Gen Tedavisi: Gruplar, Yaklaşımlar, Vektörler ve Diğer Detaylar
Gen Tedavisi: Gruplar, Yaklaşımlar, Vektörler ve Diğer Detaylar!
Bir gen, belirli fonksiyonlar için gerekli olan belirli bir proteini kodlayan doğrusal bir DNA dizisidir.
Gendeki mutasyon, hatalı bir proteinin üretimine yol açar ve sonuç olarak normal protein tarafından gerçekleştirilen fonksiyonlar etkilenir. Gendeki mutasyon birçok genetik hastalığın sebeplerinden biridir. Gen tedavisi kavramı, hastaya doğru bir gen dahil edilirse (kusurlu bir gen yüzünden acı çeken) genetik hastalığın kontrol altına alınabilmesi veya iyileştirilebilmesidir. 1980'lerde bu orijinal konsepte “genetik replasman tedavisi” denildi.
Şimdi “gen terapisi” terimi orjinal tanımını aştı ve bir gen transferi elementi içeren tüm protokollere (ve mutlaka bir hastalığa neden olduğu bilinen bir gene) uygulanmadı. Bazı genetik hastalıklara sadece bir gendeki bir kusur neden olur (adenosin deaminaz (ADA) eksikliği, kistik fibroz, orak hücre anemisi gibi).
Böyle bir tek gen kusurunu düzeltmek için gen terapisinin başarılı olması daha olasıdır. Öte yandan, bazı genetik hastalıklar çoklu genetik faktörleri içerir ve bu tür hastalıkları gen tedavisi ile tedavi etmek daha zor olabilir. Gen terapisi hem doğuştan hem de edinilmiş hastalıklara uygulanabilir.
Gen tedavisi gruplara ayrılmıştır:
1. Somatik hücre gen transferi, genin normal diploid hücreye transferidir.
Bu yöntem, yalnızca verilen gen terapisinin ve gen terapisinin etkilerinin gelecek nesillere aktarılmadığı kişiyi etkileyecektir.
2. Germ hattı gen aktarımı, genin haploid ovuma veya üreme sisteminin sperm hücresine aktarılmasıdır. Aktarılan gen sonraki nesillerde soylara aktarılacaktır. Germ line gen terapisi protokolleri araştırma, tarım ve biyoteknoloji için transgenik hayvanların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Ciddi ve rahatsız edici kalıtımsal insan genetik hastalığının gelişimi doğumdan önce önlenebilir ve bu tür hastalıklar sonraki nesillerde elimine edilebilir. Bununla birlikte, kötüye kullanım potansiyeli nedeniyle, insandaki germ hattı gen terapisinin, bu yaklaşım hastalıkların tedavisinde kullanılmadan önce yaygın olarak tartışılması gerekir.
Genlerin hücrelere transfer edilmesinde iki farklı yaklaşım vardır:
1. Ex vivo gen aktarımı:
Bir hastadan gerekli hücreler izole edilir ve istenen genler hücrelere verilir. Transfekte edilmiş hücreler hastaya tekrar yerleştirilir.
2. İn vivo gen transferi:
Arzu edilen genler hastaya verilir. Genler hastanın hücrelerine girer. Transplantasyon tıbbında gen terapisinin tamamlayıcı bir yaklaşım olarak kullanılması muhtemeldir.
1. Genler greftlere yerleştirilebilir, böylece gen ürünleri alıcının grefte karşı T hücresi aktivasyonunu bloke eder.
2. Donöre özgü MHC antijenleri üreten genler, nakil işleminden önce alıcıya dahil edilebilir. Girilen genler tarafından üretilen donör MHC antijenleri alıcıda transplantasyon toleransını indükleyebilir.
Gen Transferi Vektörleri:
Vektörler, ilgilenilen genleri hedef hücrelere transfer etmek için kullanılan araçlardır. Hedef hücre daha sonra transfer edilen gen tarafından kodlanan proteini ifade edecektir. Transfer edilen ilgilenilen gene "transgen" olarak da adlandırılır.
Uygun bir vektör seçmeden önce birçok faktör göz önünde bulundurulur:
1. Hedef hücrenin türü.
2. Hedef hücrenin bölünme durumu.
3. Transgenin boyutu.
4. Transjenin ifade edilmesi gereken süre.
5. Gen terapisine tabi tutulan bireye zararlı olabilecek, uyarılan vektöre karşı bağışıklık tepkisi potansiyeli.
6. Vektörün üretim kolaylığı.
7. Vektörü hastaya bir kereden fazla uygulama yeteneği.
8. Güvenlik sorunları.
Gen Transferi Vektörleri:
Virüsler hücrelere girme ve hücrelerin içinde çoğalma kapasitesine sahiptir. Bu nedenle virüslerin zayıflatılmış veya değiştirilmiş versiyonları, ilgilenilen geni bir hücreye taşımak için vektörler olarak kullanılır.
Gen terapisinde vektör olarak kullanılan retroviral vektörler:
1. Moloney murin lösemi virüsü (MMLU):
Retroviral vektörlerin önemli dezavantajlarından biri, retroviral vektörlerin konakçı DNA'daki herhangi bir yere rastgele yerleştirilebilmesidir. Retroviral genomun konakçı DNA'ya rastgele yerleştirilmesi, aşağıdaki istenmeyen olaylara yol açabilir.
ben. Retroviral genomun, önemli bir protein üretilmesinden sorumlu olan bir konakçı gen içine sokulması, protein üretimini önleyecektir.
ii. Retroviral genomun konakçının tümör baskılayıcı genine sokulması, tümör baskılayıcı genini etkisiz hale getirebilir ve tümörün gelişmesine yol açabilir.
2. Adeno Virüsü:
Adenoviral DNA epizomal kalır ve nadiren konakçı DNA'ya entegre olur. Ancak, adenoviral proteinler transfekte hücrelerin yüzeyinde eksprese edilir. Sonuç olarak, adeno viral proteinlere karşı immün tepkiler, konakçı immün sistemi tarafından transfekte edilmiş hücrelerin saldırısına yol açan indüklenebilir. Ayrıca adenovirüsün kendisinde konakçıda hastalığa neden olabilir.
3. Adeno ile ilişkili virüs (AAV):
Adeno ile ilişkili virüsün avantajları, insan hastalıklarına neden olmaması, birçok hücre tipini enfekte edebilmesi ve konakçı genomuna stabil bir şekilde entegre olabilmesidir.
4. Herpes simpleks virüsü.
5. Vaccinia virüsü.
Viral olmayan Gen Teslimatı:
1. Lipozomlar, lipit türleri, katyonik bir amfifil ve nötr bir fosfolipitten oluşur. Lipozomlar, hücrelerin plazma zarları için yüksek afiniteye sahip olan kompleksler oluşturmak için DNA'ya bağlanır ve yoğunlaştırılır; bu, endositotik işlemle lipozomların hücre sitoplazmasına alınmasına neden olur. Son zamanlarda, viral ve viral olmayan elementlerin kombinasyonu, hücreye gen transferinin etkinliğini arttırmak için geliştirilmiştir.
İlk gen tedavisi, yaklaşık 10 yıl önce bir insan hasta üzerinde denendi. O zamandan beri, 4000'den fazla denekten oluşan 390'un üzerinde gen terapisi çalışması yapılmıştır. İlk başarılı gen terapisi, X'e bağlı SCID ile doğan iki Fransız bebekte bağışıklık sistemi fonksiyonunu restore etti.
Bu hastaların kemik iliğindeki kök hücreler toplandı; normal gen, in vitro kusurlu kök hücrelere dönüştürüldü ve kök hücreler düzeltildi; Daha sonra düzeltilmiş kök hücreler tekrar aynı hastalara nakledildi. Yakında bu hastalar normal bağışıklık hücreleri üretti. Ancak, çocuklar daha büyük olana kadar tam bir başarı olarak adlandırılamaz. Ancak bu ilk sonuçlar son derece umut verici ve cesaret vericidir.
Gen tedavisi biyomedikal bilim olarak henüz başlangıç aşamasındadır. Kronik granülomatöz hastalığı (CGD), bir immün yetmezlik hastalığıdır. X'e bağlı bir CGD formu tüm vakaların yaklaşık yüzde 65'ini oluşturur. X'e bağlı CGD hastalarının hematopoetik kök hücreleri izole edildi ve normal gen ile transdüksiyona tabi tutuldu (fagosit oksidaz adı verilen enzimin gp91 phox alt birimi). Dönüştürülen hücreler daha sonra hücrelerin izole edildiği aynı hastalara tekrar sokuldu. Bu şekilde tedavi edilen 4 hastadan üçünde 16-14 ay boyunca sürekli ve nötrofil üretimi devam etmiştir.
Gen terapisi, bir kişinin geninin ekspresyonunu terapötik bir hedefe doğru değiştirerek hastalığı tedavi etmek için yeni bir yaklaşımdır. Gen değişimi, teorik olarak gen ilavesinden daha arzu edilir. Kromozomdaki kusurlu gen çıkarılır ve (normal genin olması gerektiği yerde) bu pozisyona doğru bir gen yerleştirilir. Bu yöntemin avantajı, değiştirilen genin sadece ihtiyaç anında ve vücut tarafından ihtiyaç duyulan miktarlarda ifade edilmesidir (örneğin, eklenen gen, normal bir genmiş gibi davranır).
Gen düzeltmesi:
Anormal kromozomdaki hatalı dizi, düzeltmeden sonra genin normal bir gen olarak işlev görmesi için düzeltilir.
Gen tedavisi, çeşitli klinik durumlar için büyük umutlar sunar. Transplantasyon tıbbında, greftlerin akut ve kronik olarak reddedilmesini önlemek için gen terapisi kullanılmaktadır.
Temel olarak iki yaklaşım var:
1. Greft reddinin önlenmesinde önemli olan genler eklenebilir (örn., İmmün baskılayıcı sitokinleri veya ortak uyarıcı blok moleküllerini kodlayan genler).
2. Yapışma molekülleri gibi reddedilme ile ilişkili moleküllerin üretimini engellemek için anti-sens nükleik asitler.
