažlivosti. .

Závěr

Přezkoumání dat nám umožňuje dospět k závěru, že navzdory úsilí mnoha laboratoří po celém světě je vše již známé a testované in vivo A in vitro vektorové systémy mají k dokonalosti daleko . Pokud je problém s dodáním cizí DNA in vitro prakticky vyřešen, a jeho dodání do cílových buněk různých tkání in vivoúspěšně vyřešeny (hlavně vytvořením konstruktů nesoucích receptorové proteiny, včetně antigenů specifických pro určité tkáně), pak další charakteristiky existujících vektorových systémů - stabilita integrace, regulovaná exprese, bezpečnost - stále vyžadují vážná zlepšení.

Především jde o stabilitu integrace. Až dosud bylo integrace do genomu dosaženo pouze pomocí retrovirových nebo adeno-asociovaných vektorů. Účinnost stabilní integrace lze zvýšit zlepšením genových konstruktů, jako jsou systémy zprostředkované receptory, nebo vytvořením dostatečně stabilních epizomálních vektorů (tj. struktur DNA schopných dlouhodobého pobytu uvnitř jader). V poslední době je zvláštní pozornost věnována vytváření vektorů založených na umělých chromozomech savců. Díky přítomnosti základních strukturních prvků běžných chromozomů jsou takové minichromozomy v buňkách zadržovány po dlouhou dobu a jsou schopny nést geny plné velikosti (genomické) a jejich přirozené regulační prvky, které jsou nezbytné pro správné fungování genu, ve správné tkáni a ve správný čas.

Genová a buněčná terapie otevírá skvělé vyhlídky pro obnovu ztracených buněk a tkání a genetický inženýrský design orgánů, což nepochybně významně rozšíří arzenál metod pro biomedicínský výzkum a vytvoří nové možnosti pro zachování a prodloužení lidského života.

Kromě toho se můžete dozvědět o schopnostech moderní lékařské vědy v léčbě chromozomálních abnormalit tím, že se seznámíte s úspěchy genové terapie. Tento směr je založen na přenosu genetického materiálu do lidského těla, podmíněném dodáním genu do tzv. cílových buněk pomocí různých metod.

Indikace pro použití

Léčba dědičných onemocnění se provádí pouze v případě, že je onemocnění přesně identifikováno. Současně se před předepsáním terapeutických opatření provádí řada testů, aby se zjistilo, které hormony a další látky jsou v těle produkovány nadměrně a které jsou produkovány v nedostatečném množství, aby bylo možné zvolit nejúčinnější dávkování léků.

Během užívání léků je stav pacienta neustále sledován a v případě potřeby jsou prováděny změny v průběhu léčby.

Tito pacienti by měli zpravidla užívat léky po celý život nebo po dlouhou dobu (například až do konce procesu růstu těla) a dietní doporučení by měla být přísně a neustále dodržována.

Kontraindikace

Při vývoji terapeutického postupu se berou v úvahu možné individuální kontraindikace pro použití a v případě potřeby nahraďte některé léky jinými.

Při rozhodování o transplantaci orgánů nebo tkání u některých dědičných onemocnění je třeba vzít v úvahu riziko negativních následků po operaci.

Genová terapie je jednou z rychle se rozvíjejících oblastí medicíny, která zahrnuje léčbu člověka zavedením zdravých genů do těla. Podle vědců je navíc pomocí genové terapie možné chybějící gen přidat, opravit nebo nahradit, a tím zlepšit fungování těla na buněčné úrovni a normalizovat stav pacienta.

Podle vědců je v současnosti 200 milionů lidí na planetě potenciálními kandidáty na genovou terapii a toto číslo neustále roste. A je velmi potěšující, že několik tisíc pacientů již podstoupilo léčbu nevyléčitelných nemocí v rámci probíhajících studií.

V tomto článku si povíme, jaké úkoly si genová terapie klade, jaké nemoci lze touto metodou léčit a s jakými problémy se vědci musí potýkat.

Kde se genová terapie používá?

Genová terapie byla původně koncipována pro boj s těžkými dědičnými chorobami, jako je Huntingtonova choroba, cystická fibróza a některé infekční choroby. Skutečným převratem v oblasti genové terapie se však stal rok 1990, kdy se vědcům podařilo opravit vadný gen a jeho zavedením do těla pacienta porazit cystickou fibrózu. Miliony lidí po celém světě dostaly naději na léčbu nemocí, které byly dříve považovány za nevyléčitelné. A přestože je taková terapie na samém počátku svého rozvoje, její potenciál je překvapivý i ve vědeckém světě.

Například, kromě cystické fibrózy, moderní vědci dosáhli pokroku v boji proti takovým dědičným patologiím, jako je hemofilie, enzymopatie a imunodeficience. Genová léčba navíc umožňuje bojovat proti některým onkologickým onemocněním, srdečním onemocněním, onemocněním nervového systému a dokonce i zraněním, například poškození nervů. Genová terapie se tedy zabývá extrémně závažnými onemocněními, která vedou k časné úmrtnosti a často nemají jinou léčbu než genovou.

Princip genové léčby

Tak jako účinná látka lékaři používají genetickou informaci, nebo, abychom byli přesní, molekuly, které jsou nositeli takové informace. Méně běžně se k tomu používají RNA nukleové kyseliny a častěji DNA buňky.

Každá taková buňka má takzvanou „kopírku“ – mechanismus, kterým převádí genetickou informaci na proteiny. Buňka, která má správný gen a kopírka funguje bez poruch, je z pohledu genové terapie buňka zdravá. Každá zdravá buňka má celou knihovnu originálních genů, které využívá pro správné a harmonické fungování celého organismu. Pokud však z nějakého důvodu dojde ke ztrátě důležitého genu, není možné takovou ztrátu obnovit.

To se stává příčinou rozvoje závažných genetických onemocnění, jako je Duchennova svalová dystrofie (při ní se u pacienta rozvine svalová obrna a ve většině případů se nedožije 30 let, umírá na zástavu dechu). Nebo méně fatální situace. Například „rozpad“ určitého genu vede k tomu, že protein přestane plnit své funkce. A to se stává příčinou rozvoje hemofilie.

V kterémkoli z uvedených případů přichází na pomoc genová terapie, jejímž úkolem je doručit normální kopii genu do nemocné buňky a umístit ji do buněčné „kopírky“. V tomto případě se zlepší fungování buňky a možná se obnoví fungování celého těla, díky čemuž se člověk zbaví vážné nemoci a bude si moci prodloužit život.

Jaká onemocnění dokáže genová terapie léčit?

Jak moc genová terapie člověku skutečně pomáhá? Podle vědců je na světě asi 4200 nemocí, které vznikají v důsledku špatně fungujících genů. V tomto ohledu je potenciál této oblasti medicíny prostě neuvěřitelný. Mnohem důležitější je však to, co lékaři zatím dokázali. Na této cestě je samozřejmě spousta obtíží, ale dnes lze identifikovat řadu místních vítězství.

Moderní vědci například vyvíjejí přístupy k léčbě ischemické choroby srdeční prostřednictvím genů. Ale to je neuvěřitelně časté onemocnění, které postihuje mnoho lidí více lidí než vrozené patologie. Nakonec člověk, kterému čelí koronární onemocnění, se ocitá ve stavu, kdy genová terapie může být jeho jedinou záchranou.

Navíc se dnes patologie spojené s poškozením centrálního nervového systému léčí pomocí genů. Jde o onemocnění jako amyotrofická laterální skleróza, Alzheimerova choroba nebo Parkinsonova choroba. Zajímavé je, že k léčbě těchto neduhů se používají viry, které mají tendenci napadat nervový systém. Pomocí herpetického viru se tak do nervového systému dostávají cytokiny a růstové faktory, které zpomalují rozvoj onemocnění. Toto je nápadný příklad toho, jak je patogenní virus, který obvykle způsobuje onemocnění, zpracován v laboratoři, zbaven proteinů přenášejících onemocnění a použit jako kazeta, která dodává léčivé látky do nervů, a tím působí ve prospěch zdraví a prodlužuje lidské zdraví. život.

Dalším závažným dědičným onemocněním je cholesterolémie, která způsobuje, že lidské tělo nedokáže cholesterol regulovat, v důsledku čehož se v těle hromadí tuk, zvyšuje se riziko infarktu a mozkové mrtvice. Aby se s tímto problémem vyrovnali, specialisté odeberou pacientovi část jater a opraví poškozený gen, čímž zastaví další hromadění cholesterolu v těle. Opravený gen je poté umístěn do neutralizovaného viru hepatitidy a odeslán zpět do jater.

Přečtěte si také:

V boji proti AIDS došlo k pozitivnímu vývoji. Není žádným tajemstvím, že AIDS způsobuje virus lidské imunodeficience, který ničí imunitní systém a otevírá v těle dveře smrtelným nemocem. Moderní vědci již vědí, jak změnit geny tak, aby přestaly oslabovat imunitní systém a začaly jej posilovat, aby čelily viru. Takové geny se zavádějí krví, krevní transfuzí.

Genová terapie působí také proti rakovině, zejména proti rakovině kůže (melanomu). Léčba takových pacientů zahrnuje zavedení genů s faktory nekrózy nádorů, tzn. geny, které obsahují protinádorové proteiny. Kromě toho se dnes provádějí testy na léčbu rakoviny mozku, kdy je nemocným pacientům injekčně podán gen obsahující informaci ke zvýšení citlivosti maligních buněk na používané léky.

Gaucherova choroba je závažné dědičné onemocnění, které je způsobeno mutací genu, který potlačuje tvorbu speciálního enzymu, glukocerebrosidázy. U osob trpících touto nevyléčitelnou nemocí se zvětšuje slezina a játra a jak nemoc postupuje, kosti se začínají zhoršovat. Vědcům se již podařilo pokusy zavést do těla takových pacientů gen obsahující informace o produkci tohoto enzymu.

Zde je další příklad. Není žádným tajemstvím, že nevidomý je po celý život zbaven schopnosti vnímat zrakové obrazy. Za jednu z příčin vrozené slepoty je považována tzv. Leberova atrofie, což je v podstatě tzv. genová mutace. K dnešnímu dni vědci obnovili zrakové schopnosti 80 nevidomým lidem pomocí upraveného adenoviru, který do oční tkáně dodal „pracovní“ gen. Mimochodem, před několika lety se vědcům podařilo vyléčit barvoslepost u experimentálních opic zavedením zdravého lidského genu do sítnice zvířecího oka. A nedávno taková operace umožnila prvním pacientům vyléčit barvoslepost.

Obvykle je nejoptimálnější způsob přenosu genetické informace pomocí virů, protože viry samy najdou své cíle v těle (herpes virus určitě najde neurony a virus hepatitidy najde játra). Tento způsob přenosu genů má však značnou nevýhodu – viry jsou imunogenní, což znamená, že když se dostanou do těla, mohou být zničeny imunitním systémem dříve, než stihnou zabrat, nebo dokonce vyvolat silné imunitní reakce těla, jen zhoršují zdravotní stav.

Existuje další způsob dodávání genového materiálu. Je to kruhová molekula DNA nebo plazmid. Dokonale se točí, stává se velmi kompaktním, což umožňuje vědcům jej „zabalit“ do chemického polymeru a zavést do buňky. Na rozdíl od viru plazmid nezpůsobuje imunitní reakce tělo. Tato metoda je však méně vhodná, protože po 14 dnech je plazmid z buňky odstraněn a produkce proteinu se zastaví. To znamená, že tímto způsobem musí být gen zaveden po dlouhou dobu, dokud se buňka „nezotaví“.

Moderní vědci tedy mají dvě účinné metody pro dodávání genů do „nemocných“ buněk a použití virů se zdá být vhodnější. V každém případě konečné rozhodnutí o volbě jedné nebo druhé metody činí lékař na základě reakce těla pacienta.

Výzvy, kterým čelí genová terapie

Můžeme vyvodit určitý závěr, že genová terapie je špatně prozkoumaná oblast medicíny, která je spojena s velkým počtem selhání a vedlejší efekty a to je jeho velká nevýhoda. Existuje však také etický problém, protože mnoho vědců je kategoricky proti zásahům do genetické struktury lidského těla. Proto dnes platí mezinárodní zákaz používání zárodečných buněk, ale i preimplantačních zárodečných buněk v genové terapii. Bylo to provedeno proto, abychom předešli nežádoucím změnám genů a mutacím u našich potomků.

Jinak genová terapie neporušuje žádné etické normy, protože je určena k boji proti vážným a nevyléčitelným chorobám, oficiální medicína prostě bezmocný. A to je nejdůležitější výhoda genové léčby.
Opatruj se!

„Vaše dítě má genetickou chorobu“ zní jako věta. Velmi často ale dokážou genetici nemocnému dítěti výrazně pomoci, a některá onemocnění dokonce zcela kompenzovat. Maria Alekseevna Bulatnikova, neuroložka-genetik v Pokrovsky Medical Center, PBSK, hovoří o moderních možnostech léčby.

Jak časté jsou genetické choroby?

S tím, jak se molekulární diagnostika rozšířila, bylo zjištěno, že počet genetických onemocnění je mnohem větší, než se dříve myslelo. Zdá se, že mnoho srdečních onemocnění, vývojových vad a neurologických abnormalit má genetickou příčinu. V tomto případě mluvím konkrétně o genetických onemocněních (nikoli predispozicích), tedy stavech způsobených mutací (rozpadem) jednoho nebo více genů. Podle statistik je ve Spojených státech až třetina neurologických pacientů hospitalizována v důsledku genetických poruch. K takovým závěrům vedl nejen rychlý rozvoj molekulární genetiky a schopnosti genetické analýzy, ale také vznik nových neurozobrazovacích metod, jako je MRI. Pomocí MRI lze určit poškození, která oblast mozku vede k poruše, která se u dítěte vyskytuje, a často při podezření na porodní poranění odhalíme změny struktur, které nemohly být během porodu poškozeny, a pak vzniká předpoklad o genetické povaze nemoci, o nesprávné tvorbě orgánů. Podle výsledků posledních studií lze vliv i těžkých porodů s intaktní genetikou kompenzovat během prvních let života.

Co dávají znalosti o genetické podstatě nemoci?

Znalost genetických příčin onemocnění zdaleka není k ničemu – nejde o rozsudek smrti, ale o způsob, jak najít správnou cestu k léčbě a nápravě poruchy. Mnoho nemocí se dnes úspěšně léčí, za jiné mohou genetici nabídnout více efektivní způsoby terapie, které výrazně zlepšují kvalitu života dítěte. Samozřejmě existují i ​​poruchy, které lékaři zatím neumí překonat, ale věda nestojí na místě a každým dnem se objevují nové léčebné metody.

V mé praxi se vyskytl jeden velmi typický případ. 11leté dítě konzultovalo dětskou mozkovou obrnu s neurologem. Při vyšetření a výslechu příbuzných se objevilo podezření na genetickou podstatu onemocnění, které se potvrdilo. Naštěstí pro toto dítě lze zjištěné onemocnění léčit i v tomto věku a změnou taktiky léčby bylo možné dosáhnout výrazného zlepšení stavu dítěte.

V současné době neustále roste počet genetických onemocnění, jejichž projevy lze kompenzovat. Nejznámějším příkladem je fenylketonurie. Projevuje se opožděním vývoje, mentální retardací. Pokud je dieta bez fenylalaninu předepsána včas, dítě vyroste zcela zdravě a po 20 letech lze snížit závažnost diety. (Pokud rodíte v porodnici nebo zdravotním středisku, bude vaše dítě v prvních dnech života testováno na fenylketonurii).

Počet takových onemocnění výrazně vzrostl. Do skupiny metabolických onemocnění patří také leucinóza. U tohoto onemocnění by měla být léčba předepsána během prvních měsíců života (je velmi důležité nepřijít pozdě), protože toxické produkty zhoršeného metabolismu vedou k rychlejšímu poškození nervové tkáně než u fenylketonurií. Bohužel, pokud je nemoc detekována ve věku tří měsíců, není možné zcela kompenzovat její projevy, ale bude možné zlepšit kvalitu života dítěte. Samozřejmě bych si přál, aby tato nemoc byla zařazena do screeningového programu.

Příčinou neurologických poruch jsou často dosti heterogenní genetické léze, právě proto, že jich je tolik, je tak obtížné vytvořit screeningový program pro včasné odhalení všech známých onemocnění.

Patří sem onemocnění jako Pompeho choroba, Groverova choroba, Felidbacherova choroba, Rettův syndrom aj. Případů lehčího průběhu onemocnění je mnoho.

Pochopení genetické podstaty onemocnění vám umožňuje nasměrovat léčbu na příčinu poruch, a nejen je kompenzovat, což v mnoha případech umožňuje dosáhnout vážného úspěchu a dokonce vyléčit dítě.

Jaké příznaky mohou naznačovat genetickou povahu onemocnění?

Především se jedná o opoždění vývoje dítěte, včetně intrauterinních (podle některých odhadů 50 až 70 %), myopatie, autismus, které nelze léčit epileptické záchvaty, jakékoli malformace vnitřních orgánů. Příčinou dětské mozkové obrny mohou být i genetické poruchy, většinou v takových případech lékaři hovoří o atypickém průběhu onemocnění. Pokud vám lékař doporučí podstoupit genetické vyšetření, neodkládejte to, čas je v tomto případě velmi cenný. Zmeškaná těhotenství a opakované potraty, a to i mezi příbuznými, mohou také naznačovat možnost genetických abnormalit. Je velkým zklamáním, když je nemoc odhalena příliš pozdě a již nelze napravit.

Pokud se nemoc nedá vyléčit, musí o ní rodiče vědět?

Znalosti o genetické povaze onemocnění u dítěte vám umožňují vyhnout se vzhledu jiných nemocných dětí v této rodině. To je asi hlavní důvod, proč se vyplatí absolvovat genetické poradenství ve fázi plánování těhotenství, pokud má jedno z dětí vývojové vady nebo závažná onemocnění. Moderní věda umožňuje provádět prenatální i preimplantační genetickou diagnostiku, pokud existují informace o onemocnění, u kterého existuje riziko vzniku. V této fázi není možné okamžitě testovat na všechna možná genetická onemocnění. Ani zdravé rodiny, ve kterých oba rodiče nikdy neslyšeli o žádné nemoci, nejsou imunní vůči výskytu dětí s genetickými abnormalitami. Recesivní geny se mohou předávat desítky generací a právě ve vašem páru potkáte svou polovičku (viz obrázek).

Měli byste se vždy poradit s genetikem?

Pokud máte vy nebo váš lékař nějaké podezření, musíte podstoupit genetické vyšetření na základě přítomnosti problému. Není třeba zkoumat zdravé dítě jen pro případ. Mnoho lidí říká, že v těhotenství prošly všemi screeningy a vše bylo v pořádku, ale tady... V tomto případě je třeba pochopit, že screeningová vyšetření jsou zaměřena na identifikaci (a velmi efektivně) nejčastějších genetických onemocnění - Down, Patauova a Edwardsova nemoc, výše diskutované mutace jednotlivých genů se při takovém vyšetření nezjistí.

Jaká je výhoda vašeho centra?

Každé genetické centrum má svou specializaci, spíše specializaci lékařů v něm působících. Například jsem vystudovaný dětský neurolog. Vidíme i genetičku, která se specializuje na těhotenské problémy. Výhodou placeného centra je možnost lékaře věnovat více času svému pacientovi (termín trvá dvě hodiny a hledání řešení problému obvykle pokračuje i poté). Genetika se není třeba bát, je to prostě specialista, který dokáže stanovit diagnózu umožňující vyléčit zdánlivě beznadějnou nemoc.

„Časopis zdraví pro nastávající rodiče“, č. 3 (7), 2014

Genetika v Izraeli se rychle rozvíjí a objevují se progresivní metody diagnostiky a léčby dědičných chorob. Spektrum specializovaného výzkumu se neustále rozšiřuje, laboratorní základna se zvyšuje a zdravotnický personál si zvyšuje kvalifikaci. Díky schopnosti stanovit diagnózu co nejdříve a zahájit komplexní léčbu dědičných poruch je léčba dětí v Izraeli nejoblíbenější a nejúčinnější.

Diagnostika genetických chorob

Léčba dědičných onemocnění může být radikální a paliativní, ale nejprve je třeba stanovit přesnou diagnózu. Díky použití nejnovějších technik, specialisté z Tel Avivu zdravotní středisko pojmenovaná po Sourasky (Ichilov Clinic) úspěšně provádí diagnostiku, stanoví přesnou diagnózu a poskytuje komplexní doporučení pro další plán léčby.

Je třeba si uvědomit, že pokud není možný radikální zásah, je úsilí lékařů zaměřeno na zlepšení kvality života malého pacienta: sociální adaptace, obnova vitálních funkcí, korekce vnějších vad atp. Zmírnění příznaků, zmapování dalších akcí a predikce následných změn zdravotního stavu – to vše je možné po stanovení diagnózy přesnou diagnózu. Na klinice Ichilov můžete okamžitě podstoupit vyšetření a potvrdit přítomnost genetické poruchy, po které bude pacientovi předepsána komplexní léčba zjištěného onemocnění.

Centrum Sourasky nabízí testování a vyšetření nejen pro děti, ale i pro budoucí rodiče a těhotné ženy. Taková studie je indikována zejména pro osoby s komplikovanou osobní nebo rodinnou anamnézou. Studie ukáže pravděpodobnost narození zdravých potomků, poté lékař určí další léčebná opatření. Nebezpečí přenosu dědičných abnormalit na dítě je stanoveno co nejpřesněji pomocí nejnovějších technologií.

Dětem s genetickou patologií a párům, které očekávají dítě s dědičnými poruchami, je předepsána komplexní léčba již ve fázi sběru anamnézy a stanovení diagnózy.

Dětská genetická diagnostika v Ichilově

Až 6 % novorozenců má dědičné vývojové poruchy, u některých dětí jsou známky genetických poruch zjištěny později. Někdy stačí, aby rodiče věděli o existujícím nebezpečí, aby se vyhnuli situacím, které jsou pro dítě nebezpečné. Genetické konzultace s předními izraelskými specialisty pomáhají identifikovat přítomnost abnormalit v rané fázi a zahájit léčbu včas.

To zahrnuje následující dětské nemoci:

• malformace nebo mnohočetné malformace a anomálie (defekty neurální trubice, rozštěp rtu, srdeční vady);
• mentální retardace, jako je autismus, další vývojové poruchy neznámé etymologie, retardace učení dítěte;
• strukturální vrozené anomálie mozek;
• senzorické a metabolické abnormality;
• genetické abnormality, diagnostikované i neznámé;
• chromozomální abnormality.

Mezi vrozená onemocnění Identifikují mutace v konkrétním genu, které se předávají z generace na generaci. Patří mezi ně talasémie, cystická fibróza a některé formy myopatií. V jiných případech jsou dědičné abnormality způsobeny změnami v počtu nebo struktuře chromozomů. Takovou mutaci může dítě zdědit od jednoho rodiče nebo může vzniknout spontánně ve stádiu nitroděložní vývoj. Pozoruhodným příkladem chromozomální poruchy je Downova choroba nebo retinoblastom.

Pro včasnou diagnostiku dědičných vad u dětí v Zdravotním centru Ichilov, které používají různé metody laboratorní výzkum:

• molekulární, což umožňuje stanovit odchylku v DNA ve fázi intrauterinního vývoje plodu;
• cytogenetický, při kterém se vyšetřují chromozomy v různých tkáních;
• biochemické, které určuje metabolické abnormality v těle;
• klinické, pomáhá zjišťovat příčiny výskytu, provádět léčbu a prevenci.

Kromě předepisování komplexní léčby a sledování průběhu genetického onemocnění je úkolem lékařů předvídat výskyt onemocnění v budoucnu.

Léčba genetických onemocnění u dětí

Léčba dětí v Izraeli se skládá z celé řady aktivit. Nejprve se provádějí laboratorní testy k potvrzení nebo stanovení primární diagnózy. Rodičům budou nabídnuty nejinovativnější metody technologického rozvoje k určení genetických mutací.

Celkem věda v současné době zná 600 genetických abnormalit, takže včasný screening dítěte umožní identifikovat nemoc a zahájit správnou léčbu. Genetické testování novorozenec je jedním z důvodů, proč ženy raději rodí na klinice Ichilov (Suraski).

V poslední době byla léčba dědičných chorob považována za marný úkol, takže genetická choroba byla považována za rozsudek smrti. V současné době je patrný výrazný pokrok, věda nestojí na místě a izraelští genetici nabízejí nejnovější léčebné režimy pro takové odchylky ve vývoji dítěte.

Genetická onemocnění mají velmi heterogenní charakteristiky, takže léčba je předepsána s přihlédnutím ke klinickým projevům a individuálním parametrům pacienta. V mnoha případech je preferována ústavní léčba. Lékaři by měli mít možnost provést co nejrozsáhlejší vyšetření malého pacienta, vybrat lékový režim pokud je to indikováno, proveďte operaci.

Pro správný výběr hormonální a imunitní terapie potřebujete komplexní vyšetření a pečlivé sledování pacienta. Načasování terapeutických schůzek je také individuální a závisí na stavu a věku dítěte. V některých případech rodiče obdrží podrobný plán dalších postupů a sledování pacienta. Dítě je vybráno léky ke zmírnění příznaků onemocnění, dieta a fyzioterapie.

Hlavní směry léčebného procesu v Centru Sourasky

Léčba genetických poruch u dětí je složitý a zdlouhavý proces. Někdy je nemožné úplně vyléčit takové onemocnění, ale léčba se provádí ve třech hlavních oblastech.

• Etiologická metoda je nejúčinnější, zaměřená na příčiny zdravotních problémů. Nejnovější metoda genové korekce zahrnuje izolaci poškozené části DNA, její klonování a zavedení zdravé složky na její původní místo. Jedná se o nejslibnější a nejinovativnější metodu boje s dědičnými zdravotními problémy. Dnes je úkol považován za extrémně obtížný, ale již se používá pro řadu indikací.
• Patogenetická metoda ovlivňuje vnitřní procesy vyskytující se v těle. V tomto případě dochází k ovlivnění patologického genomu, k úpravě fyziologického a biochemického stavu pacienta všemi dostupnými prostředky.
• Symptomatická metoda ovlivnění je zaměřena na zmírnění bolesti, negativních podmínek a vytváření překážek pro další vývoj nemocí. Tento směr se používá samostatně nebo v kombinaci s jinými typy léčby, ale v případě zjištěných genových poruch je vždy předepsán. Farmakologie nabízí širokou škálu léčivých přípravků ke zmírnění projevů nemocí. Jedná se o antikonvulziva, léky proti bolesti, sedativa a další léky, které by se měly dítěti podávat pouze na lékařský předpis.
• K nápravě vnějších defektů a vnitřních anomálií těla dítěte je někdy nutná chirurgická metoda. Indikace pro chirurgický zákrok jsou předepsány velmi pečlivě. Někdy je potřeba zdlouhavé předběžné vyšetření a léčba, která připraví malého pacienta na operaci.

Jako pozitivní příklad léčby dětí v Izraeli můžeme uvést statistiky o běžné genetické chorobě – autismu. V nemocnici Ichilov-Suraski brzká detekce anomálie (od šesti měsíců života) umožnily 47 % takových dětí se v budoucnu normálně vyvíjet. Zjištěné poruchy u zbývajících vyšetřených dětí považovali lékaři za nevýznamné a nevyžadující terapeutickou intervenci.

Rodičům se doporučuje, aby nepropadali panice, pokud se objeví alarmující příznaky nebo existují zjevné odchylky ve zdraví jejich dětí. Pokuste se co nejdříve kontaktovat kliniku, získat doporučení a komplexní rady ohledně dalšího postupu.

Domov " Poporodní období » Léčba genetických onemocnění. Genová terapie: jak léčit genetická onemocnění Je možné vyléčit genetická onemocnění?