Методы пересадки генов
Большинство методов генной терапии заключаются в введении ДНК в ткани-мишени с целью создания условий для экспрессии экзогенного гена, кодирующего белок, который отсутствует у пациента в результате мутации гена, или с целью обеспечить синтез нового белка с желаемым фармакологическим эффектом. В этой ситуации экзогенный ген, называемый трансгеном , не занимает своего нормального положения на хромосоме в геноме человека. Тем не менее при введении соответствующих промоторов или регуляторных элементов трансген может экспрессироваться в клетках- мишенях ( рис. 31.1 ). В процессе развития генной терапии возникает ряд проблем, в том числе достижение терапевтического уровня экспрессии гена в соответствующих клетках, контроль экспрессии гена, возможность иммунных реакций с вектором или продуктом гена и риск мутагенеза . При некоторых приобретенных заболеваниях (например, рак или инфекции) желательна кратковременная экспрессия грансгена, а для большинства наследственных заболеваний необходима пожизненная генетическая модуляция.
Второй тип генной терапии включает введение нуклеиновой кислоты в лекарственной форме, которая вместо случайного распространения включается в ДНК клеток, что приводит к коррекции мутации хромосомной ДНК, превращая неактивный ген в активный или нормализуя активность аномально функционирующего гена. Несмотря на видимые преимущества генной коррекции (устранения мутации) по сравнению с введением экзогенной ДНК, что теоретически может привести к возникновению нежелательных побочных эффектов, применение технологий генной коррекции может быть очень сложно в случас заболеваний, обусловленных сотней различных мутаций. Поэтому этот вид генной терапии ограничен лечением моногенных заболеваний.
В связи с клинической эффективностью заместительной ферментной терапии при таких заболеваниях, как болезнь Гоше , вызывают сомнения преимущества активации синтеза белка в организме пациента по сравнению с экзогенным введением данного белка. В некоторых случаях невозможно направить экзогенный белок в ткань мишень или обеспечить его внутриклеточную локализацию, что необходимо для его функционирования. При синтезе белка в тканях больното с терапевтический целью может быть достигнута его значительно более высокая местная концентрация, что помогает избежать системной токсичности при парентеральном введении экзогенного белка. Поддержание постоянного терапевтического уровня для большинства экзогенно вводимых белков достаточно сложно. Трансферные гены могут обеспечить постоянную равновесную концентрацию требуемого белка.
Генная терапия может осуществляться ex vivo или in vivo. В случае генной терапии ex vivo проводится забор клеток-мишеней, их генетическая коррекция в лаборатории и повторное введение пациенту. Этот метод подобен пересадке органов (например, печени при гиперлипидемии ) или клеток (например, пересадка костного мозга при лизосомных заболеваниях ), за тем исключением, что в данном случае вводят аутологичные клетки , что снижает вероятность иммунных реакций и гибели клеток в результате отторжения. Хотя такой подход легко применим к некоторым видам клеток, включая клетки костного мозга и фибробласты , его значительно сложнее осуществить по отношению к большинству других тканей. Целью генной терапии in vivо служит введение вектора и гена внутривенно, перорально или через верхние дыхательньи пути. Вектор должен направить ген в соответствующие органы-мишени с минимальным его рассеиванием в другие ткани. Дальнейшие защитные механизмы включают использование регуляторных последовательностей, присоединенных к гену, которые обеспечивают транскрипцию гена в тканях- иишенях.
Важно иметь в виду риск гуморального иммунного ответа , направленного против соответствующего продукта трансгена, и/или клеточного иммунного ответа , направленного против клеток, модифицированных данным геном. Эта проблема особенно значима у пациентов с наследственными заболеваниями, в организме которых никогда не вырабатывался данный нормальный белок (в результате делеции гена). Полиморфизм генетических вариаций у людей позволяет предположить, что ответ на попытку генной терапии будет варьировать у людей значительно шире, чем в экспериментах на линейных животных. Перед проведением исследований с участием людей необходимы доклинические испытания на животных, однако важно учитывать ограниченное значение этих исследований.
Смотрите также:
