Современная генотерапия направлена только на соматические, а не на половые (зародышевые) клетки.
Генотерапия ех vivo (вне организма) означает, что нормальная копия гена вводится в соматические клетки, предварительно извлеченные из организма пациента. Исправленные клетки наращиваются и вводятся пациенту трансфузией или трансплантацией. При этом рекомендуется использовать клетки именно от этого больного и их "исправленное" потомство возвращать ему же, что снимает проблему отторжения клеток за счет врожденного иммунитета. Тем не менее использование только аутологичных клеток сужает возможность генотерапии, поэтому разработаны разные методы защиты от иммунного ответа и неаутологачных клеток, которые включают, в частности, применение иммуносупрессоров.
При генотерапии in vivo доставка нормального гена осуществляется непосредственно в ткани человека (в клетки определенных тканей). При этом промотор гена должен быть трансспецифичен.
Перечень наследственных болезней, связанных с недостаточностью того или иного фермента, возрастает по мере раскрытия их биохимического механизма. Соответственно и подходы к реализации теоретических возможностей генотерапии привлекают все большее внимание и конкретизируются. В качестве примера можно привести использование генотерапии в лечении муковисцидо-за. Ген муковисцидоза — муковисцидозный трансмембранный регулятор (МТР) кодирует мембранный белок — муковисцидозный трансмембранный регулятор проводимости (МТРП). Основная функция МТРП — создание регулируемого циклическим 3,5-аденозинмонофосфатом (цАМФ) хлорного канала. Мутации в гене ведут к изменению количества или структуры данного белка, что нарушает транспорт ионов хлора и воды через мембраны клеток эпителия ряда органов. Выделяемая при этом экзокриновыми железами слизь обезвоживается, и вязкость ее повышается. Это приводит к воспалению и размножению инфекционных агентов (вторичная патология). При муковисцидозе наиболее сильно поражаются легкие (бронхи).
Предпосылками для применения генотерапии при муковисцидозе послужили положительные результаты, полученные на клеточных культурах. Введения только одной копии нормального гена в клетку с дефектным геномом было уже достаточно для нормализации ионного транспорта. Еще более обнадеживало, что достаточно было "исправить" 10 % общего числа клеток в монослое, чтобы добиться нормализации транспорта хлора во всем монослое (вероятно, за счет обмена ионами между соседними клетками). Оказалось, что особенно строгая регуляция функций нормального чужеродного гена, кодирующего белок МТРП, не нужна: этот белок (при его избыточном синтезе) не токсичен.
После подробных доклинических исследований генотерапия муковисцидоза была апробирована в клинике. Нормальный ген в составе модифицированных аденовирусов доставлялся в клетки эпителия легких с помощью липосом. Однако результаты генотерапии в клинике оказались не столь блестящими: из нескольких сотен случаев только отдельные опыты оказались удачными. Тем не менее сам по себе переход от экспериментов в области генотерапии муковисцидоза к клинике является большим успехом.
Статьи и публикации:
Этапы становления и развития Г. как науки
1. Предистория (допарадигмальный период).
В этот период Г. была частью ботанической географии, не имела своего понятийного аппарата, четко поставленных задач. Этот период уходит своими корнями в 16 век и продолжался вплоть до 1910 г., ко ...
Формирование биологии как комплексной науки и ее успехи в первой половине
XIX в.
Углубление промышленной революции, начавшейся в XVIII в., оказало заметное влияние на социально-мировоззренческое состояние ряда стран Европы, что привело к повышению не только эффективности производства, но и обострению противоречий в об ...
Спорангии и спорогенез у древних высших растений
У многих древних высших растений спорангии образовывались верхушкой побега (как у мхов). Позже спорангии стали формироваться также на листьях, что и наблюдается почти у всех современных ныне живущих высших растений, за исключением мхов и ...