| Wpisany przez Biologia.net.pl |
| wtorek, 07 października 2014 21:37 |
Terapia genowa polega na leczenie chorób poprzez przeniesienie fragmentów kwasów nukleinowych do komórek organizmu człowieka. Charakter lub informacja genetyczna zawarte we wprowadzonym DNA lub RNA muszą wywierać udowodniony efekt terapeutyczny. Dotyczy ona zarówno komórek linii zarodkowej, komórek płodu, komórek somatycznych. Próby leczenia komórek somatycznych organizmu dotyczą przede wszystkich wrodzonych defektów genetycznych, nowotworów oraz chorób zakaźnych.  Mechanizmy działania wprowadzonych kwasów nukleinowych: 1. Zmuszenie komórki do produkcji białka kodowanego przez wprowadzony gen. 2. Hamowanie lub modulację ekspresji genów. Do wskazań do zastosowania u pacjentów terapii genowej należą: • Brak efektywnego leczenia metodami konwencjonalnymi. • Choroba pojedynczego genu, który udało się klonować. • Regulacja genu nie może być precyzyjna. • Choroba zagrażająca życiu. Terapia genowa spotkała się z wieloma ograniczeniami we współczesnej medycynie, a są nimi m.in.:
|
| Poprawiony: wtorek, 07 października 2014 21:51 |
EduGlob © 2009 – 2014
[X]
Darmowy kurs biologii Zapraszamy do wzięcia udziału w darmowym kursie biologii! Darmowe lekcje będziesz otrzymywać co drugi dzień.
Zapisz się za darmo:
Z kursu możesz w każdej chwili zrezygnować. Otrzymane materiały i pomoce zachowasz.
Terapia genowa – czy pomoże w leczeniu chorób genetycznych?
2017-08-24 17:51 Natalia Jeziorska 
Autor: thinkstockphotos.com
Terapia genowa jest eksperymentalną metodą leczenia, w której wykorzystuje się nośnik informacji genetycznej – DNA. Dzięki niej być może za jakiś czas będziemy mogli leczyć wiele poważnych chorób genetycznych – mukowiscydozę, albinizm czy anemię sierpowatą – oraz skutecznie przeciwdziałać rozwojowi chorób nowotworowych.
Żeby jednak zrozumieć sposób działania terapii genowej, trzeba najpierw uświadomić sobie, jaką rolę w organizmie człowieka pełnią geny.
Po co nam geny?
Każda komórka naszego ciała wyposażona jest w kilkadziesiąt tysięcy genów. Wszystkie zajmują określone miejsca na chromosomach. Każdy z genów zawiera również zakodowaną informację na temat budowy jednego białka.
I to właśnie od nich – od białek – zależy, jak działają komórki naszego ciała, a co za tym idzie i cały organizm. Problem pojawia się wtedy, gdy informacja o budowie białek zawiera błędy.
Wówczas ich produkcja nie przebiega prawidłowo, a organizm nie funkcjonuje tak jak powinien, czego skutkiem jest choroba.
Terapia genowa – na czym polega ta metoda leczenia?
Celem terapii genowej może być naprawa uszkodzonego genu albo zastąpienie go genem prawidłowym. Niekiedy terapia genowa polega też na „wyłączaniu” pewnych genów lub wprowadzaniu do komórek organizmu genów zupełnie nowych.
Zobacz także: Antybiotyki z ludzkiego mleka – czy to możliwe?
Terapia genowa – jak DNA wprowadzany jest do komórek organizmu
Naukowcy stosują dwie metody – in vivo oraz ex vivo. W pierwszym przypadku DNA jest wprowadzany do komórek pacjenta za pomocą nośnika (wektora). Tym nośnikiem najczęściej jest wirus. Dlaczego akurat on? Ponieważ ma naturalną zdolność do „wszczepiania” własnego DNA do genomu gospodarza.
Zanim wirus zostanie jednak wprowadzony do komórek pacjenta, cały jego własny materiał genetyczny jest oczywiście usuwany – tak, aby wirus nie mógł go zainfekować.W miejsce DNA wirusa trafiają natomiast geny „terapeutyczne”.
Po ich wprowadzeniu białko znów zaczyna się wytwarzać, a komórki odzyskują swoje funkcje.
Druga metoda – ex vivo – polega na pobraniu komórek od pacjenta (najczęściej komórek macierzystych), wprowadzeniu do nich odpowiedniego DNA oraz wszczepieniu ich z powrotem do organizmu pacjenta.
Terapią genową mogą być objęte komórki rozrodcze, czyli plemniki i komórki jajowe (wtedy modyfikacja jaką wprowadzimy do materiału genetycznego będzie przekazywana potomstwu) oraz komórki somatyczne, a więc wszystkie poza rozrodczymi (wtedy dziecko jej nie odziedziczy).
Terapia genowa – pomocna w leczeniu chorób nowotworowych
Istnieją geny, które sprzyjają namnażaniu się komórek nowotworowych, albo takie, przez które komórki nowotworowe są niewrażliwe na działanie układu odpornościowego.
Terapia genowa pozwala wyłączyć te geny, dając pacjentowi szansę na uniknięcie choroby nowotworowej.
Mało tego, naukowcy są w stanie wprowadzić do organizmu chorego takie geny, przez które komórki nowotworowe ulegną samoistnej śmierci (to zjawisko nazywa się apoptozą).
Terapia genowa – zmieni oblicze współczesnej medycyny?
Obecnie możemy jedynie łagodzić objawy chorób genetycznych. Stosowane metody leczenia podnoszą komfort życia chorych, ale nie likwidują bezpośredniej przyczyny choroby – błędu w materiale genetycznym.
Choć naukowcy odnosili już pierwsze sukcesy przy zastosowaniu terapii genowej, to wciąż traktuje się ją jako eksperymentalną. Niemniej jednak terapia genowa niesie ze sobą wielkie nadzieje na wyzdrowienie dla pacjentów zmagających się z różnymi schorzeniami o podłożu genetycznym.
Aby można było wykorzystywać tę terapię na szeroką skalę, naukowcy muszą ją jednak opracować w taki sposób, aby była wydajna, skuteczna i przede wszystkim bezpieczna dla pacjenta.
źródło, www.testDNA.pl
Czy artykuł był przydatny?
W magazynie Dziecko Zakupy i My: ponad 200 polecanych produktów dla mamy, dziecka i kobiet w ciąży, a także inspiracje i porady dla całej rodziny! Sprawdź, jak zadbać o najbliższych – czytaj już za 3 zł!
Sprawdź 
Terapia genowa. Wadliwe geny do wymiany
Badania i bolączki terapii genowej
1990 r. – pierwsze zatwierdzone badanie terapii genowej. Komórki układu odpornościowego pobrane od czteroletniej Ashanti DeSilvy zostają wzbogacone o właściwą wersję genu deaminazy adenozynowej w celu leczenia u dziewczynki ciężkiego złożonego niedoboru odporności (SCID). Terapia ta jest skuteczna, ale tylko przez jakiś czas.
1992 r. – skuteczne leczenie SCID/ADA poprzez terapię genową opartą na komórkach macierzystych pobranych ze szpiku kostnego.
1999 r. – osiemnastoletni Jesse Gelsinger umiera w wyniku reakcji układu odpornościowego wirusy użyte do wprowadzenia właściwego genu do jego genomu. Amerykańska Agencja Żywności i Leków wstrzymuje kilka badań do czasu ich ponownej oceny pod względem moralnym i proceduralnym.
2000 r. – ogłoszenie, że dwóch chłopców z Francji z ciężkim złożonym niedoborem odporności sprzężonym z chromosomem X jest leczonych za pomocą terapii genowej.
2002 r. – zawieszenie francuskiego badania terapii genowej SCID po tym, jak u czworga dzieci w wyniku zastosowania retrowirusowego nośnika DNA rozwija się białaczka.
2003 r. – chińska firma Shenzhen SiBiono GeneTech uzyskuje zgodę na leczenie nowotworów głowy i szyi preparatem Gendicine – zmodyfikowanym adenowirusem przenoszącym gen supresorowy.
2003 r. – amerykańscy naukowcy rozpoczynają pierwsze badanie na ludziach z wykorzystaniem zmodyfikowanego lentiwirusa. Jest to nieaktywny wirus HIV przenoszący gen hamujący replikację.
Badanie okazuje się sukcesem. 2009 r.
– ośmioletni Corey Haas, który cierpi na rzadką dziedziczną chorobę oczu i prawie nie widzi, zyskuje normalny wzrok dzięki terapii genowej mającej na celu wymianę białka pigmentu siatkówki.
2009 r. – dzięki terapii genowej u dwóch chłopców powstrzymany zostaje postęp degeneracyjnej adrenoleukodystrofii.
2010 r. – dorosły ze schorzeniem krwi o nazwie talasemia beta przestaje potrzebować comiesięcznych transfuzji po terapii genowej polegającej na wprowadzeniu właściwego genu beta-globiny do jego komórek macierzystych tworzących krew.
2011 r. – sześcioro pacjentów z zaburzeniami krzepnięcia krwi o nazwie hemofilia B doświadcza redukcji objawów choroby po zastosowaniu terapii genowej z wykorzystaniem komórek wątroby.
2012 r. – Glybera staje się pierwszym stosowanym w terapii genowej lekiem zatwierdzonym w Europie. Jest dopuszczony do stosowania w leczeniu niedoboru lipazy lipoproteinowej.
2013 r. – dwa artykuły opisują leczenie dzieci z zaburzeniem degeneracyjnym zwanym leukodystrofią metachromatyczną oraz chorobą układu odpornościowego o nazwie zespół Wiskotta-Aldricha z wykorzystaniem terapii genowej (‘Science’, doi.org/pnv, doi.org/ppk).
Styczeń 2014 r. – ogłoszenie dotyczące pięciorga skutecznie leczonych dzieci z zaburzeniem SCID/ADA, które są w dobrym stanie.
Przekonanie, że geny to nasz spadek po przodkach, z którym trzeba żyć, bez względu, jak ciężkie jest to życie, powoli odchodzi w niepamięć.
Medycyna wciąż szuka rozwiązań, by zapobiegać chorobom, do których przyczyniają się nieszczęśliwe mutacje genetyczne. Jednym z nich jest terapia genowa. Polega ona na zastąpieniu wadliwego genu, prawidłowym.
Jednak powiedzieć jest prościej niż zrobić. Dlatego naukowcy zaprzęgli do tej niewdzięcznej roboty wirusy.
Gdy pięciotygodniowa Nina przesypiała spokojnie całe noce i nie odczuwała wcale głodu, jej mama Aga Warnell wiedziała, że coś jest nie w porządku. Zachowanie najmłodszej córki bardzo różniło się od jej starszych sióstr.
W ciągu następnych tygodni Nina bardzo ciężko zachorowała. Najpierw zdiagnozowano u niej rotawirusa, a zaraz potem u dziewczynki rozwinęło się zapalenie płuc.
Jak podaje New Scientist: ‘Okazało się, że Nina cierpiała na chorobę zwaną ciężkim złożonym niedoborem odporności (ang. severe combined immunodeficiency, SCID). W wyniku wady genetycznej urodziła się bez układu immunologicznego.
Jako że ludzie dotknięci tą przypadłością muszą żyć w sterylnym otoczeniu, jest ona również znana jako choroba chłopca z bańki. – Lekarze powiedzieli, że musimy przygotować się na to, że Nina prawdopodobnie nie przeżyje – mówił Graeme, ojciec Niny.
Od tamtej pory minęło półtora roku. Nina jest teraz szczęśliwą małą dziewczynką z funkcjonującym układem odpornościowym. Zawdzięcza to terapii genowej oraz jej najnowszym ulepszeniom.’
Wszystko zaczęło się w 1912 r. gdy pewien włoski ginekolog zaobserwował remisję raka szyjki macicy u kobiety, którą wcześniej zaszczepiono przeciw wściekliźnie.
Kolejne lata przynosiły informacje wskazujące na to, że obecność wirusów w organizmie ludzkim, może hamować lub wręcz powodować cofnięcie się niektórych schorzeń.
Naukowcy postanowili stworzyć zmodyfikowanego genetycznie wirusa, tak by przenosił odpowiedni gen do właściwych komórek.
Pierwsze próby uleczenia SCID za pomocą tej metody zaczęły się ponad dwadzieścia lat temu. Jednak dwa lata po jej zastosowaniu u czworga młodych pacjentów zdiagnozowano białaczkę.
We wrześniu 1999 r. w cztery dni po wstrzyknięciu wirusów do wątroby, gdzie miały naprawić dziedziczną chorobę – deficyt transkarbamylazy ornitynowej, zmarł osiemnastoletni Jesse Gelsinger.
Przyczyną jego śmierci był ostry zespół zaburzeń oddechowych i niewydolność wielu narządów. Jak podejrzewali lekarze, była to ostra reakcja immunologiczna na dużą dawkę adenowirusów.
Był to początek wyboistej drogi (patrz ‘Badania i bolączki terapii genowej’).
Od tamtego czasu terapia genowa przeszła długą drogę, a przypadki Niny i innych osób stanowią jej punkty zwrotne. Badacze wciąż starają się ulepszać swoje ‘wynalazki’, tak by w jak najbezpieczniejszy sposób móc sterować naszymi genami.
W styczniu br. na konferencji Europejskiego Towarzystwa Terapii Genowej i Komórkowej w Madrycie w Hiszpanii zaprezentowano wstępne wyniki dotyczące dwójki pierwszych dzieci poddanych 18 miesięcy temu ulepszonej terapii genowej SCID.
Bobby Gaspar z Great Ormond Street Hospital w Londynie, który prowadził eksperyment, zapewnia, że od momentu wdrożenia leczenia funkcjonowanie układów odpornościowych pacjentów wciąż się poprawia.
Jak donoszą New Scientist i Science: ‘Od tamtego czasu terapię genową zastosowano u trojga kolejnych dzieci, m.in. u Niny. Również ci pacjenci dają oznaki pełnego powrotu do zdrowia.’
Ogół ciężkiej pracy prowadzi do punktu, w którym terapia genowa może stać się medycyną rutynową
Cała wspomniana wyżej piątka leczonych dzieci cierpiała na rodzaj zaburzenia zwanego SCID/ADA powodowanego przez wadliwy gen deaminazy adenozynowej. Zazwyczaj enzym ten usuwa cząsteczki toksyn z białych krwinek. W przypadku jego braku przybywa szkodliwych substancji, które zabijają komórki zwalczające infekcje.
W kwietniu 2012 r. ze szpiku kostnego Niny pobrano komórki macierzyste, uzupełniono je o właściwą wersję genu deaminazy adenozynowej, a następnie ponownie wprowadzono do jej organizmu. Nie oczekiwano znaczącego polepszenia jej stanu wcześniej niż w grudniu. Jednak do sierpnia liczba jej białych krwinek prawie się podwoiła, a dziś Nina ma układ odpornościowy zdrowego noworodka.
– Sukcesy w końcu zaczynają przewyższać porażki. Lata ciężkiej pracy prowadzą do punktu, w którym terapia genowa może stać się bardziej rutynowo stosowaną procedurą medyczną – mówi Inder Verma z Salk Institute w La Jolla w Kalifornii.’
Koncepcja terapii genowej
Jak już pisaliśmy koncepcja terapii genowej jest prosta – do organizmu osoby z wadliwym genem wprowadza się jego właściwą wersję, czego efektem powinno być przezwyciężenie defektu.
W praktyce jest to jednak bardziej skomplikowane, bo nie wystarczy wnieść gen do komórki, trzeba jeszcze sprawić, by przyłączył się do DNA pacjenta i skłonić komórki chorego do odczytywania prawidłowej wersji.
Konieczne jest zatem zastosowanie nośnika DNA.
Wirusy przenoszą się z miejsca na miejsce mając ze sobą jedynie swój materiał genetyczny ciasno upakowany wewnątrz kapsydu (białkowa otoczka). Przyczepiają się do komórek, umieszczają w nich własne geny i wykorzystują ich procesy życiowe do skopiowania oraz syntezy swoich białek.
W ten sposób wykorzystując energię ofiary namnażają się. Nowe wirusy pobierają fragmenty błony komórkowej, w których dalej podróżują po zarażonym organizmie. Każda rodzina wirusów bardzo dokładnie wybiera miejsce dokowania – szuka odpowiednich receptorów na powierzchni komórki.
Z tego powodu niektóre powodują kłopoty z wątrobą a inne przeziębienie.
To sprawiło, że wybór badaczy poszukujących właściwego nośnika DNA padł na wirusy. Teraz trzeba było zdecydować, które z nich będą najskuteczniejsze.
Początkowo stawiano na retrowirusy, które na stałe wbudowują leczniczy gen do komórek zarażonej osoby.
Jednak czas i kolejne badania pokazały, że retrowirusy wprowadzają geny w przypadkowe lokalizacje genomu oraz wpisują weń sekwencje regulatorowe, które mogą czasem aktywizować pobliskie geny i powodować nowotwory.
Liczba jej białych krwinek podwoiła się, a dziś Nina ma układ odpornościowy normalnego noworodka.
Aby przezwyciężyć tę przeszkodę, naukowcy zwrócili się w stronę lentiwirusów, które również wprowadzają geny do genomu w sposób losowy, można je jednak tak modyfikować, by blokowały niektóre sekwencje regulatorowe.
– Chociaż nowa generacja lentiwirusowych nośników DNA jest o wiele bezpieczniejsza, ryzyko wciąż istnieje. Jednakże nie stosuje się terapii genowej przy bólu zęba, tylko próbuje leczyć dzięki niej choroby prowadzące do przedwczesnej śmierci – mówił New Scientist Patrick Aubourg z francuskiego Państwowego Instytutu Zdrowia i Badań Medycznych w Paryżu.
Wcześniej za pomocą zmodyfikowanego lentiwirusa skutecznie leczono troje dzieci z degeneracyjnymi zaburzeniami enzymu oraz troje z chorobą układu immunologicznego zwaną zespołem Wiskotta-Aldricha.
Obiecujące wyniki obserwuje się również w przypadku degeneracyjnego schorzenia o nazwie adrenoleukodystrofia oraz talasemii beta, czyli choroby krwinek.
Obecnie trwa około 700 badań terapii genowych, w których wykorzystuje się lentiwirusy.
Inne nośniki DNA również zapowiadają się obiecująco.
Na przykład wirus związany z adenowirusem (AAV) nie wprowadza własnych genów do genomu pacjenta, tylko umieszcza je wzdłuż niego, co oznacza, że są odczytywane, ale nieprzekazywane do kolejnych generacji komórek.
Stanowi to problem, tylko jeśli grupą docelową są stosunkowo krótko żyjące komórki, np. układu odpornościowego. Gdy chce się modyfikować neurony bądź komórki wątroby, które mogą przetrwać całe dziesięciolecia, nie jest to kłopotliwe.
Na wspomnianej już konferencji w Madrycie Amit Nathwani z Royal Free NHS Trust w Londynie ogłosił, że organizmy sześciorga pacjentów z hemofilią leczonych z wykorzystaniem AAV na początku 2011 r. wciąż produkują czynnik krzepnięcia krwi, którego im wcześniej brakowało.
Jak mówi Maria Limberis z Uniwersytetu Pensylwanii w Filadelfii, na tej samej zasadzie można by leczyć inne choroby, w przypadku których konieczne jest uzyskanie wydzielania jakiegoś białka lub enzymu do krwi.
Stan zdrowia Niny wciąż się polepsza, a jej rodzina uwalnia się od izolacji, na którą zdecydowała się, żeby wspomóc ochronę dziewczynki. Graeme przyznaje, że decyzja o wzięciu udziału w badaniu nie była łatwa.
– Pomyśleliśmy jednak, że jeśli możemy wyleczyć Ninę poprzez zrobienie czegoś, co rozwinie praktykę medyczną i być może pomoże innym dzieciom, to jest to kierunek, który powinniśmy obrać – wyznał New Scientist.
tagi:
- pacjent
- odporność
- więcej tagów
Dokąd zmierza terapia genowa? – Artykuły
Terapia genowa polega na wprowadzeniu do komórek człowieka odpowiednich kwasów nukleinowych w celu wywołania konkretnego efektu terapeutycznego. Uzyskuje się to przy użyciu specjalnych wektorów, którymi najczęściej są wirusy (adenowirusy, retrowirusy, lentiwirusy).
Za pomocą terapii genowej naukowcy mają nadzieję zwalczyć choroby do tej pory uznawane za nieuleczalne, m.in. wrodzone choroby genetyczne.
Przez wprowadzenie prawidłowej wersji genu do odpowiednich komórek prawdopodobnie uda się wyleczyć osoby chore na hemofilię, ciężkie niedobory immunologiczne czy chorobę Huntingtona.
– Terapia genowa ma największe szanse w chorobach, w których uszkodzone są pojedyncze geny m.in. kodujące czynniki krzepnięcia –stwierdza dr Piotr Szymczyk z Zakładu Biotechnologii Farmaceutycznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi.
Choć terapia genowa wydaje się opierać na prostych zasadach, jej zastosowanie okazało się być o wiele trudniejsze. Doprowadzenie do stabilnej, długotrwałej ekspresji genów w odpowiednich komórkach bez wywołania działań niepożądanych są głównymi przeszkodami stojącymi na drodze wejścia terapii genowej do kanonu współczesnej medycyny.
Na całym świecie prowadzone są badania kliniczne testujące rozwiązania terapii genowej w chorobach genetycznych, nowotworowych, układu krążenia i neurodegeneracyjnych. Do czerwca 2012 r. przeprowadzono łącznie 1 843 testy kliniczne na ludziach w 31 krajach. Jak zatem wygląda obecny status terapii genowej?
Pierwsze sukcesy
W 2000 roku nadzieję badaczy rozbudziło doniesienie o pierwszym udanym wyleczeniu choroby genetycznej. Ciężki złożony niedobór immunologiczny sprzężony z chromosomem X jest schorzeniem polegającym na braku funkcjonalnych limfocytów T i komórek NK prowadzącym do zaawansowanego upośledzenia odporności.
Jedynym ratunkiem dla pacjentów jest przeszczep szpiku kostnego. Terapia zastosowana przez badaczy polegała na wprowadzeniu genu kodującego podjednostkę gamma receptora dla interleukiny-2 do komórek hematopoetycznych chorych.
Zabieg ten umożliwił długotrwałą remisję choroby u większości noworodków objawiającą się szybkim ustąpieniem ciężkich infekcji trapiących młodych pacjentów.
Niestety, w kilka lat po przeprowadzeniu zabiegu u części chorych stwierdzono wystąpienie białaczki, co okazało się być bezpośrednim skutkiem wstawienia sekwencji wirusowych w nieodpowiednich częściach genomów. Niemniej, badanie to udowodniło, że terapia genowa może stanowić realną metodę leczenia ciężkich, nieuleczalnych schorzeń.
Nowe osiągnięcia: hemofilia i choroba Parkinsona
W ostatnich latach ukazało się sporo badań testujących terapię genową w innych jednostkach chorobowych. Przykładem jest hemofilia B – choroba genetyczna polegająca na niedoborze czynnika IX krzepnięcia krwi. Objawia się ona licznymi, częstymi krwawieniami i wymaga stałego egzogennego dostarczania brakującego białka do krwi chorych.
Monogeniczne choroby takie jak hemofilia stanowią idealny cel terapii genowej, dlatego uczeni starali się uleczyć pacjentów poprzez dostarczenie prawidłowej formy genu kodującego czynnik IX za pomocą specjalnie spreparowanego wektora adenowirusowego. Wyniki tego badania były bardzo zachęcające.
Uzyskano stabilną ekspresję czynnika IX na poziomie od 3 do 11 % normy, która wystarczyła aby złagodzić objawy choroby.
– Paradoksalnie te kilka procent, które wydawałoby się balansują na granicy błędu statystycznego, są wystarczające u ludzi całkowicie pozbawionych czynnika krzepnięcia krwi – komentuje dr Piotr Szymczyk.
W ciągu kilku do kilkunastu miesięcy obserwacji u 4 z 6 pacjentów nie zaobserwowanego żadnych krwawień, a u pozostałych dwóch ograniczono potrzebę częstych profilaktycznych zastrzyków. Działania uboczne były bardzo lekkie . Dotyczyły głównie wzrostu poziomu enzymów wątrobowych.
Innym przykładem ostatniego postępu w dziedzinie terapii genowej jest próba poprawy stanu pacjentów z zaawansowanym stadium choroby Parkinsona.
W niedawno ukończonym badaniu klinicznym z użyciem wektora lentiwirusowego starano się przywrócić właściwą produkcję dopaminy w określonych ośrodkach mózgowych (niedobór tego neuroprzekaźnika leży u podłoża choroby).
Wektor zawierał trzy geny kodujące kluczowe dla syntezy dopaminy enzymy, które ulegając ekspresji w odpowiednich neuronach były w stanie naprawić biochemiczny defekt obecny u chorych na zespół Parkinsona.
W wyniku zastosowania nowatorskiej terapii 15 pacjentów doświadczyło znaczącej poprawy funkcji motorycznych przy minimalnych działaniach niepożądanych. Chociaż naukowcy nie zaobserwowali całkowitej remisji choroby, próba ta stanowi solidną podstawę do prowadzenia dalszych badań.
Ciemna strona terapii genowej
Na sukcesy terapii genowej kładą jednak cień liczne niepowodzenia. Poza opisanymi wyżej przypadkami wystąpienia nowotworów krwi, największym ryzykiem tej formy leczenia są ciężkie reakcje immunologiczne.
Są one szczególnie częste, gdy stosowane są wektory adenowirusowe, ponieważ znacząca część populacji ma skierowane przeciwko nim przeciwciała (adenowirusy to znane patogeny ludzkie, wywołują m.
in przeziębienia).
We wrześniu 1999 r. 18-letni Jesse Gelsinger wziął udział w próbie klinicznej testującej terapię genową w chorobie genetycznej zwanej niedoborem karbamoilotransferazy ornitynowej. Enzym ten jest niezbędny człowiekowi do prawidłowego metabolizmu i wydalania azotu pochodzącego z rozkładu białek.
Gromadzący się toksyczny amoniak powoduje postępujące uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego kończące się śpiączką. Przypadek Jessego był na tyle lekki, że objawy choroby mogły być kontrolowane dietą i lekami. W ramach badania otrzymał on najwyższą dawkę wektora wirusowego.
Następnego ranka Jesse wykazywał objawy ciężkiego uszkodzenia wątroby oraz rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego. W 4. dni po otrzymaniu nowego leku, mimo fachowej opieki medycznej, młody pacjent zmarł.
Jego śmierć była bezpośrednim skutkiem masowej odpowiedzi układu immunologicznego na adenowirusowy wektor, który drogą krążenia dostał się do większości narządów wewnętrznych.
Co dalej?
Jak widać na przykładzie Jessego Gelsingera, badanie terapii genowej na obecnym etapie jest obarczone dużym ryzykiem m.in. z powodu braku specyficzności wielu stosowanych wektorów. Pokonanie bariery immunologicznej pacjenta i uzyskanie trwałego efektu terapeutycznego w odpowiednich tkankach docelowych to dwa warunki powszechnego wprowadzenia tej formy leczenia.
Efekty te można by uzyskać m.in. przez specjalne zaprojektowanie wektorów łączących się z receptorami określonych komórek. Naukowcy są już w stanie zmienić tropizm komórkowy wirusów za pomocą technik biologii molekularnej.
Udało się na przykład zmodyfikować adenowirusy, aby infekowały one normalnie niedostępne dla nich komórki (linia CHOK1) albo żeby prowokowały słabszą odpowiedź immunologiczną u gospodarza.
Innym sposobem jest sprawienie, aby wirus selektywnie namnażał się w komórkach objętych chorobą. Tę metodę stosuje się między innymi w próbach dotyczących leczenia nowotworów.
Na przykład usunięcie genu kinazy tymidynowej, enzymu koniecznego dla replikacji wirusa HSV-1 sprawia, że wektor ten musi polegać na komórkach, które wykazują wysoką ekspresję tego kluczowego białka.
Podwyższone poziomy kinazy są obecne właśnie w komórkach nowotworowych, umożliwiając selektywne działanie.
Po ponad 20 latach badań terapia oparta na modyfikacji genów zaczyna odnosić pierwsze sukcesy. Naukowcom udało się już za jej pomocą znacznie poprawić stan kliniczny osób chorych na hemofilię czy chorobę Parkinsona. Czy w takim razie terapia genowa już wkrótce na dobre zagości w medycynie?
– Jeśli chodzi o zastosowania lecznicze na dużą skalę to, niestety, na razie nie ma na to szans – mówi z żalem dr Szymczyk. – Nie posiadamy jeszcze wystarczających danych, bo badania prowadzone są na 5 czy 10 pacjentach, czyli na bardzo małych grupach. Aby terapia genowa znalazła szerokie zastosowanie kliniczne należy najpierw przetestować ją na większej liczbie ludzi.
Pierwsze, na razie małe sukcesy mamy już za sobą. Kolejnym logicznym krokiem powinno być całkowite wyleczenie pacjentów z chorób, które dotychczas znajdowały się poza zasięgiem medycyny.
Terapie genowe to przyszłość medycyny. Modyfikacja genów pozwoli na skuteczne leczenie wielu chorób, w tym nowotworów
Choroby takie jak nowotwory, wrodzona ślepota czy choroby neurologiczne będzie można wyleczyć dzięki terapiom genowym. W sprzedaży już są leki, które służą do leczenia dziedzicznej choroby siatkówki, a także inne, w których modyfikacjami genetycznymi zwiększa się szanse wyleczenia białaczki.
Prowadzone są też terapie genetyczne niedoborów odporności u dzieci. Kwestią przyszłości jest pojawienie się kolejnych skutecznych terapii. Terapie genowe to przyszłość medycyny, ale na ich zastosowanie duży wpływ mają wysokie koszty i wątpliwości natury etycznej w przypadku modyfikacji eugenicznych.
– Terapia genowa polega na tym, że za pomocą metod inżynierii genetycznej dokonujemy jakiejś zmiany w komórce.
Zmiana może polegać na dodaniu czegoś do sekwencji genetycznej, zabraniu jakiejś sekwencji genetycznej, na zmianie wewnątrz chromosomów, choć nie tylko w nich – tłumaczy w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje dr hab. Radosław Zagożdżon, kierownik Zakładu Immunologii Klinicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego.
Obecnie prowadzone są dwa główne typy terapii genowej: zmiana genetyczna w samym organizmie poprzez np. wprowadzenie wirusa do organizmu oraz modyfikacja komórek poza organizmem człowieka, a następnie ich wszczepienie.
Terapia genowa może mieć na celu wprowadzenie materiału genetycznego do komórek, aby kompensować nieprawidłowe geny lub wytworzyć korzystne białko. Jeśli zmutowany gen powoduje, że niezbędne białko jest wadliwe lub go brakuje, to terapia genowa może wprowadzić prawidłową kopię genu lub jego uproszczony odpowiednik. Stosuje się przy tym m.in.
zmodyfikowane wirusy, tzw. wektory wirusowe, wyposażone w sekwencje genetyczne, które zastępują uszkodzone geny powodujące choroby w komórkach.
– Na obecnym etapie, główne cele terapii genowej to korekta prostych schorzeń, gdzie uszkodzony jest jeden konkretny gen. W przypadku niedoborów odporności są już prowadzone zaawansowane, bardzo skuteczne terapie.
Między innymi we Francji u dzieci na bardzo wczesnym etapie pobierane są ich komórki macierzyste ze szpiku, następnie są one modyfikowane i zwracane. Dzieci nagle zdrowieją. Z osób, które na pewno nie przeżyłyby długo ze względu na rozwój zakażeń, nagle stają się praktycznie zdrowe.
Są też już terapie modyfikacji struktur oka w okulistyce, żeby przywrócić wzrok, bajecznie drogie i bardzo trudne terapie, ale w teorii w pełni wykonalne – podkreśla dr Radosław Zagożdżon.
W ubiegłym roku amerykański Urząd ds. Żywności i Leków (FDA) zatwierdził terapię genową Luxturna. Ma ona pomóc w leczeniu dziedzicznej choroby siatkówki – wrodzonej ślepoty Lebera. Za pomocą zmodyfikowanego genetycznie wirusa można naprawić genom komórek siatkówki.
Lek trafił już do sprzedaży w lutym tego roku i obecnie jest najdroższym lekiem świata – cena za pojedynczą terapię sięga 850 tys. dol.
FDA zatwierdziła też terapię genową modyfikująca układ odpornościowy chorego, którą można stosować u chorych na oporną białaczkę limfoblastyczną.
Wady genetyczne są odpowiedzialne m.in. za chorobę Parkinsona, Huntingtona, mukowiscydozę, szereg chorób nowotworowych i sercowo-naczyniowych.
Terapie genowe mogą pomóc wyleczyć je wszystkie lub przynajmniej poprawić jakość życia chorego. Obecne możliwości nauki są jednak ograniczone. Powstają terapie i leki, które są w stanie naprawić pojedynczy gen.
W przypadku większości schorzeń odpowiedzialny za nie jest cały zespół uszkodzonych genów.
– W większości przypadków choroba nie polega na uszkodzeniu jednego genu, tylko na tzw. predyspozycji, gdzie człowiek rodzi się z pewnym zestawem genów, ale później środowisko modyfikuje tkankę człowieka, jego organizm i stąd wynika choroba.
Jeżeli palimy papierosy, u części z nas rozwinie się nowotwór, u części osób nie – za to odpowiada nasz kod genetyczny. Teoretycznie możemy naprawić każdy gen, w praktyce najpierw musimy go znać, co jest bardzo trudne.
Jeżeli to jest wielogenowe uszkodzenie, praktycznie w tej chwili nie mamy żadnych możliwości – przyznaje dr Radosław Zagożdżon.
Jak wskazuje ekspert, modyfikacje genetyczne niosą za sobą różnego rodzaju zagrożenia i skutki uboczne. Dużo zależy od modyfikowanego genu. Także stosowanie wektorów wirusowych może się okazać szkodliwe dla organizmu. Nie wiadomo, jak zareaguje dany organizm, który broni się przed wirusem.
– Zawsze ryzykujemy, że naprawiając jedną strukturę, uszkodzimy inną strukturę naszego genomu, co samo z siebie powoduje możliwość powstania chociażby nowotworu.
Znane są przykłady zgonów po wprowadzeniu wektora wirusowego do człowieka, bo jego układ odpornościowy odpowiedział dramatycznie silnie na wprowadzoną strukturę.
Jeżeli terapie są wprowadzone poza ustrojem człowieka, ryzyko skutków ubocznych samej terapii genetycznej maleje, co nie znaczy, że terapie są bezpieczne – mówi ekspert.
Modyfikacje genetyczne mogą też budzić wątpliwości natury etycznej. W Europie czy USA przeprowadza się modyfikacje embrionów zwierzęcych w celach wyłącznie naukowych.
Chińscy badacze próbowali zaś skorygować wady genetyczne embrionów ludzkich, co wzbudziło wówczas negatywną reakcję części naukowców zachodnich. Na Zachodzie takie eksperymenty do niedawna były zabronione.
Nadal trwa debata nad ich dopuszczeniem.
– Prawdopodobnie nie uda się rozwiązać wszystkich problemów medycznych za pomocą modyfikacji genetycznych, jednak trzeba mieć nadzieję, że wiele chorób w ten sposób zostanie wyleczonych lub że organizm człowieka będzie dzięki nim znosił skutki choroby w miarę łagodnie.
Przed tymi terapiami w tej chwili istnieją dramatyczne wyzwania natury technologicznej, istnieje dużo wątpliwości natury etycznej, plus jeszcze olbrzymie koszty związane ze stosowaniem tej terapii.
Przełamanie tych wyzwań jest pierwszym etapem, abyśmy w ogóle mogli mówić o skuteczności terapii genetycznych – podsumowuje dr Radosław Zagożdżon.