Geeniterapia on joukko geenitekniikan (bioteknologisia) ja lääketieteellisiä menetelmiä, joiden tarkoituksena on muuttaa ihmisen somaattisten solujen geneettistä laitteistoa [1] sairauksien hoitamiseksi [2] . Tämä on uusi ja nopeasti kehittyvä alue, joka keskittyy korjaamaan DNA:n rakenteen mutaatioiden (muutosten) aiheuttamia vikoja , virusten aiheuttamia vaurioita ihmisen DNA:lle [3] tai antamaan soluille uusia toimintoja.
Geeniterapian käsite ilmeni ilmeisesti heti sen jälkeen, kun bakteerien transformaatioilmiö löydettiin ja eläinsolujen transformaatiomekanismeja kasvaimia aiheuttavilla viruksilla tutkittiin . Tällaiset virukset voivat viedä geneettistä materiaalia vakaasti isäntäsolun genomiin , joten niitä ehdotettiin käytettäväksi vektoreina halutun geneettisen tiedon kuljettamiseksi solujen genomiin. Oletettiin, että sellaiset vektorit voisivat tarvittaessa korjata genomin vikoja.
Somaattisten solujen geenien muokkaamisesta tuli todellisuutta 1980-luvun jälkeen, jolloin kehitettiin menetelmiä eristettyjen geenien saamiseksi, luotiin eukaryoottisia ilmentymisvektoreita ja geeninsiirrot yleistyivät hiirissä ja muissa eläimissä.
Geeniterapia on historiallisesti suunnattu perinnöllisten geneettisten sairauksien hoitoon, mutta sen sovellusalue on ainakin teoriassa laajentunut. Tällä hetkellä geeniterapiaa pidetään potentiaalisesti universaalina lähestymistavana monien sairauksien hoitoon perinnöllisistä, geneettisistä sairauksista tartuntatauteihin asti.
Vuonna 1972 Friedman ja Roblin julkaisivat artikkelin Journal of Science -lehdessä nimeltä "Gene Therapy for Human Genetic Diseases?" [4] Rogers (1970) ehdotti viallisen DNA:n korvaamista niillä, jotka kärsivät geneettisistä vioista. [5]
Vuonna 1984 kehitettiin retrovirusvektorijärjestelmä, joka pystyi tehokkaasti liittämään vieraita geenejä nisäkkään kromosomeihin. [6]
Ensimmäinen hyväksytty geeniterapian kliininen tutkimus Yhdysvaltain historiassa suoritettiin 14. syyskuuta 1990 National Institutes of Healthissa (NIH), jota johti William Anderson. [7] . Nelivuotias Ashanti DeSilva sai hoitoa vakavaan geneettiseen vikaan, monimutkaiseen yhdistettyyn immuunipuutteeseen, joka liittyi ADA-entsyymin puutteeseen. Potilaalta otetussa veressä viallinen geeni korvattiin toiminnallisella variantilla. Tämä johti Ashantin immuunijärjestelmän osittaiseen palautumiseen. Se stimuloi väliaikaisesti puuttuvan entsyymin tuotantoa, mutta ei tuottanut uusia soluja, joissa oli toimiva geeni. Ashanti jatkoi korjattujen T-solujen injektiota kahden kuukauden välein ja pystyi elämään normaalia elämää. [kahdeksan]
1993 Geeniterapia SCID-potilaalle Ranskan Andersonin tiimi Kalifornian yliopistossa . Hoidon jälkeen valkosolut jatkoivat tehtäviensä suorittamista 4 vuotta. Sitten tarvittiin uusintahoitoa.
"Geeniterapian isä" ranskalainen Anderson paransi kaksi tyttöä, 4- ja 8-vuotiaita. Tytöt olivat kuoleman partaalla, mutta hänen ansiostaan he elävät ja voivat hyvin tähän päivään asti.
1999 Jesse Gelsinger kuoli geeniterapian kliinisessä tutkimuksessa. Gelsingerin tapauksella oli voimakas estävä vaikutus kaikkiin alan tutkijoihin [9] .
1999 Jokaista neljää SCID-potilasta hoidetaan geeniterapialla .
Vuonna 2003 Kalifornian yliopiston tiimi onnistui siirtämään geenejä aivojen hermosoluihin käyttämällä liposomeja , jotka oli päällystetty polyetyleeniglykoliksi ( PEG ) kutsutulla polymeerillä. Ennen tätä geeninsiirto aivohermosoluihin oli mahdotonta, koska virusvektorit eivät suuren kokonsa vuoksi pystyneet voittamaan veri-aivoestettä . . Uuteen teknologiaan perustuen kehitetään Parkinsonin taudin geeniterapiamenetelmiä .
Huntingtonin oireyhtymän hoitoja kehitetään käyttämällä RNA-interferenssiprosessia .
Ensimmäinen osoitus tehokkaasta syövän hallinnasta geeniterapialla. National Institutes of Healthin (Marylandin) tutkijat taistelevat menestyksekkäästi metastaattista melanoomaa kahdella potilaalla käyttämällä geneettisesti muunnettuja tappaja-T-soluja .
toukokuuta 2006 Luigi Naldinin ja Brian Brownin johtama tutkijaryhmä Milanon San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapysta (HSR-TIGET) ilmoitti geeniterapian läpimurrosta: immuunijärjestelmän "petokseen" on kehitetty menetelmä, joka aiheuttaa geneettisen hylkimisen. modifioidut solut . Tätä varten miRNA :ta käytetään tietyllä tavalla . Löydöllä voi olla keskeinen rooli hemofilian geeniterapian kehittämisessä .
Maaliskuussa 2006 kansainvälinen tutkijaryhmä ilmoitti geeniterapian menestyksekkäästä käytöstä kahden aikuispotilaan hoitoon, joilla on myeloidisoluihin liittyvä sairaus. .
Toukokuussa 2007 Moorfields Eye Hospital ja University College Londonin Oftalmologian instituutti julkistivat ensimmäisen geeniterapiatutkimuksen Leberin synnynnäisen amauroosin varalta [10] . Ensimmäinen leikkaus tehtiin 23-vuotiaalle britille Robert Johnsonille vuoden 2007 alussa. Tätä varten käytettiin RPE65-geenin kantavaa yhdistelmä -adeno-assosioitunutta virusta . Hoito johti positiivisiin tuloksiin, mutta sivuvaikutuksia ei havaittu.
Joulukuussa 2008 sirppisoluanemian hoitokokeet saatiin onnistuneesti päätökseen hiirillä [11] .
Geeniterapiaa on käytetty menestyksekkäästi parantamaan potilaiden tilaa, joilla on HIV [12] ja SCID (vaikea yhdistetty immuunikato) [13] . Jyrsijöillä geeniterapian on osoitettu olevan tehokas kroonisen kivun [14] sekä tietyntyyppisten kuurouden [15] [16] ja sokeuden [17] hoidossa. Tällä hetkellä geeniterapiaa kehitetään harvinaiseen ja vakavaan sairauteen - fibrodysplasia . Tämä tapahtuu Pennsylvanian yliopistossa , ja siihen osallistuu geneetikkoja kaikkialta maailmasta [18] .
Komaromin huhtikuussa 2010 julkaisemassa artikkelissa kuvattiin geeniterapiatekniikkaa koirien akromatopsiamuotojen hoitoon. Achromatopsiaa eli täydellistä värisokeutta käytetään ihanteellisena mallina kartiovaloreseptoreihin kohdistettujen geeniterapioiden kehittämisessä. Kartion toiminta ja päivänäkö palautuivat vähintään 33 kuukaudessa kahdella nuorella koiralla, joilla oli akromatopsia. Hoito oli kuitenkin vähemmän tehokas vanhemmilla koirilla. [19]
Gero Hütterin vuosina 2007 ja 2008 hoitama potilas paransi HIV:stä toisella hematopoieettisella kantasolusiirrolla (katso myös allogeeninen kantasolusiirto, allogeeninen luuytimensiirto, allotransplantaatio) kaksoisdelta-32-mutaatiolla, joka poistaa CCR5-reseptorin käytöstä. Lääketieteellinen yhteisö hyväksyi nämä hoidot, jotka vaativat potilaan olemassa olevan luuytimen täydellisen poistamisen, mikä oli erittäin heikentävä toimenpide. [kaksikymmentä]
Ryhmä geneetikkoja onnistui parantamaan laboratoriohiiret hemofiliasta käyttämällä adeno-assosioituneita viruksia. [21] Sivuvaikutuksia ei havaittu 8 kuukauden kuluessa.
Vuonna 2011 Venäjällä rekisteröitiin Neovasculgen , luokkansa ensimmäinen geeniterapialääke ääreisvaltimosairauksien, mukaan lukien kriittisen raajan iskemian, hoitoon. Valmisteen koostumus on deoksiribonukleiinihappoplasmidissa superkierteinen pCMV-VEGF165.
Espanjan kansallisen syöväntutkimuskeskuksen ( espanjaksi: Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas ) tutkijat sen johtajan Maria Blascon ( espanjaksi: María Blasco ) johdolla osoittivat, että hiirten elinikää voidaan pidentää yhdellä injektiolla lääkettä, joka vaikuttaa suoraan eläimen geenejä aikuisiässä. He tekivät tämän geeniterapialla, strategialla, jota ei koskaan aiemmin käytetty ikääntymisen torjumiseksi. Tämän menetelmän käyttö hiirillä on tunnustettu turvalliseksi ja tehokkaaksi. Yhden vuoden iässä hoidetut hiiret elivät pidempään keskimäärin 24 % ja kahden vuoden iässä 13 %. Lisäksi hoito paransi merkittävästi eläinten terveyttä, hidasti ikään liittyvien sairauksien, kuten osteoporoosin ja insuliiniresistenssin, kehittymistä sekä paransi ikääntymisen indikaattoreita, kuten hermo-lihaskoordinaatiota. Tämä tutkimus "osoittaa, että on mahdollista kehittää telomeraasipohjaista ikääntymistä estävää geeniterapiaa lisäämättä syövän ilmaantuvuutta", kirjoittajat sanovat. Siten geeniterapiasta on tulossa yksi lupaavista aloista, jotka ovat tällä hetkellä syntymässä radikaalin eliniän pidentämisen ja ikääntymisen pysäyttämisen terapeuttisella alalla. [22] [23]
Euroopan komissio antoi 2. marraskuuta ensimmäisen kerran luvan vapauttaa ja myydä EU :ssa hollantilaisen uniQure -yhtiön geeniterapiaan perustuvaa lääkettä vakavan geneettisen sairauden - lipoproteiinilipaasipuutoksen - hoitoon [24] . Lääkkeen hinta tulee olemaan 1,6 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria, mikä on lääketieteen historian ennätys.
Vuodesta 2012 lähtien Venäjällä on myyty lääkettä, joka hoitaa verisuonten ateroskleroosia paikallisella geeniterapialla [ 25] .
Vuonna 2013 kliiniseen käyttöön on hyväksytty maailmassa vain viisi geenilääkettä: kolme pahanlaatuisten kasvainten hoitoon, neljäs harvinaisen perinnöllisen sairauden - lipoproteiinilipaasipuutoksen ja neovaskulgeenin - hoitoon.
Marraskuussa 2017 Kaliforniassa suoritettiin maailman ensimmäinen toimenpide aikuisen ihmisen genomin "muokkaamiseksi" hänen kehossaan. Potilas oli mies, jolla oli tyypin II mukopolysakkaridoosi ( Hunterin oireyhtymä ) [26] [27] .
Adeno-assosioituneen vektorin AAV9 perusteella luotiin lääke Zolgensma spinaalisen lihasatrofian hoitoon . Tätä lääkettä pidetään kalleimpana lääkkeenä, jonka kurssihinta (1 injektio) on yli 2 miljoonaa dollaria [28] . Sallittu useissa maissa vuodesta 2019 [29] [30] . Joidenkin arvioiden mukaan noin tuhat lääkkeen käyttökertaa on mahdollista vuoteen 2025 tai 2027 mennessä [31] [32] .
Uudet lähestymistavat somaattisten solujen geeniterapiaan voidaan jakaa kahteen laajaan luokkaan: ex vivo ja in vivo -geeniterapia . Spesifisiä nukleiinihappoihin perustuvia lääkkeitä kehitetään: RNA-entsyymejä, geenitekniikan menetelmillä modifioituja oligonukleotideja, geenimutaatioiden korjaamista in vivo jne.
Geeniterapialääkkeillä modifioitujen geeniaktivoitujen materiaalien käyttö implantaation aikana mahdollistaa lääkkeen viivästyneen ja pitkittyneen vapautumisen in situ [33] [34] .
Tällaisten tehokkaiden geenimuunnostyökalujen, kuten CRISPR / Cas9 [35] [36] kehittäminen antoi ihmiskunnalle mahdollisuuden lähitulevaisuudessa onnistuneesti eliminoida perinnöllisten sairauksien syyt geenimuuntelun avulla [37] [38] ja lisätä elimistön vastustuskyky seniilitaudeille [39] .
On olemassa useita tapoja viedä uutta geneettistä tietoa nisäkässoluihin. Tämä mahdollistaa suorien menetelmien kehittämisen perinnöllisten sairauksien hoitoon - geeniterapian menetelmiä.
Käytetään kahta päälähestymistapaa, jotka eroavat kohdesolujen luonteesta:
Geeniterapia voi tarjota kliinistä hyötyä ja johtaa sellaisten hematopoieettisten kloonien laajentumiseen ja pahanlaatuiseen transformaatioon, joissa on siirrettäviä vektori-inserttejä lähellä onkogeenejä, kun käytetään lentivirusvektoreita, mikä lisää leukemian riskiä [40] .
Elinajan pidentäminen | ||
---|---|---|
Kysymyksiä | ||
Aikakauslehdet | ||
Resurssit |
| |
Ihmiset | ||
Organisaatiot | ||
Luokka " Elämän pidentäminen " |
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
|