Diagram urutan terapi gen. Kedatangan kedua terapi gen. Terapi gen penyakit keturunan monogenik
Bagian pertama (sebelum garis biru) adalah pengenalan terapi gen, pada prinsipnya untuk lebih memahami metode itu sendiri, dan sedikit saja agar tidak ketahuan oleh gurunya. Jika Anda tidak punya waktu dan membutuhkan materi KHUSUS pada suatu pertanyaan, gulir ke kanan melewati garis biru.
Terapi gen awalnya ditujukan untuk mengobati monogenik penyakit keturunan, namun kemudian cakupan penerapannya meluas, dan mulai dilihat sebagai pendekatan yang berpotensi universal terhadap pengobatan seluruh spektrum penyakit, termasuk penyakit menular, kanker, aterosklerosis, diabetes, dan sejumlah penyakit lainnya.
"Perawatan Gen"- koreksi cacat gen (penyakit monogenik) - pada tingkat sel somatik dan germinal - penggantian gen mutan dengan gen normal.
"Pengobatan dengan gen"- koreksi cacat dengan memperkenalkan gen yang berfungsi penuh (cDNA).
Pertama, beberapa teori umum:
Kondisi penting untuk keberhasilan terapi gen adalah memastikan penyampaian yang efisien, yaitu transeksi (dalam arti luas) atau transduksi (saat menggunakan vektor virus) dari gen asing ke dalam sel target, memastikan fungsi jangka panjangnya dalam sel-sel ini dan menciptakan kondisi untuk berfungsinya gen secara penuh (ekspresinya).
Strategi untuk memperbaiki cacat genetik:
Berdasarkan jenis sistem vektor:
Virus
Keuntungan dari vektor virus: transduksi sejumlah besar sel; tropisme; resistensi terhadap degradasi lisosom.
Kekurangan Vektor Viral: imunogenisitas (dengan hasil yang fatal - virus adeno dan herpes); potensi karsinogenisitas (retrovirus).
Non-viral
· Injeksi langsung ke dalam sel, jaringan, organ (juga dikenal sebagai injeksi mikro);
Lipofeksi (menggunakan berbagai liposom yang dimodifikasi (vesikel lipid dengan DNA di dalamnya);
· Elektroporasi;
· Berisi plasmid;
· DNA kompleks (DNA plasmid digabungkan dengan garam, protein, dll.);
· Senjata gen (DNA melekat pada partikel emas yang ditembakkan ke jaringan pasien);
· Endositosis yang dimediasi reseptor.
Manfaat penyampaian non-viral: keamanan relatif; kurangnya respon imun; kemudahan penggunaan.
Kerugian dari pengiriman non-viral: efisiensi transfeksi yang rendah; level rendah ekspresi.
Secara teoritis, cara yang paling radikal dan efektif adalah dengan mengganti gen yang rusak pada sel germinal (terapi gen janin), namun terdapat masalah etika. Saat ini, semua pendekatan terapi gen didasarkan pada terapi gen pada tingkat sel somatik.
Menurut mekanisme kerja gen yang disisipkan atau molekul DNA yang ditransfer, terapi gen dibagi menjadi positif (pemulihan fungsi gen (melalui pemulihan fungsinya atau penyisipan salinan kerja baru) atau negatif - penekanan fungsi gen). Selain itu, ada pendekatan yang bertujuan untuk meningkatkan respon imun, yang terutama digunakan dalam terapi gen kanker (lebih lanjut tentang ini di bawah).
Selain itu, informasi gen baru dapat dimasukkan ke dalam tubuh manusia, karena bagian dari selnya sebelumnya diubah secara in vitro. pendekatan ex vivo. Pendekatan dimana informasi gen dimasukkan langsung ke dalam sel manusia hidup disebut (tiba-tiba) in vivo, pengenalan lokal ke area tertentu disebut in situ. Saat ini, terdapat preseden yang berhasil dalam memasukkan informasi gen ke dalam rahim (ke dalam embrio), di Inggris, yang baru-baru ini menyelamatkan seorang anak dari penyakit mitokondria.
Pendekatan terapi gen tambahan:
· Antisense DNA, RNA (+): spesifisitas, dapat digunakan pada vektor apa pun, non-imunogenik; (-): degradasi cepat di dalam sel);
· Ribozim (+): memiliki sifat enzim - tidak dikonsumsi, mampu mengkatalisis pembelahan target, tidak seperti protein yang non-imunogenik, menginduksi sintesis interferon; (-): degradasi yang cepat;
· Protein negatif transdominan;
· Antibodi rantai tunggal;
· Gen bunuh diri (alih-alih “mengobati” sebuah sel, sel tersebut dapat dibunuh begitu saja, digunakan dalam sistem anti-kanker (detail lebih lanjut di bawah);
· Pengenalan limfosit antigen spesifik;
· Chimeroplasty (hibrida DNA/RNA dari struktur jepit rambut, menghasilkan rekombinasi homolog dalam nukleus);
Berikut ini hanya contoh metode terapi gen; untuk penjelasan penyakit lihat tiket bernomor sebelumnya.
Penyakit monogenik:
Defisiensi adenosin deaminase(ADA syndrome) adalah contoh penggunaan terapi gen pertama yang relatif berhasil. Dilakukan pada tanggal 14 September 1990. Tanggal ini dianggap sebagai hari lahir terapi gen yang sebenarnya.
Menggunakan leukophoresis, kami mengisolasi dari darah tepi sel mononuklear, kemudian mereka ditumbuhkan dalam kultur dalam kondisi proliferasi sel T. Kemudian, vektor retroviral yang mengandung gen ADA normal dimasukkan ke dalam sel yang berkembang biak secara in vitro. Beberapa hari kemudian, sel darah yang ditransduksi disuntikkan kembali ke pasien. Proses ini diulangi sebanyak 7 kali selama 10 bulan. Efeknya positif, ¼ limfosit dalam tubuh menerima gen yang berfungsi. Pengenalan sel yang dimodifikasi diulangi setiap 3-5 bulan. Saat ini, terapi gen penyakit ini sedang berkembang menuju penggunaan sel induk pasien. Hal ini akan secara signifikan mengurangi jumlah suntikan sel-sel yang dimodifikasi karena pembelahan ganda yang sudah ada di dalam tubuh itu sendiri dan, setelah mencapai keunggulan selektif dan kuantitatif dari sel-sel induk yang dimodifikasi dibandingkan sel-sel asli, akan membentuk tingkat enzim yang cukup dalam tubuh.
Hiperkolesterolemia herediter - Diketahui bahwa hepatosit yang tidak membelah tidak dapat terinfeksi oleh retrovirus. Setelah hepatektomi, hepatosit mulai berkembang biak dan memperoleh kemampuan untuk terinfeksi retrovirus. cDNA dari gen reseptor LDL-R normal dimasukkan ke dalam hepatosit yang diperoleh dari hati pasien menggunakan vektor retroviral. Setelah reinfusi hepatosit rekombinan melalui vena portal ke hati, terjadi penurunan kadar lipoprotein densitas rendah (khususnya kolesterol) dalam darah dan rasio lipoprotein densitas rendah terhadap lipoprotein densitas tinggi. Ini berarti bahwa sel-sel yang diperkenalkan berfungsi secara in vivo dan menginternalisasi serta memetabolisme kolesterol.
Hemofilia B – Eksperimen yang berhasil telah dilakukan pada anjing menggunakan strategi ex vivo dengan
pengiriman faktor pengkodean cDNA IX ke hepatosit. Sintesis faktor IX berhasil dicapai dalam jumlah 0,1% dari jumlah normal faktor IX dalam plasma darah. Dalam upaya untuk meningkatkan konsentrasi faktor IX, vektor adenoviral digunakan, namun efeknya berumur pendek. Darah hewan membeku, tetapi efeknya hilang sama sekali setelah 2 bulan (kelemahan khas vektor adenoviral).
Hemofilia A - Ada laporan keberhasilan pengenalan gen faktor VIII yang terpotong pada tikus sebagai bagian dari vektor retroviral. Hasilnya, tingkat terapeutik faktor tersebut dalam darah tercapai.
Fibrosis kistik - Telah terbukti bahwa mengganti 6-10% sel epitel paru dengan sel yang ditransfusikan akan mengembalikan keadaan normal fungsi transportasi saluran transmembran menyediakan transportasi ion klorin. Retrovirus tidak cocok karena tidak menginfeksi sel yang tidak membelah; adenovirus cocok dengan syarat karena menyebabkan reaksi inflamasi pada percobaan pada tikus. Masalahnya selanjutnya terletak pada penghalang glikokaliks pada permukaan sel. Salah satu pendekatan untuk mengatasi masalah ini adalah dengan memodifikasi vektor yang mencakup ligan spesifik untuk reseptor pada permukaan sel epitel paru. Interaksi ligan dengan reseptor biasanya menghasilkan internalisasi vektor, bersama dengan reseptor, ke dalam sel. Reseptor transmembran P2Y2-R dipilih sebagai reseptor tersebut. Reseptor ini terlibat dalam memicu serangkaian reaksi inflamasi di rongga paru-paru. Baik antibodi monoklonal terhadap reseptor ini atau ligan alami, biotin UTP, digunakan sebagai ligan.
Distrofi otot Duchenne - Penyakit ini mulai muncul pada masa kanak-kanak, dan terapi gen harus dilakukan pada saat ini. Yang paling menjanjikan adalah penggunaan vektor adenoviral. Karena gennya panjang, peneliti menggunakan salinan protein yang lebih pendek namun fungsional. Percobaan pada model tikus yang memiliki gen distrofin yang rusak menunjukkan bahwa 5 hingga 50% sel otot mengekspresikan protein distrofin terpotong. Ini cukup untuk meminimalkan degenerasi otot. Terdapat data uji klinis konstruksi genetik yang membawa gen distrofin untuk pengobatan pasien dengan distrofi otot Duchenne. Anak-anak yang sakit, setelah disuntikkan ke otot-otot desain ini, memperoleh kemampuan untuk bergerak. Namun, efeknya hanya berumur pendek.
Penyakit multifaktorial pada contoh kanker:
Kanker biasanya merupakan konsekuensi dari perubahan multi-tahap dalam sel. Kompleksitas yang terkait dengan keterlibatan banyak gen dan produknya dalam proses tumor telah menimbulkan keraguan mengenai efektivitas terapi gen untuk kanker. Namun, ada banyak percobaan yang menunjukkan bahwa kompensasi gen penekan tunggal dapat menyebabkan penekanan sifat tumor pada sel.
Imunoterapi kanker:
Penggunaan konstruksi terapi gen yang merangsang respon imun (terutama seluler) antitumor. Untuk membuat konstruksi gen, gen berikut digunakan: Antigen (yang direspon oleh sistem kekebalan); Kompleks MHCI (kompleks histokompatibilitas utama); faktor B7; sitokin; Reseptor sel T. Penekanan perkembangan tumor dapat dicapai dengan mengkloning gen sitokin: interleukin IL-2, IL-4, IL-6, IL-7, IL-12, serta tumor necrosis factor-α (TNF-α), interferon ( INF-α, INF-ϒ)
Penekanan pertumbuhan sel kanker dengan memperkenalkan gen yang produknya menekan perkembangan tumor:
Gen penekan tumor (RB, P53, mdm2, Cip 1, P16, Cyclin D)
· Gen bunuh diri
Penghambat onkogen
· Faktor antiangiogenesis
Penghambat siklin
· Gen yang meningkatkan sensitivitas sel tumor terhadap senyawa obat
· Gen untuk pengangkut obat (introduksi, misalnya, ke dalam sel sumsum tulang)
Gen p53 sangat penting dalam menekan onkogen (bertanggung jawab atas apoptosis dan mampu menghentikannya siklus sel, mencegah pembelahan yang tidak terkendali), oleh karena itu mutasinya hampir selalu menyebabkan degenerasi sel yang ganas. Vektor adenoviral digunakan untuk memasukkan salinan gen p53 yang berfungsi ke dalam tubuh. Setelah gen p53 mulai diekspresikan dalam inti sel kanker, gen tersebut menginduksi apoptosisnya.
Pendekatan lain adalah penekanan onkogen. Mutasi pada gen RAS dapat menyebabkan operasi konstitutif dari sistem sinyal untuk memicu pembelahan (kaskade MAP kinase, ingat Nikolaychik J). Untuk memblokir gen ini, Anda dapat 1) menghambat ekspresi RAS dengan memasukkan gen utuh; 2) penghambatan RAS oleh ribozim; 3) penghambatan gen di bagian hilir jalur pensinyalan; 4) mencegah integrasi protein RAS ke dalam membran.
Penggunaan virus oncolytic. Onkolisis virus adalah pendekatan baru yang mendasar dalam pengobatan kanker, berdasarkan pada kemampuan alami virus untuk membunuh (melisiskan) sel tempat mereka berkembang biak. Untuk tujuan ini, reovirus, poliovirus, echovirus, dan virus Coxsackie digunakan + beberapa adenovirus yang dimodifikasi, yang secara istimewa berkembang biak dalam sel tumor dan mengarahkannya ke apoptosis. Uji klinis REOLYSIN, yang diproduksi oleh Oncolytic Biotech, saat ini sedang berlangsung. Adenovirus yang mengekspresikan protein antiangiogenik dianggap sangat menjanjikan.
Saat ini, terapi gen akhirnya mulai memenuhi harapan yang pernah diberikan. Selama enam tahun terakhir, sebagai hasil dari pengenalan gen fungsional tertentu ke dalam bagian tubuh pasien, pemulihan penglihatan pada 40 pasien dengan kebutaan herediter telah berhasil dilakukan. Hasil cemerlang telah dicapai dalam perjuangan melawan berbagai bentuk leukemia: dari 120 subjek, beberapa pasien mencapai remisi, yang berlangsung selama tiga tahun. Terapi gen juga menunjukkan efektivitasnya dalam memerangi hemofilia, penyakit keturunan yang terkadang menyebabkan kematian pasien. Kini pasien tidak perlu mengonsumsi obat dosis tinggi yang meningkatkan pembekuan darah dan memiliki efek samping berbahaya.
Hasil positif ini disambut dengan sangat antusias juga karena terapi gen ditinggalkan 15 tahun yang lalu setelah kematian mendadak Jesse Gelsinger, seorang remaja dengan kelainan pencernaan langka. Sistem kekebalan tubuh pemuda itu bereaksi sangat keras terhadap masuknya gen asing sehingga tubuh tidak dapat menahannya. Keberhasilan terapi gen yang dicapai pada tahun 1990an tidak sehebat yang diharapkan.
Semua ini memaksa kami untuk mempertimbangkan kembali beberapa metode yang digunakan dan menilai dengan lebih bijaksana kemungkinan penggunaan terapi gen untuk menghilangkannya. berbagai patologi. Saya harus melepaskan ilusi dan kembali ke penelitian mendasar. Pertama-tama, penting untuk mengetahui penyebab kemungkinannya efek samping(seperti hal-hal yang menyebabkan kematian Gelsinger) dan belajar menghindarinya. Perhatian lebih harus diberikan pada komunikasi dengan pasien dan kerabat mereka sehingga keputusan yang mereka ambil dapat terinformasi.
Titik balik dalam situasi ini terjadi enam tahun lalu, setelah terapi gen digunakan untuk menyembuhkan seorang anak laki-laki berusia delapan tahun bernama Corey Haas, yang menderita penyakit mata degeneratif. Awalnya, sebagai akibat dari manipulasi gen, protein yang hilang mulai diproduksi di retina mata kiri yang terkena, dan empat hari setelah operasi, anak laki-laki tersebut mengunjungi kebun binatang dan, dengan kegembiraan yang tak terlukiskan, menyadari apa yang dilihatnya. langit biru dan balon warna-warni. Tiga tahun kemudian, manipulasi serupa dilakukan dengan mata kanan. Sekarang Corey bisa melihat dengan baik sehingga dia bisa pergi berburu bersama kakeknya.
Terapi gen belum masuk ke dalam praktik dokter, namun ada harapan bahwa hal ini akan terjadi dalam sepuluh tahun ke depan. Pada tahun 2012, upaya dilakukan di Eropa untuk menggunakannya untuk menghilangkan patologi yang langka namun sangat menyakitkan, yang disebut defisiensi lipoprotein lipase familial. Diperkirakan bahwa di Amerika Serikat, persetujuan penggunaan terapi gen dalam pengobatan akan diterima pada tahun 2016, dan kemudian hal tersebut harus menggantikan apa yang hilang selama sepuluh tahun tidak adanya tindakan.
Kekecewaan yang kejam
Kegagalan yang menimpa para peneliti pada tahap awal penggunaan terapi gen dalam praktiknya jelas menunjukkan betapa sulitnya meramalkan semua konsekuensi dari memasukkan gen asing ke dalam tubuh. Seringkali, sistem yang paling aman untuk penyampaiannya ternyata tidak cukup efektif, dan beberapa sistem yang paling efektif ternyata tidak aman: terjadi reaksi kekebalan yang terlalu hebat, seperti yang terjadi pada Gelsinger, atau berkembangnya leukemia.
Untuk memahami apa yang memicu efek samping dan mencari cara untuk mengurangi risikonya, para ahli genetika fokus mempelajari sistem pengiriman gen yang paling umum: merancang virus yang bertindak seperti jarum suntik mikroskopis.
Pertama-tama, sebagian besar DNA virus dihilangkan untuk memberi ruang bagi gen yang akan dimasukkan ke dalam tubuh pasien. (Prosedur ini secara bersamaan menghilangkan kemampuan virus untuk bereproduksi.) Virus yang ditransformasi, membawa gen target, disuntikkan ke bagian tubuh yang diinginkan, lalu memasukkannya ke wilayah DNA seluler yang sesuai, tergantung pada jenisnya. virus.
Pada saat Gelsinger berpartisipasi sebagai sukarelawan dalam uji klinis terapi gen, sistem yang paling umum untuk mengirimkan gen asing ke dalam tubuh manusia adalah adenovirus, yang biasanya menyebabkan penyakit ringan. infeksi atas saluran pernafasan. Menurut peneliti dari University of Pennsylvania, hasil optimal dicapai dengan menyuntikkan virus ke dalam hati; di sinilah sel-sel yang menghasilkan enzim pencernaan yang tidak dimiliki Gelsinger berada. Salinan fungsional gen enzim ini dimasukkan ke dalam partikel virus yang tidak aktif dan satu triliun partikel ini disuntikkan ke hati pasien.
Sayangnya, beberapa partikel tidak hanya masuk ke dalam sel hati, sebagaimana mestinya, tetapi juga ke dalam sejumlah besar makrofag - sel besar yang "menjaga" sistem kekebalan tubuh, serta ke dalam sel dendritik, yang memberi tahu invasi terakhir. agen asing. Sistem kekebalan segera mulai menghancurkan semua sel yang terinfeksi, dan proses yang kejam ini akhirnya membunuh pasien.
Tingkat keparahan respons imun membuat para peneliti takjub. Tak satu pun dari 17 relawan lainnya mengalami hal serupa. Diketahui bahwa adenovirus dapat menyebabkan reaksi kekebalan, namun selain insiden yang melibatkan seekor monyet yang disuntik dengan adenovirus yang sedikit berbeda dari yang dijelaskan di atas, kasus Gelsinger merupakan kasus yang unik. “Populasi manusia jauh lebih heterogen dibandingkan populasi hewan,” kata James Wilson dari University of Pennsylvania, yang mengembangkan sistem pengiriman gen yang ditargetkan yang digunakan dalam uji klinis Gelsinger. “Dan dalam kasus kami, satu pasien memiliki perbedaan yang signifikan dalam beberapa hal. dari yang lain." Mungkin tragedi ini tidak akan terjadi jika dosis virusnya lebih kecil – bukan satu triliun partikel, tapi beberapa miliar. Kelemahan lainnya adalah baik pasien maupun kerabatnya tidak diberitahu tentang kematian monyet tersebut dalam tes serupa, dan tidak ada yang tahu keputusan apa yang akan mereka ambil jika mereka mengetahui kejadian tersebut.
Tragedi yang menimpa Gelsinger bukanlah yang terakhir. Segera upaya dilakukan untuk menghilangkan patologi lain menggunakan terapi gen - imunodefisiensi gabungan parah XI (SCID-X1). 20 anak mengikuti tes; Lima di antaranya menderita leukemia, satu anak meninggal. Dan sekali lagi sistem pengiriman yang harus disalahkan pada kasus ini vektor lain digunakan - retrovirus, yang memasukkan gen target langsung ke dalam DNA seluler. Lokasi pastinya dalam genom sedikit berbeda, dan terkadang mereka diaktifkan di dekat onkogen, yang menyebabkan kanker dalam kondisi tertentu.
Meninjau kembali teknologi
Konsekuensi tragis dari penggunaan retro dan adenovirus sebagai vektor memaksa kita untuk beralih ke vektor lain. Hasilnya, dua virus dipilih.
Yang pertama, virus terkait adeno (AAV), tidak menyebabkan infeksi apa pun pada manusia. Sebagian besar dari kita pernah menjadi pembawa penyakit ini dalam hidup kita, dan karena itulah sistem kekebalan tubuh tidak akan bereaksi ketika virus tersebut bertindak sebagai vektor. AAV memiliki fitur lain yang membantu meminimalkan risiko efek samping: ia hadir dalam banyak variasi (serotipe), yang masing-masing lebih suka menginfeksi sel-sel organ atau jaringan “nya”. Jadi, untuk AAV2 ini adalah mata, untuk AAV8 - hati, untuk AAV9 - otot jantung dan otak. Dimungkinkan untuk memilih varian virus yang optimal untuk bagian tubuh target dan meminimalkan respon imun dan efek yang tidak diinginkan lainnya. Selain itu, AAVue menyertakannya materi genetik ke dalam genom sel inang, dan karena itu tidak dapat menyebabkan kanker dengan mengaktifkan onkogen secara acak.
Virus terkait adeno pertama kali diuji kemampuannya dalam mengirimkan materi genetik ke jaringan yang diinginkan pada tahun 1996. Pengujian dilakukan pada sukarelawan yang menderita fibrosis kistik. Sejak itu, 11 serotipe virus ini telah diidentifikasi, dan ratusan vektor yang aman dan selektif telah dibuat dari komponen-komponennya. Saat ini, pembawa virus AAV sedang diuji untuk penggunaan terapi gen pada patologi seperti penyakit Parkinson dan Alzheimer, serta hemofilia, distrofi otot, gagal jantung dan kebutaan.
Yang mengejutkan, virus kedua adalah versi lemah dari human immunodeficiency virus, agen penyebab AIDS. Mari kita lupakan sejenak reputasi buruknya dan fokus pada kelebihannya sebagai vektor. HIV adalah anggota genus Lentivirus dari keluarga rstrovirus. Ini mempengaruhi sel-sel sistem kekebalan tubuh dan - yang sangat penting - tidak mengaktifkan onkogen.
Jika kita menghilangkan gen yang bertanggung jawab atas efek mematikan HIV, kita akan mendapatkan vektor unggul dengan berbagai kemampuan. Demikian kata Stuart Naylor, mantan direktur ilmiah perusahaan Inggris Oxford Biomedica. Berbeda dengan AAV yang lebih kecil, HIV yang “dinetralkan” cocok untuk mentransfer beberapa gen sekaligus. Ini tidak beracun dan tidak menyebabkan reaksi kekebalan. Lentivirus, yang tidak mampu menyebabkan infeksi, sedang diuji kemungkinan penggunaannya untuk menghilangkan berbagai patologi, khususnya adenoleukodystrophy. Saat ini, beberapa anak laki-laki dengan diagnosis ini dapat kembali bersekolah berkat terapi gen.
Sejalan dengan uji klinis menggunakan HIV AAVn, upaya sedang dilakukan untuk memodifikasi vektor virus yang lebih tua sehingga dapat digunakan dalam keadaan tertentu. Jadi, retrovirus (kecuali HIV) dimodifikasi secara genetik sehingga tidak menyebabkan leukemia.
Bahkan adenovirus, yang penggunaannya menyebabkan kematian Gelsinger, belum sepenuhnya ditolak. Sekarang obat ini hanya disuntikkan ke bagian tubuh yang kecil kemungkinannya menimbulkan reaksi kekebalan. Salah satu kemungkinan penerapannya adalah terapi gen untuk xerotomi (mulut kering) pada pasien yang terkena radiasi kanker di area kepala dan leher. di mana mereka rusak kelenjar ludah.
National Institutes of Health sedang melakukan uji klinis (melibatkan sejumlah kecil sukarelawan) dari pendekatan yang didasarkan pada pengenalan gen ke dalam sel terkait yang memediasi pembentukan saluran untuk aliran air ke kelenjar ludah. Karena yang terakhir berukuran kecil dan kurang lebih terisolasi, dan dosis virusnya 1.000 kali lebih kecil dari yang pernah diterima Gelsinger, kemungkinan reaksi kekebalan yang terlalu kuat dapat diminimalkan. Partikel virus yang tidak mencapai sel target, menurut pengembangnya, harus dihancurkan dalam air liur, diludahkan, atau ditelan, yang sekali lagi mengurangi risiko berkembangnya reaksi kekebalan. Sejak tahun 2006, metode ini telah memperbaiki kondisi 11 pasien secara signifikan.
Target baru
Terinspirasi oleh keberhasilan tersebut, ahli genetika medis memperluas cakupan terapi gen dan mencoba menggunakannya untuk menghilangkan cacat genetik non-keturunan.
Oleh karena itu, Universitas Pennsylvania telah menggunakan pendekatan ini dalam memerangi salah satu kanker paling umum pada anak-anak - leukemia limfoblastik akut (ALL). Untuk sekitar 20% anak-anak dengan diagnosis ini, kemoterapi tradisional tidak membantu.
Terapi gen dalam kasus seperti ini sangat kompleks dan bergantung pada penggunaan reseptor antigen chimeric (CARs). Seperti chimera dalam mitologi Yunani kuno, yang terdiri dari bagian tubuh hewan yang berbeda, reseptor ini merupakan kompleks dari dua komponen sistem kekebalan yang biasanya tidak ditemukan di dalam tubuh. Sel T yang melekat padanya memperoleh kemampuan untuk mencari protein spesifik yang terkandung dalam sel leukemia dalam jumlah lebih banyak dari biasanya, dan menghancurkan sel abnormal. Subjek pertama adalah pasien dewasa dengan leukemia kronis: Hasil yang diperoleh cukup menggembirakan. Hasil uji coba pada anak-anak yang sakit melebihi semua harapan.
Ketika Emily Whitehead didiagnosis menderita leukemia pada Mei 2010, dia berusia sembilan tahun. Dua rangkaian kemoterapi tidak membuahkan hasil. Pada musim semi tahun 2012, mereka melakukan pengobatan ketiga, yang bisa saja membunuh orang dewasa, namun gadis tersebut selamat, meskipun ia mengalami masalah pada ginjal, hati dan limpa. Menurut dokter yang merawat Bruce Levine. "Emily berada di ambang kematian."
Kemudian mereka mengambil darahnya, mengisolasi sel T dan menyuntiknya dengan lentivirus. ke dalam genom siapa gen target sebelumnya dimasukkan. Setelah menyuntikkan kembali sel T chimeric ke dalam tubuh pasien, kondisinya mulai membaik dengan cepat. Setelah tiga minggu, 25% sel T sumsum tulangnya dimodifikasi secara genetik dan mulai berburu sel kanker. “Pada bulan April gadis itu menjadi botak total. “kenang Levin, “dan pada bulan Agustus, ia telah memperoleh penampilan sebelumnya dan siap untuk sekolah.”
Sel T yang dimodifikasi kemungkinan besar tidak akan berfungsi selama sisa hidupnya, namun prosedur ini selalu dapat diulang. Sedangkan gadis cantik berambut coklat tebal ini bebas sel kanker. Pada musim gugur tahun 2013, beberapa kelompok ahli genetika medis melaporkan penggunaan teknik CAR untuk mengobati 120 pasien dengan bentuk leukemia yang sama seperti Emily Whitehead, serta bentuk lainnya. Lima orang dewasa dan 19 dari 22 anak-anak mengalami remisi.
Prospek
Kini para peneliti terapi gen menghadapi tantangan lain: mereka perlu mendapatkan persetujuan dari Badan Pengawas Obat dan Makanan (FDA) untuk menggunakan sistem vektor yang lebih aman dari sebelumnya di klinik. Uji klinis fase III perlu dilakukan dengan melibatkan sekelompok besar sukarelawan. Ini biasanya memakan waktu satu hingga lima tahun. Pada akhir tahun 2013, sekitar 5% dari 2.000 uji coba telah mencapai fase ini. Pencipta metode pengobatan menggunakan terapi gen untuk pasien yang menderita penyakit Leber (kehilangan penglihatan bilateral yang disebabkan oleh mutasi pada DNA mitokondria: Haas yang berusia delapan tahun menderita patologi ini) telah maju lebih jauh dari yang lain. Beberapa lusin pasien telah berhasil mendapatkan kembali penglihatannya menggunakan terapi gen.
Terapi gen adalah salah satu bidang kedokteran yang berkembang pesat, yang melibatkan pengobatan seseorang dengan memasukkan gen sehat ke dalam tubuh. Selain itu, menurut para ilmuwan, dengan bantuan terapi gen, gen yang hilang dapat ditambahkan, diperbaiki atau diganti, sehingga meningkatkan fungsi tubuh pada tingkat sel dan menormalkan kondisi pasien.
Menurut para ilmuwan, 200 juta orang di planet ini saat ini merupakan kandidat potensial untuk terapi gen, dan angka ini terus bertambah. Dan sungguh menggembirakan bahwa beberapa ribu pasien telah menerima pengobatan untuk penyakit yang tidak dapat disembuhkan sebagai bagian dari uji coba yang sedang berlangsung.
Pada artikel ini kita akan membahas tentang tugas apa yang ditetapkan oleh terapi gen, penyakit apa yang dapat diobati dengan metode ini, dan masalah apa yang harus dihadapi para ilmuwan.
Di mana terapi gen digunakan?
Terapi gen awalnya dirancang untuk memerangi penyakit bawaan yang parah seperti penyakit Huntington, fibrosis kistik, dan penyakit menular tertentu. Namun, tahun 1990, ketika para ilmuwan berhasil memperbaiki gen yang rusak dan, dengan memasukkannya ke dalam tubuh pasien, mengalahkan fibrosis kistik, menjadi tahun yang benar-benar revolusioner dalam bidang terapi gen. Jutaan orang di seluruh dunia telah menerima harapan untuk pengobatan penyakit yang sebelumnya dianggap tidak dapat disembuhkan. Meskipun terapi semacam itu masih dalam tahap awal perkembangannya, potensinya sangat mengejutkan bahkan di dunia ilmiah.
Misalnya, selain fibrosis kistik, ilmuwan modern telah membuat kemajuan dalam memerangi patologi keturunan seperti hemofilia, enzimopati, dan defisiensi imun. Selain itu, pengobatan gen memungkinkan untuk melawan beberapa penyakit onkologis, serta patologi jantung, penyakit pada sistem saraf, dan bahkan cedera, misalnya kerusakan saraf. Jadi, terapi gen menangani penyakit dengan perjalanan penyakit yang sangat parah yang menyebabkan kematian dini dan seringkali tidak mendapat pengobatan lain selain terapi gen.
Prinsip pengobatan gen
Sebagai zat aktif digunakan dokter informasi genetik, dan tepatnya, molekul yang merupakan pembawa informasi tersebut. Kurang umum digunakan untuk ini asam nukleat RNA, dan lebih sering - sel DNA.
Setiap sel memiliki apa yang disebut "mesin fotokopi" - suatu mekanisme yang digunakan untuk menerjemahkan informasi genetik menjadi protein. Sel yang memiliki gen yang benar dan mesin fotokopi bekerja tanpa kegagalan adalah sel yang sehat dari sudut pandang terapi gen. Setiap sel yang sehat memiliki seluruh perpustakaan gen asli, yang digunakannya untuk berfungsinya seluruh organisme dengan benar dan harmonis. Namun, jika karena alasan tertentu suatu gen penting hilang, kehilangan tersebut tidak mungkin dipulihkan.
Hal ini menjadi penyebab berkembangnya penyakit genetik yang serius, seperti distrofi otot Duchenne (dengan itu, pasien mengalami kelumpuhan otot, dan dalam banyak kasus ia tidak dapat hidup sampai usia 30 tahun, meninggal karena henti napas). Atau situasi yang tidak terlalu fatal. Misalnya, “kerusakan” gen tertentu menyebabkan protein berhenti menjalankan fungsinya. Dan ini menjadi penyebab berkembangnya penyakit hemofilia.
Dalam salah satu kasus di atas, terapi gen dapat membantu, yang tugasnya adalah mengirimkan salinan normal gen ke sel yang sakit dan menempatkannya di “mesin fotokopi” seluler. Dalam hal ini, fungsi sel akan meningkat, dan mungkin fungsi seluruh tubuh akan dipulihkan, berkat itu seseorang akan terbebas dari penyakit serius dan dapat memperpanjang hidupnya.
Penyakit apa saja yang bisa diobati dengan terapi gen?
Seberapa besar terapi gen benar-benar membantu seseorang? Menurut para ilmuwan, ada sekitar 4.200 penyakit di dunia yang muncul akibat gangguan fungsi gen. Dalam hal ini, potensi bidang kedokteran ini sungguh luar biasa. Namun, yang lebih penting adalah apa yang telah dicapai para dokter selama ini. Tentu saja, ada banyak kesulitan dalam perjalanan ini, namun saat ini sejumlah kemenangan lokal dapat diidentifikasi.
Misalnya, ilmuwan modern sedang mengembangkan pendekatan untuk mengobati penyakit jantung koroner melalui gen. Tapi ini adalah penyakit yang sangat umum dan menyerang banyak orang lebih banyak orang, Bagaimana patologi bawaan. Pada akhirnya, orang tersebut dihadapkan dengan penyakit koroner, mendapati dirinya dalam keadaan di mana terapi gen bisa menjadi satu-satunya penyelamatnya.
Selain itu, saat ini patologi yang terkait dengan kerusakan sistem saraf pusat diobati dengan bantuan gen. Ini adalah penyakit seperti lateral sklerosis amiotrofik, penyakit Alzheimer atau penyakit Parkinson. Menariknya, untuk mengobati penyakit-penyakit tersebut, digunakan virus yang cenderung menyerang sistem saraf. Jadi, dengan bantuan virus herpes, sitokin dan faktor pertumbuhan dikirim ke sistem saraf, memperlambat perkembangan penyakit. Ini adalah contoh yang mencolok tentang bagaimana virus patogen yang biasanya menyebabkan penyakit diproses di laboratorium, dihilangkan protein pembawa penyakitnya, dan digunakan sebagai kaset yang mengirimkan zat penyembuh ke saraf dan dengan demikian bertindak untuk kepentingan kesehatan, memperpanjang umur manusia. kehidupan.
Penyakit keturunan serius lainnya adalah kolesterolemia, yang menyebabkan tubuh manusia tidak mampu mengatur kolesterol, akibatnya lemak menumpuk di dalam tubuh, dan risiko serangan jantung dan stroke meningkat. Untuk mengatasi masalah ini, para spesialis membuang sebagian hati pasien dan memperbaiki gen yang rusak, sehingga menghentikan penumpukan kolesterol lebih lanjut di dalam tubuh. Gen yang dikoreksi kemudian ditempatkan ke dalam virus hepatitis yang dinetralkan dan dikirim kembali ke hati.
Baca juga:
Ada perkembangan positif dalam perang melawan AIDS. Bukan rahasia lagi bahwa AIDS disebabkan oleh human immunodeficiency virus yang merusak sistem kekebalan tubuh dan membuka pintu masuknya penyakit mematikan ke dalam tubuh. Ilmuwan modern sudah mengetahui cara mengubah gen agar tidak melemahkan sistem kekebalan tubuh, dan mulai memperkuatnya untuk melawan virus. Gen-gen tersebut diperkenalkan melalui darah, melalui transfusi darah.
Terapi gen juga bekerja melawan kanker, khususnya kanker kulit (melanoma). Perawatan pasien tersebut melibatkan pengenalan gen dengan faktor nekrosis tumor, mis. gen yang mengandung protein antitumor. Selain itu, uji coba saat ini sedang dilakukan untuk pengobatan kanker otak, di mana pasien yang sakit disuntik dengan gen yang mengandung informasi untuk meningkatkan sensitivitas sel ganas terhadap obat yang digunakan.
Penyakit Gaucher adalah penyakit keturunan parah yang disebabkan oleh mutasi pada gen yang menekan produksi enzim khusus, glukoserebrosidase. Pada orang yang menderita penyakit yang tidak dapat disembuhkan ini, limpa dan hati membesar, dan seiring dengan perkembangan penyakit, tulang mulai rusak. Para ilmuwan telah berhasil melakukan percobaan untuk memasukkan gen yang mengandung informasi tentang produksi enzim ini ke dalam tubuh pasien tersebut.
Berikut contoh lainnya. Bukan rahasia lagi bahwa orang buta kehilangan kemampuan untuk melihat gambaran visual selama sisa hidupnya. Salah satu penyebab kebutaan bawaan adalah apa yang disebut atrofi Leber, yang pada dasarnya adalah mutasi gen. Hingga saat ini, para ilmuwan telah memulihkan kemampuan penglihatan 80 orang buta menggunakan adenovirus yang dimodifikasi yang mengirimkan gen yang “berfungsi” ke jaringan mata. Ngomong-ngomong, beberapa tahun lalu para ilmuwan berhasil menyembuhkan buta warna pada monyet percobaan dengan memasukkan gen manusia yang sehat ke dalam retina mata hewan tersebut. Dan baru-baru ini, operasi semacam itu memungkinkan pasien pertama menyembuhkan buta warna.
Biasanya cara penyampaian informasi genetik dengan menggunakan virus adalah yang paling optimal, karena virus sendiri yang menemukan targetnya di dalam tubuh (virus herpes pasti menemukan neuron, dan virus hepatitis akan menemukan hati). Namun, metode ini pengiriman gen memiliki kelemahan yang signifikan - virus bersifat imunogenik, yang berarti bahwa ketika mereka masuk ke dalam tubuh, mereka dapat dihancurkan oleh sistem kekebalan sebelum mereka sempat bekerja, atau bahkan menyebabkan respons imun yang kuat dari tubuh, hanya memperburuk keadaan. kesehatan.
Ada metode lain untuk menyampaikan materi gen. Ini adalah molekul DNA melingkar atau plasmid. Ia berputar sempurna, menjadi sangat kompak, yang memungkinkan para ilmuwan untuk “mengemasnya” menjadi polimer kimia dan memasukkannya ke dalam sel. Berbeda dengan virus, plasmid tidak menimbulkan respon imun dalam tubuh. Namun cara ini kurang cocok karena setelah 14 hari, plasmid dikeluarkan dari sel dan produksi protein berhenti. Artinya, dengan cara ini gen harus dimasukkan dalam jangka waktu yang lama hingga sel “pulih”.
Oleh karena itu, para ilmuwan modern memiliki dua metode ampuh untuk mengirimkan gen ke sel yang “sakit”, dan penggunaan virus tampaknya lebih disukai. Bagaimanapun, keputusan akhir mengenai pilihan metode tertentu dibuat oleh dokter, berdasarkan reaksi tubuh pasien.
Tantangan yang dihadapi terapi gen
Kita dapat menarik kesimpulan tertentu bahwa terapi gen adalah bidang kedokteran yang sedikit dipelajari dan terkait dengannya jumlah besar kegagalan dan efek samping, dan ini adalah kelemahan besarnya. Namun, ada juga masalah etika, karena banyak ilmuwan yang dengan tegas menentang campur tangan dalam struktur genetik tubuh manusia. Itulah sebabnya saat ini terdapat larangan internasional terhadap penggunaan sel germinal, serta sel germinal pra-implantasi, dalam terapi gen. Hal ini dilakukan untuk mencegah perubahan dan mutasi gen yang tidak diinginkan pada keturunan kita.
Jika tidak, terapi gen tidak melanggar standar etika apa pun, karena terapi ini dirancang untuk melawan penyakit serius dan tidak dapat disembuhkan di mana pengobatan resmi tidak berdaya. Dan inilah keuntungan terpenting dari pengobatan gen.
Jaga dirimu!
Artikel untuk kompetisi “bio/mol/teks”: « Misha lahir pada 12 Februari anak yang sehat. Namun pada usia 1,5 bulan, saya mulai memperhatikan bahwa di semua foto bayi mengambil posisi yang sama, seolah kakinya tidak bergerak. Dalam beberapa minggu mereka mendiagnosis kami, bersimpati kepada kami dan menyarankan kami untuk mulai membuat perencanaan sejenak, anak yang sehat " Karena kombinasi gen yang fatal, Misha, seperti anak-anak lain yang mengidap penyakit ini, terpaksa melakukannya hidup yang singkat berjuang untuk setiap gerakan. Berjuang mati-matian, sekuat tenaga, namun pada akhirnya kalah. Atrofi otot tulang belakang (SMA) adalah salah satu kelainan genetik yang masih belum dapat dilawan oleh umat manusia. Namun, keberhasilan terapi gen, yang diamati oleh dunia medis saat ini, dapat mengubah SMA dan patologi herediter parah lainnya ke dalam kategori penyakit yang dapat disembuhkan. Selain itu, penyakit ini dapat disembuhkan di dalam rahim.
Sponsor umum kompetisi ini adalah perusahaan Diaem: pemasok peralatan, reagen, dan bahan habis pakai terbesar untuk penelitian dan produksi biologi.
Penghargaan penonton disponsori oleh Medical Genetics Center.
Sponsor "Buku" kompetisi - "Alpina Non-Fiksi"
Alam membuat kesalahan, manusia mengoreksi
Konsep terapi gen itu elegan dan indah, seperti semua hal cerdik lainnya. Ini terdiri dari penyampaian materi genetik yang sehat ke dalam sel menggunakan sistem vektor untuk menggantikan gen yang “salah” yang terkait dengan berbagai penyakit (Gbr. 1).
“Biomolecule” telah menulis secara rinci tentang kemungkinan terbukanya terapi gen dalam pengobatan kanker dan kelainan keturunan, khususnya retinitis pigmentosa.
Dan jika di tahun 80-an abad yang lalu, ketika mereka mulai berbicara cukup keras tentang terapi gen, teorinya bagi banyak orang tampaknya merupakan kelanjutan dari skenario film “Back to the Future”, tetapi hari ini telah menjadi kenyataan, membuka prospek baru yang benar-benar tak terbatas.
Namun, jelas bahwa terapi gen memiliki sejumlah keterbatasan, terutama jika menyangkut penyakit keturunan. Pertama-tama, proses patologis dalam kasus seperti itu bisa dimulai di dalam rahim. Pada saat penyakit ini akhirnya didiagnosis—terkadang bertahun-tahun setelah bayi lahir—kerusakan permanen pada sel dan organ mungkin telah terjadi, sehingga secara signifikan membatasi atau menghilangkan pilihan terapi.
Peluang untuk mengatasi masalah ini muncul berkat diagnostik prenatal modern, yang memungkinkan deteksi cacat kromosom pada tahap awal kehamilan. Dengan memperoleh materi janin menggunakan teknik invasif, penyakit genetik dapat didiagnosis dengan cepat dan andal. Dan dalam kasus hemoglobinopati, kebutuhan akan manipulasi invasif hilang sama sekali: untuk mengidentifikasinya, cukup dengan memeriksa DNA janin yang diperoleh dari sel darah ibu.
Teknik diagnostik prenatal modern yang dikombinasikan dengan kemajuan dalam terapi gen memberikan peluang unik untuk memperbaiki “kesalahan” alam dan melakukan intervensi dalam proses patologis sebelum kerusakan sel permanen. Berikan pengobatan berbagai penyakit bayi dalam kandungan atau setidaknya menghambat perkembangan penyakit, kemungkinan besar bisa terapi gen janin, atau terapi gen janin.
Ide terapi gen janin bukanlah hal baru: hanya beberapa tahun setelah upaya pertama terapi gen pada orang dewasa, pada tahun 1994, para peneliti mulai secara serius mendiskusikan penggunaan teknik inovatif dalam rahim. Saat ini, ketika pengobatan penyakit genetik di dalam rahim hampir berubah dari prospek yang fantastis menjadi kenyataan, banyak karya telah diterbitkan yang membahas terapi gen janin dan kelebihannya dibandingkan terapi gen pada orang dewasa.
Sebelum melahirkan vs setelah melahirkan
Mengantisipasi pertanyaan tentang kelayakan koreksi kelainan genetik intrauterin, mari kita segera fokus pada keuntungan terapi gen janin dibandingkan dengan terapi gen pascakelahiran.
Berbagai efek pada organ dan sistem
Diketahui bahwa pada banyak penyakit genetik (misalnya, epidermolisis bulosa atau fibrosis kistik), akan sangat sulit untuk mempengaruhi hubungan utama dalam proses patologis segera setelah lahir. Koreksi gen mutan pada janin yang sedang berkembang memungkinkan Anda meningkatkan populasi sel induk dengan cepat, menyediakan sejumlah besar sel yang ditransfusikan dan, sebagai konsekuensinya, efek terapeutik yang nyata.
Produksi sederhana dari vektor klinis yang membawa materi genetik
Dosis vektor virus yang digunakan untuk mentransfer materi genetik bergantung pada berat badan. Karena ukuran janin yang kecil, biodistribusi vektor yang jauh lebih tinggi dapat dicapai dengan dosis yang sama seperti selama terapi gen untuk orang dewasa. Ini menghemat waktu dan uang. Data komparatif sederhana membantu kita membayangkan betapa signifikan penghematan yang terjadi: misalnya, janin pada usia kehamilan 14-16 minggu (masa optimal untuk induksi vektor) memiliki berat sekitar 100 g, sedangkan berat badan rata-rata orang dewasa adalah sekitar 60 kg.
Meningkatkan efektivitas terapi karena respon imun yang tidak lengkap
Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa imunitas humoral terhadap adenovirus dan virus terkait adeno (AAVs) (Gambar 2) dari serotipe tertentu yang biasa digunakan sebagai vektor dapat mengakibatkan kegagalan ekspresi transgen. Hal ini mungkin menjadi salah satu hambatan penting bagi keberhasilan transplantasi.
Sekitar 50% orang dewasa yang memiliki respons imun terhadap vektor virus ini berisiko. Tetapi bahkan tanpa adanya sensitivitas, pemberian vektor pada orang dewasa sering kali mengarah pada pengembangan respon imun yang mengurangi durasi dan tingkat ekspresi transgen. Jadi, setelah injeksi intramuskular vektor adenoviral dengan gen protein distrofin Tikus dewasa dengan distrofi otot Duchenne mengembangkan antibodi terhadap distrofin, yang berhubungan dengan penurunan efisiensi ekspresi yang signifikan. Pada saat yang sama, janin di dalam rahim masih belum matang secara imunologis, sehingga memungkinkan pengiriman vektor virus dan produk transgen tanpa batasan yang disebabkan oleh respons imun.
Keuntungan nyata dari terapi janin dibandingkan dengan koreksi pascakelahiran membuatnya lebih bermanfaat efisiensi tinggi dan kelayakannya, terutama untuk penyakit parah yang mengancam jiwa. Bahkan dalam kasus dimana penyembuhan total tidak dapat dicapai, terapi gen janin dapat mempengaruhi bagian patologis penyakit, meringankan perjalanan penyakit dan meningkatkan prognosis. Oleh karena itu, ini mungkin menjadi satu-satunya alternatif terapi untuk mengakhiri kehamilan bagi ribuan keluarga. Selain itu, jumlah penyakit yang berpotensi dikendalikan ketika terapi gen janin diperkenalkan ke dalam praktik klinis sangatlah banyak.
Prospek dan peluang
Terapi gen janin diyakini mampu mengendalikan banyak patologi berbahaya. Hanya sebagian kecil saja yang disajikan pada Tabel 1.
| Penyakit | Obat terapi gen | Sel dan/atau organ sasaran | Usia timbulnya penyakit | Prevalensi | Masa hidup |
|---|---|---|---|---|---|
| Fibrosis kistik | CFTR (regulator transmembran) | Sel epitel saluran pernapasan dan usus | Trimester ketiga kehamilan | 1:4000 | Sekitar 35 tahun |
| Distrofi otot Duchenne | Distrofin | Miosit | 2 tahun | 1:4500 | 25 tahun |
| Atrofi otot tulang belakang | protein SMN | Neuron motorik | 6 bulan (tipe I) | 1:10 000 | 2 tahun |
| Hemofilia | Faktor pembekuan VIII atau IX | Hepatosit | 1 tahun | 1:6000 | |
| Thalassemia beta | Globin | Prekursor sel darah merah | Hingga satu tahun | 1:2700 | Hingga 20 tahun |
| Penyakit Gaucher | Glukoserebrosidase | Hepatosit | 9,5 tahun | 1:59 000 | Kurang dari 2 tahun |
| Cacat siklus urea | Transkarbamilase ornitin | Hepatosit | 2 hari | 1:30 000 | 2 hari |
| Epidermolisis bulosa | Kolagen tipe VII | Keratinosit | Kelahiran | 1:40 000 | Dengan terapi yang tepat, harapan hidup normal |
| Ensefalopati iskemik hipoksia | Faktor neurotropik | Neuron kortikal | Kelahiran | 1:1000 | Dengan terapi yang tepat, harapan hidup normal |
| Pembatasan pertumbuhan intrauterin yang parah | Faktor pertumbuhan plasenta | Trofoblas | Janin | 1:500 | Beberapa hari |
Selain itu, patologi yang diperkirakan dapat dikendalikan dengan terapi janin meliputi:
- Gangguan imunodefisiensi- sindrom limfosit telanjang, hipoplasia tulang rawan, sindrom Chediak-Higashi, penyakit granulomatosa kronis, sindrom Kostman, defisiensi adhesi leukosit, sindrom Omenn, sindrom Wiskott-Aldrich.
- Hemoglobinopati- Penyakit Rh, porfiria eritropoietik kongenital.
- Penyakit yang berhubungan dengan defisiensi aktivitas enzim- Penyakit Gaucher, penyakit Krabbe, leukodistrofi metakromatik, mukopolisakarida, penyakit Wolman, penyakit Niemann-Pick.
- Lainnya- diskeratosis kongenital, limfohistiokistosis hemafagositik familial, osteopetrosis infantil, sindrom Shwachman-Diamond, dll.
Daftar penyakit yang mungkin dapat dijangkau oleh terapi gen janin sungguh menakjubkan: mungkin, teknik ini akan memungkinkan intervensi di area yang sebelumnya berada di luar kendali manusia. proses patologis disebabkan oleh penyakit monogenik. Jumlah mereka, menurut Organisasi Kesehatan Dunia, mencapai sepuluh ribu. Namun demikian, penting untuk mempertimbangkan adanya sejumlah keterbatasan, dan terutama risiko bagi ibu dan janin yang terkait dengan terapi gen intrauterin.
Ketakutan dan risiko
Risiko spesifik transfer gen pralahir pada dasarnya berbeda dengan risiko spesifik terapi gen pascakelahiran. Ini termasuk efek samping jangka pendek dan efek pascakelahiran jangka panjang. Relevansinya diperburuk oleh fakta bahwa secara hipotetis, ekspresi gen janin dapat mempunyai efek yang tidak terduga pada perkembangan prenatal dan postnatal.
Pertama-tama, prosedur pemindahan itu sendiri berhubungan langsung dengan peningkatan kemungkinan keguguran, korioamnionitis dan lahir prematur. Penelitian telah mendokumentasikan reaksi inflamasi terhadap vektor, khususnya infiltrasi hati dan nekrosis hati pada terapi gen janin domba.
Keberhasilan terapi gen janin dapat dilawan oleh respon imun janin, dan hal ini membawa risiko tertentu pada hasil akhirnya. Respon humoral dan seluler terhadap masuknya vektor atau protein transgenik melalui sistem transduksi sel dapat menghilangkan produk transfer atau menetralisir ekspresi transgen. Pada saat yang sama, penelitian telah menunjukkan ketergantungan kekuatan respon imun pada usia kehamilan. Reaksi imun yang signifikan terhadap masuknya vektor lentiviral pada tahap awal dan pertengahan kehamilan tidak dicatat, sedangkan tanggapan humoral yang kuat terhadap antigen kapsid diamati dengan masuknya vektor adenoviral pada tahap akhir.
Salah satu masalah yang sangat penting dalam terapi gen janin adalah potensi risiko yang timbul saat mentransmisikan rangkaian DNA donor ke janin. Karena integrasi vektor ke dalam sel germinal cenderung terjadi secara acak, secara teoritis hal ini dapat menimbulkan konsekuensi yang sangat buruk bagi janin. Faktanya, seorang anak yang menerima materi genetik donor di dalam rahim akan terlahir sebagai seorang mutan. Komponen etis dari terapi gen mengkhawatirkan pikiran para ilmuwan dan teolog. Yang terakhir ini, sejak kelahiran domba paling terkenal dalam sejarah ilmu pengetahuan, telah memperingatkan tentang bahaya campur tangan dalam rencana Tuhan terhadap umat manusia.
Lain aspek penting disebabkan oleh kemungkinan mutagenesis pada sel janin, yang menyebabkan cacat pada gen fungsional apa pun, yang pada akhirnya dapat menjadi penyebab penyakit genetik baru yang didapat atau tumor ganas. Kemungkinan ini tampaknya lebih mungkin terjadi mengingat bukti dari penelitian pada tikus yang menunjukkan bahwa ekspresi gen pada embrio tikus memicu perkembangan tumor hati.
Dalam konteks ini, hasil dari dua penelitian yang menunjukkan perkembangan efek samping yang serius setelah terapi gen yang berhasil untuk imunodefisiensi gabungan terkait-X mungkin bukan suatu kebetulan: dalam kasus pertama, manifestasi penyakit limfoproliferatif monoklonal dicatat, dan dalam kasus pertama, manifestasi penyakit limfoproliferatif monoklonal dicatat, dan dalam kasus kedua, proliferasi sel T alfa/beta. Dalam kasus pertama dan kedua, vektor retroviral diintegrasikan di dekat gen LMO2 dalam proliferasi sel T.
Secara teoritis terapi gen ex vivo mungkin lebih aman daripada secara alami suntikan vektor pada janin. Meskipun hal ini tidak mengecualikan kemungkinan mutagenesis pada sel yang ditransduksi secara retroviral secara in vitro, masuknya mutagen dapat lebih mudah dideteksi dan dikendalikan. Namun sayangnya, komplikasi ini tidak dapat sepenuhnya dikesampingkan.
Terakhir, terapi gen janin meningkatkan kerentanan sel janin terhadap transduksi. Transduksi retroviral tingkat rendah ke dalam progenitor sel germinal diamati pada gonad jantan dan betina setelah injeksi vektor secara intraperitoneal ke dalam embrio domba dan monyet. Analisis faktor-faktor yang menyebabkan transduksi yang tidak disengaja menunjukkan bahwa kerentanan jaringan embrio terhadapnya bergantung pada usia kehamilan dengan lebih banyak kinerja tinggi transduksi ke tahap awal kehamilan
Dari sudut pandang potensi risikonya, jelas bahwa terapi gen janin dapat menjadi metode yang masuk akal untuk hanya mengobati penyakit genetik parah yang tidak memiliki pilihan koreksi lain. Dan di antara penyakit tersebut, tentu saja, adalah penyakit Gaucher, kemungkinan terapi gen intrauterin yang ditunjukkan dalam sebuah penelitian yang diterbitkan baru-baru ini.
Yang pertama harus diwaspadai: penyakit Gaucher
Pada bulan Juli 2018, majalah Pengobatan Alam menerbitkan hasil penelitian pada tikus yang dipimpin oleh Simon Waddington ( Simon Waddington) dari Institut London kesehatan perempuan. Hasil penelitian menunjukkan efektivitas terapi gen janin dalam pengobatan penyakit neurodegeneratif dan, khususnya, penyakit Gaucher. Ini adalah bentuk paling umum di antara enzimopati herediter langka, yang didasarkan pada defisiensi aktivitas enzim lisosom. glukosaserebrosidase(Gbr. 3), disebabkan oleh mutasi pada gen glukosilceramidase. Tergantung pada sifat mutasinya, bentuk penyakit neuropatik yang parah, yang bermanifestasi sejak masa bayi, dapat berkembang, atau bentuk dengan permulaan yang lebih bertahap dan lebih sedikit. gejala yang parah. Sedangkan bentuk penyakit Gaucher yang lebih ringan merespons dengan baik terapi penggantian, bentuk parahnya tetap mematikan. Tanda-tanda bentuk penyakit Gaucher yang tidak dapat disembuhkan muncul pada bulan-bulan pertama kehidupan dan termasuk hipotonia otot progresif, keterlambatan dan kemunduran perkembangan psikomotorik, dan tanda-tanda neurologis lainnya.
Dalam sebuah penelitian, Waddington et al menunjukkan bahwa injeksi vektor virus terkait adeno 9 (AAV9) intrakranial ke dalam embrio tikus pada hari ke 16 kehamilan menghasilkan peningkatan ekspresi glukosacerebrosidase, yang membalikkan neurodegenerasi. Pada saat yang sama, aktivitas enzim di otak sebanding dengan aktivitas enzim pada tikus sehat. Terlepas dari kenyataan bahwa hewan pengerat yang sakit masih didiagnosis dengan proses inflamasi di otak, perkembangan mereka jauh lebih baik daripada tikus dari kelompok kontrol, yang harus di-eutanasia dua minggu setelah perawatan karena tingkat keparahan penyakitnya.
Tikus yang diobati dengan terapi gen janin hidup setidaknya selama 18 minggu, subur dan mobile. Menariknya, pemberian vektor pascakelahiran juga meringankan penyakit ini, namun kurang efektif dibandingkan ekspresi prenatal.
Karena AAV9 dapat memasuki otak melalui aliran darah, tim Waddington melakukan percobaan lain di mana mereka menyuntikkan vektor dalam dosis yang jauh lebih tinggi bukan ke otak, tetapi langsung ke dalam darah janin tikus. Tikus-tikus tersebut sebagian besar tidak dapat dibedakan dari tikus sehat setelah ekspresi, namun karena mereka hanya hidup selama 55 hari, para ilmuwan tidak dapat menarik kesimpulan tentang efektivitas jangka panjang dari terapi gen intravena.
Eksperimen Waddington adalah pekerjaan paling kompleks hingga saat ini di mana terapi gen janin dilakukan pada hewan. Saat ini tim bekerja dengan perusahaan Terapi Apollo, yang menyatukan upaya tiga universitas Inggris dan tiga universitas terbesar perusahaan farmasi. Waddington dan rekan-rekannya mengejar tujuan baru: kali ini mereka ditugaskan untuk memperoleh data praklinis dan kemungkinan menguji pengobatan pada manusia. Dan sementara mereka yang skeptis merenungkan berbagai kemungkinan untuk menggunakan terapi gen janin pada manusia, yang mungkin secara signifikan dipersempit oleh fakta bahwa penyakit Gaucher tidak termasuk dalam tes prenatal, tim Waddington dengan percaya diri melangkah ke masa depan. Masa depan di mana anak-anak menderita penyakit Gaucher, distrofi otot Duchenne, SMA, dan banyak penyakit langka lainnya, namun sayangnya, penyakit yang tidak dapat disembuhkan saat ini dapat pulih.
literatur
- 12 metode dalam gambar: rekayasa genetika. Bagian II: Alat dan Teknik; Respon imun terhadap vektor terapi gen: pengaruh terhadap fungsi vektor dan mekanisme efektor. Gen Ada. 11 , S10-S17;
- Soyoung C. Gilchrist, Martin P. Ontell, Stefan Kochanek, Paula R. Clemens. (2002). Respon Kekebalan terhadap Distrofin Panjang Penuh Dikirim ke Otot Dmd oleh Vektor Adenoviral Berkapasitas Tinggi. Terapi Molekuler. 6 , 359-368;
- Heather A. Hartman, Avery C. Rossidis, William H. Peranteau. (2018). Terapi Gen In Utero dan Pengeditan Genom. Rep Sel Induk Curr. 4 , 52-60;
- Anna L. David, Donald Peebles. (2008). . Praktik Terbaik & Penelitian Obstetri & Ginekologi Klinis. 22 , 203-218;
- Ringkasan dari bagian depan terapi gen. Strategi baru untuk menetralisir hemofilia;
- Charles Coutell. (2008). Mengapa Perlu Direpotkan?: Apakah Terapi Gen In Utero Sepadan dengan Upaya? . Terapi Molekuler. 16 , 219-220;
- Mike Themis, Simon N. Waddington, Manfred Schmidt, Christof von Kalle, Yoahe Wang, dkk. al.. (2005). Onkogenesis Setelah Pengiriman Vektor Terapi Gen Lentiviral Nonprimata ke Tikus Janin dan Neonatal. Terapi Molekuler. 12 , 763-771;
- Siaran Pers Masyarakat Terapi Gen Eropa (ESGT), Bernd Gansbacher. (2003). Laporan efek samping serius kedua dalam uji klinis terapi gen untuk defisiensi imun gabungan parah terkait-X (X-SCID). J. Gene Med.. 5 , 261-262;
- Giulia Massaro, Citra N.Z. Mattar, Andrew M.S. Wong, Ernestas Sirka, Suzanne M.K. Buckley, dkk. al.. (2018). Terapi gen janin untuk penyakit neurodegeneratif bayi. Nat Med. 24 , 1317-1323.
30 Agustus 2017 Kantor Pengendalian produk makanan dan Badan Pengawas Obat AS (FDA) menyetujui terapi gen pertama di dunia untuk kanker darah. Ini tentang tentang Kymriah (tisagenlecleucel) dari Novartis Pharmaceuticals, yang didasarkan pada teknologi CAR-T dan ditujukan untuk pengobatan leukemia limfoblastik akut sel B pada pasien anak-anak dan dewasa muda di bawah usia 25 tahun yang refrakter terhadap pengobatan lain atau telah kambuh penyakit.
Penggunaan teknologi pengeditan genom CRISPR/Cas9 membuka peluang baru dalam terapi gen. CRISPR/Cas9 memungkinkan Anda mengubah DNA sel dengan sangat tepat dan aman. Dan jika Anda menggabungkan teknologi CRISPR/Cas9 dengan pengiriman menggunakan virus terkait adeno, maka hal ini tampaknya akan memungkinkan Anda untuk mempengaruhi tubuh secara sistemik dan sepenuhnya mengubah genom sejumlah besar sel dengan aman.
Dan pada tahun 2016, ahli genetika dari Duke University (AS) mengumumkan bahwa untuk pertama kalinya dalam sejarah mereka berhasil melakukan terapi gen pada mamalia dewasa (tikus) dan menyembuhkannya dari penyakit genetik yang berhubungan dengan distrofi otot. Untuk tujuan ini, versi modifikasi digunakan secara komparatif teknologi baru Pengeditan gen CRISPR/Cas9. Teknologi pengeditan gen CRISPR/Cas9 melibatkan penggunaan virus terkait adeno untuk membantu mengantarkan materi genetik ke tujuannya. Dengan menggunakan teknologi ini, eksperimen yang berhasil telah dilakukan pada pengeditan gen sel individu dalam tabung reaksi dan embrio sel tunggal. Sayangnya, kemungkinan manipulasi genetik pada embrio manusia masih kontroversial.
CRISPR/Cas telah melampaui semua ekspektasi. Hal ini memungkinkan, dengan jumlah kesalahan yang minimal, untuk “mematikan” gen yang diperlukan dan memasukkan gen baru ke dalam wilayah genom yang ditentukan secara ketat.
Pada bulan Desember 2015, kelompok ilmiah Feng Jang memodifikasi sistem ini sehingga benar-benar bebas dari kesalahan, yang dipublikasikan di jurnal ilmiah terkemuka Science. Para ilmuwan mengganti 3 asam amino, bahan penyusun protein, dalam endonuklease Cas9, setelah itu jumlah kesalahan dalam sistem tersebut berkurang hingga hampir nol.
Penggunaan CRISP/Cas9 sangat relevan untuk terapi gen penuaan, yang memerlukan pengaruh terhadap jalur umur panjang yang umum terjadi pada sebagian besar sel dalam tubuh. Hingga tahun 2015, belum ada satu pun uji klinis terapi gen untuk penuaan yang dilakukan pada manusia, hal ini tidak mengherankan, karena penuaan masih belum diakui sebagai penyakit.
Selain itu, terapi gen untuk penuaan masih merupakan bidang yang sangat muda dan berkembang. Saat ini, semua penelitian tentang terapi gen untuk penuaan dilakukan pada tikus model, tikus, monyet dan kultur sel manusia – sel in vitro.
Semua pendekatan terapi gen untuk penuaan dibagi menjadi pendekatan di mana gen umur panjang dikirimkan ke tubuh, dan pendekatan di mana RNA kecil dimasukkan yang “mematikan” gen atau jalur penuaan. Artinya, dalam kasus pertama, sesuatu yang berguna untuk umur panjang diperkenalkan, dan dalam kasus kedua, sesuatu yang berbahaya dimatikan. Dalam arti sempit, hanya dua penelitian tentang terapi gen penuaan pada mamalia yang dilakukan sebelum tahun 2015.
Lebih banyak lagi model kerja terapi gen pada tikus transgenik. Dalam penelitian semacam itu, gen terapeutik tidak dimasukkan ke dalam tubuh tikus dewasa, tetapi menggunakan rekayasa genetika membuat tikus yang genomnya telah diubah sejak lahir. Seperti terapi gen, terapi ini memungkinkan seseorang untuk mempelajari bagaimana peningkatan atau penurunan aktivitas gen yang berbeda mempengaruhi umur dan penuaan tubuh.
Mari kita lihat apa yang secara teori dapat dilakukan oleh terapi gen dan rekayasa genetika untuk melawan penuaan.
Keuntungan terapi gen dibandingkan metode perpanjangan hidup lainnya
Mengapa kita memerlukan terapi gen jika kita bisa menggunakan obat anti penuaan (geroprotektor)? Dibandingkan dengan pendekatan lain untuk memperpanjang hidup (misalnya, geroprotektor atau pembatasan makanan, memperpanjang hidup hingga 30-50%) cukup melakukan terapi gen sekali seumur hidup, dan pil harus diminum terus-menerus dan tidak dilupakan - jika tidak, hasilnya tidak akan lengkap. Misalnya saja dalam karya Andrzej Bartke tahun 2001 Pembatasan diet memperpanjang umur tikus sebesar 30%. Namun, tikus tersebut mengonsumsi makanan rendah kalori hingga 670 hari berturut-turut—yaitu setiap hari selama separuh hidup mereka! Bagi kebanyakan orang, hal ini tidak realistis. Dan dalam eksperimen terapi gen Maria Blasco (dibahas nanti dalam artikel ini) pada tahun 2012, terapi gen telomerase menghasilkan efek yang sedikit lebih kecil - tikus mulai hidup 20% lebih lama. Namun, dalam penelitian ini, tikus hanya menerima 1 suntikan obat ke dalam darah sepanjang hidup mereka pada usia yang cukup lanjut!Oleh karena itu, jika kita berbicara tentang penerjemahan penelitian perpanjangan hidup pada manusia, maka terapi gen memiliki keunggulan mutlak, karena tidak menurunkan kualitas hidup karena kebutuhan. pengobatan permanen- mengikuti diet tertentu setiap hari atau terus-menerus menggunakan geroprotektor atau obat lain. Terapi gen juga sangat tepat sasaran sehingga memiliki potensi efek samping yang lebih sedikit.
Di samping itu, obat memiliki keterbatasan bioavailabilitas di berbagai jaringan dan organ.
Pengenalan gen telomerase (TERT) pada tikus tipe liar berumur dua tahun (40-50 tahun dalam tahun manusia) dengan satu suntikan meningkatkan panjang telomer dan memperpanjang hidup mereka sebesar 20%.
Ilmuwan menyarankan bahwa ada penghitung pembelahan tertentu dalam sel yang membatasi jumlah totalnya. 10 tahun kemudian, ilmuwan Rusia Alexei Olovnikov mengusulkan mekanisme hipotetis untuk pengoperasian penghitung ini.
Olovnikov berpendapat bahwa ketika sel membelah, ujung kromosom, yang disebut telomer, sedikit memendek. Dan ketika telomer mencapai panjang kritis, sel berhenti membelah dan menua. Selanjutnya, Elizabeth Helen Blackburn, seorang ahli sitogenetika Amerika, menjadi pemenangnya Penghargaan Nobel di bidang fisiologi atau kedokteran tahun 2009 bersama dengan Carol Greider dan Jack Shostak dengan kata-kata “untuk penemuan mekanisme perlindungan kromosom oleh telomer dan enzim telomerase” menurut teori yang dikemukakan pada tahun 1971 oleh Alexei Olovnikov.
Sebaliknya, pada sel yang tidak menua (misalnya, sel induk germinal dan embrio), harus ada enzim yang memanjangkan telomer, sehingga sel dapat membelah hampir tanpa batas. Selain itu, kerusakan pada gen telomerase telah terbukti sangat memperpendek umur hewan model dan menyebabkan perkembangan sindrom penuaan dini - progeria.
Setelah ditemukannya telomerase, puluhan ilmuwan tertarik untuk membuat obat untuk usia tua berdasarkan telomerase. Tampaknya “menghidupkan” telomerase di semua sel dapat membuat tubuh abadi. Namun, kekhawatiran segera muncul karena fakta bahwa sintesis telomerase aktif diamati pada 90% tumor kanker. Timbul pertanyaan: apakah aktivasi telomerase akan menimbulkan risiko transformasi ganas?
Selain itu, penuaan sel ternyata tidak selalu disertai dengan pemendekan telomer. Misalnya pada kasus sel epitel mukosa mulut atau kornea mata manusia. Hal ini menunjukkan bahwa aktivasi telomerase saja mungkin tidak cukup untuk meremajakan seluruh tubuh. Sebelum beralih ke terapi gen, efek telomerase dipelajari pada tikus transgenik. Ternyata jika Anda “menghidupkan” gen TERT di semua sel tikus, harapan hidup meningkat sebesar 40%! Namun aktivitas telomerase yang persisten juga meningkatkan risiko kanker. Oleh karena itu, timbul pertanyaan tentang bagaimana cara mengaktifkan telomerase dalam jangka waktu yang lebih singkat.
Hal inilah yang dilakukan oleh makalah Maria Blasco pada tahun 2012 (lihat grafik). Gen telomerase dikirim ke tubuh tikus menggunakan virus terkait adeno (AAV9), yang mampu melakukan pengiriman sistemik. Virus yang terkait dengan adeno sangat aman: mereka tidak mengintegrasikan gen yang dikirimkan ke dalam genom inang, dan oleh karena itu tidak menyebabkan mutagenesis (tidak ada risiko kanker). Selain itu, mereka hampir tidak memicu respons imun. Pada saat yang sama, terapi dengan gen TERT ternyata sepenuhnya aman: risiko kanker pada tikus tidak meningkat. Tikus berusia dua tahun diberi satu suntikan adenovirus yang disisipkan gen telomerase. Hal ini memperpanjang umur tikus sebesar 20% (seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas). Dan ini, secara teoritis, memungkinkan orang berusia 40-50 tahun untuk memberikan satu suntikan obat tersebut dan memperpanjang hidup 8-12 tahun lagi.
Saat ini, telomerase dapat distimulasi dengan obat-obatan. Sebuah studi menarik di bidang ini dilakukan oleh para ilmuwan dari Universitas Ljubljana (Slovenia) pada tahun 2016 setelah serangkaian uji klinis yang berhasil mengenai peremajaan pembuluh darah dengan valsartan dan fluvastatin dosis rendah. Kali ini mereka mengukur aktivitas telomerase setelah peremajaan pembuluh darah pada sampel darah 130 pasien.
Dengan demikian, kursus satu bulan secara signifikan meningkatkan aktivitas telomerase sebesar 3,28 kali lipat, yang secara signifikan berkorelasi dengan peningkatan fungsi endotel (peremajaan pembuluh darah) dan penurunan peradangan pada pasien. pembuluh darah. Dan yang satu ini peningkatan tingkat Tingkat telomerase bertahan, secara bertahap menurun, selama enam bulan berikutnya. Namun seberapa efektif peningkatan telomerase ini mempengaruhi telomer masih harus ditentukan.
Penting untuk diketahui bahwa telomer belum tentu bisa memperpanjang umur kita jika terapi tersebut tidak dilakukan pada waktu yang tepat dan terlalu lama.
Selain itu, stimulasi telomerase saja tidak dapat memperpanjang telomer. Aktivitas telomerase hampir tidak berubah seiring bertambahnya usia - lihat grafik di sebelah kiri. Namun telomernya masih memendek.
Juga saat ini ada obat di pasaran yang meningkatkan aktivitas telomerase - TA-65. Ini sangat mahal, dan belum terbukti memperpanjang umur tikus dengan cara apapun dalam penelitian. Lihatlah grafik di sebelah kiri. Dalam sebuah penelitian tahun 2011, para ilmuwan di Pusat Kanker Nasional Spanyol memberikan TA-65 kepada tikus berumur dua tahun yang berumur panjang untuk meningkatkan telomerase, serupa dengan penelitian sebelumnya. Hanya pada penelitian sebelumnya tikus disuntik untuk terapi gen. Namun obat TA-65 sama sekali tidak memperpanjang umur tikus, tidak seperti terapi gen (lihat grafik di sebelah kiri) dan ternyata sama sekali tidak berguna untuk memperpanjang umur dan memperlambat penuaan.
Pada tahun 2011, para ilmuwan dari Universitas Texas mempelajari telomer dan telomerase dalam kultur sel lebih dari 60 spesies mamalia. Peran telomer dalam umur panjang tidak begitu jelas... Penelitian menunjukkan (saat membandingkan sekitar 60 spesies mamalia) bahwa semakin panjang telomer suatu spesies, semakin cepat mutasi DNA terakumulasi, semakin banyak tumor kanker dan semakin pendek harapan hidupnya . Panjang telomer berkorelasi terbalik dengan umur. Hal ini menunjukkan bahwa hasil telomerase yang memperpanjang hidup, yang diperoleh pada tikus dengan satu suntikan, mungkin tidak memperpanjang umur pada manusia. Pertanyaan tentang telomer tetap terbuka bagi manusia.
Kesimpulan: Di masa depan, secara teoritis, kita akan dapat meningkatkan panjang telomer dengan memperkenalkan gen telomerase (TERT) pada usia 40-50 dengan satu suntikan, namun terapi seperti itu saja jelas tidak cukup. Paling cepat, kita harus menemukan kombinasi efek terapi gen untuk memperpanjang umur manusia secara signifikan. Saat ini kita bisa meniru efeknya dengan menggunakan terapi satu bulan setiap enam bulan sekali dengan kombinasi obat valsartan 20 mg + fluvastatin 10-20 mg, atau telmisartan + atorvastatin 10 mg. Setidaknya kombinasi obat-obatan ini mampu merangsang telomerase itu sendiri.
Gangguan pada gen Agtr1a yang mengkode reseptor angiotensin AT1a memperpanjang umur tikus transgenik sebesar 26% dibandingkan tikus tipe liar.
Antagonis reseptor angiotensin II, atau penghambat reseptor AT1, adalah salah satu kelompok obat antihipertensi baru (obat untuk mengobati tekanan darah). Obat-obatan ini mencakup semua obat kelompok sartan (misalnya, telmisartan).Dengan menggunakan contoh primata, Kaplan menunjukkan bahwa jika sekelompok primata jantan dikumpulkan, maka dalam beberapa hari kera akan mengembangkan hierarki sosial. Tempat terburuk dalam hierarki seperti itu adalah di bagian paling bawah. Primata jantan yang berada pada posisi bawahan menunjukkan serangkaian indikator stres kronis. Mereka sering mengembangkan aterosklerosis. Ketika para ilmuwan memberikan beta blocker pada primata jantan yang berada di urutan terbawah hierarki sosial (berisiko). propranolol, menekan aktivitas sistem saraf simpatik, maka aterosklerosis vaskular tidak berkembang.
Ternyata sistem saraf simpatik, akibat stres, berdampak negatif pada perkembangan aterosklerosis dan terlibat dalam masalah jantung dan pembuluh darah. Stres emosional mewujudkan dirinya melalui sistem saraf otonom simpatik (adrenergik), yang menghubungkan pusat kendali otak kita dan organ dalam. Termasuk - dengan kekebalan, sumsum tulang dll. Aterosklerosis - faktor utama yang menyebabkan jumlah kematian terbesar di negara maju dari serangan jantung dan stroke otak.
Sebuah uji coba acak, tersamar ganda, terkontrol plasebo pada tahun 1983 oleh Goldstein S dkk menemukan bahwa terapi tersebut propranolol pada 3837 pasien dengan infark miokard akut, hal ini mengurangi angka kematian akibat penyakit kardiovaskular (penyebab kematian nomor 1 di dunia).
Pada bulan Maret 2017, ilmuwan Perancis melaporkan keberhasilannya studi klinis terapi gen untuk pengobatan anemia sel sabit.
Sebuah komite dari American National Academy of Sciences dan National Academy of Medicine memberikan dukungan untuk pengeditan genom embrio manusia pada awal tahun 2017. Tapi hanya untuk penyakit serius dan di bawah kendali yang ketat.
kesimpulan
1. Semua pendekatan terapi gen untuk penuaan dibagi menjadi pendekatan yang memasukkan gen umur panjang ke dalam tubuh, dan pendekatan yang “mematikan” gen atau jalur penuaan.
2. Dibandingkan dengan pendekatan perpanjangan hidup lainnya, terapi gen hanya perlu dilakukan sekali seumur hidup.
3. Pengenalan gen telomerase (TERT), gangguan pada gen Agtr1a, KO GHRKO, gangguan pada gen penyandi reseptor IGF-1, ekspresi FGF21 berlebih, KO AC5, penghapusan RIP3, penyuntingan gen PCSK9, ekspresi berlebih dari Klotho , KO RAGE, ekspresi berlebih dari BubR1, ekspresi berlebih dari MTH1 - semua ini adalah contoh metode rekayasa genetika atau terapi gen yang paling efektif untuk memperpanjang umur hewan.
4. Untuk mencapai hasil yang lebih signifikan dalam terapi gen untuk penuaan dan rekayasa genetika untuk melawan penuaan, perlu dilakukan kombinasi pendekatan yang berbeda. Tambahkan tanda