Реферати українською » Наука и техника » Генна терапія – нова ера нової доби


Реферат Генна терапія – нова ера нової доби

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Кордюм Віталію Арнольдовичу, член-кореспондент НАН і АМН України

Чим простіше ідея, важче для практичної реалізації. Скільки сперечаються, є на Марсі! Ідея рішення дивовижно проста – полетіти туди, й оцінити місці. До таких “простим” ідеям донедавна ставилася проблема радикального лікування хвороб. Оскільки хвороба виникає через те, що у організмі “негаразд”, то зробити щоб було “так” та хвороби стане. На жаль, як із всіх простих ідеях, вже з такого кроку, відразу після їх викладу починалися нерозв'язні проблеми. У разі таким першим наступним кроком було з'ясування що це таке, “щось”, що таке “так” що таке “негаразд”, які потрібно повернути “так”.

Сьогодні відомо, що першоосновою, інформаційною базою всього організму є гени. Зміна структури чи активності є першопричиною змін - у організмі. А хвороба причинно-следственно пов'язані з дефектом однієї з них (або певною їх останній частині), т. е. ген і те саме “щось”. Тоді слід замінити дефектні гени на повноцінні і “негаразд” повернеться “так” – хворий одужає радикально.

Спробуємо сформулювати що задля цього треба. Треба знати, якою ж конкретно ген відповідає своїм дефектом дану патологію. Цей ген треба отримати. Отримавши – запровадити знову на клітину. Зробити те щоб після введення було забезпечено його необхідну функціонування. Натомість кожне з цих “треба” складається з блоку найскладніших проблем, з яких вимагає і для свого рішення виконання багатьох завдань “дуже” високого рівня труднощі. Якщо усе це поєднати як реальних технологій до людини, ще недавно здавалося, що спокійно можна прогнозувати реалізацію “простий” ідеї на якесь п'яте чи, ще краще, шосте тисячоліття. Найімовірніше, як було справді краще. Але реальність виявилася інший.

Предтечею прийдешнього дуже дивні у період роботи Грифитса, що у 1928 р. виявив, що непатогенний пневмококк можна перетворити на патогенний у вигляді якогось речовини, що міститься у клітинах і який можна з клітин витягти. Природно, це могло сприйматися інакше як курйоз. Але як скалка вимагав рішення. Адже речовина викликало непросто зміни, а цілком (і завжди!) конкретні. І навіть нефахівцю дрібні зміни, а поява патогенності. Та годі, ще втрату, бо поява! Рішення курйозу знайшли через 15 років. Тоді, коли планети бушувала друга світова війна і полях її боїв вирішувалися долі людської цивілізації, у тиші лабораторій Эвери і Мак Карти вирішували долю самого людства. Природно, вони це навіть не підозрювали. Але саме ними тоді засвідчили, що полімерними молекулами дезоксирибонуклеїнової кислоти, т. е. хімічно очищеним речовиною, вперше отриманий ще наприкінці минулого століття Мишером, можна передавати спадкові ознаки. Речовина є матеріальним носієм спадковості!!!

Тоді це була зроблено на мікроорганізмах. Але ілюзій, що таке можливе лише їм, не плекав ніхто. І коли Вотсон і Крік вибрали для розшифровки просторової структури саме ДНК – вони знали робили. Запропонована ними на 1953 р. модель будівлі речовини спадковості показала ту основу, з якою можна працювати. Працювати і з будь-який молекулою, роблячи штучно спадковість. Технічно тоді цього ще не міг. Однак усі чудово розуміли, що цю складну справу лише часу.

Усвідомлюючи те що, у своїй сумне прогнозі Чаргаф попереджав, що оволодіння технікою виробництва спадковості у пробірці і реалізація їх у живе “щось”, призведе із наслідками, проти якими атомні бомби, стершие з землі Хіросиму і Нагасакі, сприйматимуть як крашанки. Але джин вже було випущено з пляшки. Стрімко розвивалася база знань, розгортався гиганский фронт робіт, створювалося те, що пізніше одержало назву “молекулярна генетика” і “молекулярної біології”.

Кілька разів здавалося, що вирішальний крок вже зроблено, але були лише блискавиці. Грім гримнув в 1972 р. Бергом була вперше отримана, а Бойером створена універсальна технологія отримання генів та його об'єднання в будь-яких комбінаціях – техніка рекомбінантних молекул. Практично можна було створення будь-яких генетичних конструкцій. На початковому етапі молекулярний арсенал нову технологію був дуже обмежений, а фантазія дослідників жорстко зашорена. Тому розпочали з нових можливостей на старої основі. Наприклад, гормон зростання видоспецифичен. Щоб його використовувати як ліки, з померлої людини вилучали гіпофіз, з гіпофізу виділяли гормон зростання, очищали, розливали по ампулам й у такому вигляді поставляли пацієнтам. Вочевидь, що джерело подібного препарату був, м'яко висловлюючись, обмежений. Але інше-те був.

Техніка рекомбінантних молекул дозволяла виділити ген людини, зробити необхідну конструкцію, вводити на клітини (прокариатические чи эукаротические) і їх, вже у необмеженій кількості, отримувати людські білки, й пептиди. Залишався останній логічний крок. Навіщо ген вводити в бактерії (чи інші об'єкти), отримувати їх людський продукт, чистити, фасуватимуть, та був знову вводити людині? Бо такий самий ген можна прямо запровадити фахівця в царині його клітини, і нехай вони собі синтезують що потрібно. Цей останній крок перекладав генні технології до рівня безпосередньо людини. Людина мала стати прямим і особистою об'єктом генетичних маніпуляцій – маніпуляцій, змінюють його генетичний апарат. Спочатку лише на рівні соматичних клітин, а далі, що зрозуміло було всім – і зародкових.

За аналогією зі своїми, таку технологію тоді називали своїм істинним ім'ям – генна інженерія людини. І перший досвід генної інженерії на людях (спочатку за примітивною, у сенсі цього терміна, методиці) поставив у середині 1970-х років. Обуренню світової спільноти був меж. Усі розуміли, що, почавши за здоров'я, скінчать обов'язково інакше. Майже 15 років думку тримала оборону. Але закони людського розуму невблаганні – усе, що можливо технічно, потім немає нездоланних принципових заборон, обов'язково втілиться у життя. Можливості виправлення генетичних дефектів, радикального звільнення від будь-яких хвороб, мали настільки очевидне кожному за значення (особисте, для близьких, для дітей), що заперечення падали одне одним. Щоб остаточно заспокоїти недовірливих, змінили термінологію. Нині це почали називати “генна терапія”. Але є лікування травами, мікроелементами, вітамінами, антибіотиками тощо. буд. Додамо ще лікування генами. І наприкінці 80-х, спочатку у США, та був та низці інших країнах суто демократично, з загального згоди почалися санкціоновані випробування на людях, сьогодні вже під назвою “генної терапії”.

Сьогодні в різних стадіях розробки понад двісті клінічних протоколів генної терапії. Як це реалізується практично? У генної терапії досить чітко можна назвати три принципових підходу: лікування класичних спадкових хвороб, “хірургічна” генна терапія і лікування масових патологій. Вони різняться особливостями участі у них спадкового апарату людини.

Класичні спадкові хвороби (переважно моногенные) характеризуються дефектом гена, що є переважають у всіх клітинах організму. Цей дефект і до патології. Одна (але конкретна) нуклеотидная заміна в гені глобина призводить до серповидноклеточной анемії; випадання фрагмента гена глобина – до талассемии тощо. буд. Порушеним є лише одне ген. Решта в організмі не порушено. І, теоретично, якщо вводити на клітини повноцінний ген, він забезпечить синтез повноцінного продукту, настане радикальне зцілення. Звісно, тут є дуже багато особливостей. Однак у випадках найпростіших (і найпоширеніших) спадкових дефектів – це. За своїми функцій гени діляться на общеклеточные (вони працюють переважають у всіх клітинах, підтримуючи їх існування) і тканеспецифические. Так, гемоглобін потрібен і, виробляється лише у эритроидных клітинах. У інших не функціонує, й у клітини має значення дефектний він чи ні. Тому досить повноцінний ген глобина запровадити лише у клітини эритроидного низки. А позаяк вони, своєю чергою, утворюються зі стовбурних, досить запровадити повноцінний ген (звісно, у складі адекватної молекулярної конструкції) у досить невеличке і, доступне на таку процедури кількість стовбурових ембріональних клітин. Невдовзі “чи”, стане “тим”.

“Хірургічна” генна терапія використовується при таких хворобах, які характеризуються тим, як і гени та його регуляція в організмі повноцінні. Але виникла патологія в генетичному апараті локальної групи (чи груп) клітин. Наприклад, при злоякісних пухлинах. Прибрати б ці клітини з організму, все до єдиної, і хвороба пішла. Досягнення такої справи у генній терапії використовують своєрідний временно-локальный підхід. Що стосується онкологічних хвороб із біопсійного матеріалу відокремлюють і "переводять в культуру опухольпроникающие лімфоцити. Їх розмножують, вводять у них ген, який кодує відповідний иммунноактивный продукт (інтерлейкін 2, чинник некрозу пухлини тощо. буд.), і повертає у організм хворого. Такі генетично трансформовані лімфоцити знищують пухлинні клітини. Але тривалість життя лімфоцитів – приблизно місяць. Якщо цей час вони знищують все пухлинні клітини – завдання виконано, й існують самі змінені лімфоцити зникають. Якщо пухлина зруйнована цей час лише частково, процедуру повторюють. Введені гени можна раз від разу варіювати. І – до перемоги. Гени що призводять загибель пухлини можна вводити й у самі пухлинні клітини. Але загальним принципом тут і те, після відомих лікування (повного) в організмі іншого і тих генетично змінених клітин, які таке зцілення забезпечили.

При масових патологіях самі гени не порушено. Однак у результаті якихось, у випадках різних, багаторівневих і багатьох подій порушена регуляція функціонування однієї чи кількох генів. Просте введення у клітини чергового (чи навіть кількох) так само генів щось дає. Адже й власний ген не порушений. А регуляція тому і регуляція, щоб тримати активність на заданому рівні. Почни все гени функціонувати цілковитої своїх фізичних можливостей – організм миттєво піде у рознос. До такий моторошною патології навіть природа не додумалася. Ось і хвороби ніякої додаткової зайве. Саме тому більшість генів в людини ткане- і стадиоспецифические. Вони функціонують на певної стадії індивідуального розвитку та лише у певних тканинах, часто загалом у обмеженому числі клітин.

Наприклад, діабет. Ушкодження гена інсуліну, що призводять до діабету, описані як унікальні спадкові хвороби. При інших (практично всіх) випадках цієї хвороби ген інсуліну не порушений. Але функціонує він лише -клітинах підшлункової залози (і дуже обмежено – у деяких клітинах центральної нервової системи). Під решти – виключений множинної, для надійності, регуляцією. Людина може помиратимуть від нестачі інсуліну, але регуляція не дозволить включитися жодному гену інсуліну в жодній іншій клітині. Тому, за генної терапії масових патологій, з зазначених особливостей, створюють такі молекулярні конструкції, у яких клітинна регуляція неспроможна вимкнути запроваджуваний ген, хоча власний, резидентный, вона діє. Досягають цього тим, що з гена прибираються все “свої” регуляторні ділянки і ставляться інші. Виникає молекулярна химера – структурний ген (який кодує білок) залишається вихідним (настільки ж як і клітинах), а регуляторні послідовності беруться від інших генів (часто взагалі клітинних). Тепер клітина неспроможна вимкнути своєї регуляцією запроваджуваний ззовні ген. І він функціонувати на заданому рівні, залишивши порушеною в організмі регуляції.

Залишається останнє завдання – запровадити створену молекулярну конструкцію у клітини організму. Принципово можна здійснити двома шляхами. Перший шлях передбачає вилучення з організму клітин (стовбурових чи взагалі талановитими в розмноженню), обробку їх створеним генетичним матеріалом (коли треба – з наступним відбором і подращиванием) і "повернення у організм. За другим шляху молекулярна конструкція вводиться у організм – до крові чи прямий ін'єкцією у тканину.

А, щоб конструкція увійшла у клітини, її вдягають в вірусний капсид, з'єднують з лигандом до відповідного рецептору, вміщують у липосому тощо. буд.

Історія стану сьогодні й прогноз розвитку на досяжну для ока перспективу генних технологій у медицині.

Рекомбинантные білки

Генна

діагностика

Послідовність геному

Генна

вакцинація

Генна терапія Штучні органи Внутриклеточная імунізація

Белковая

інженерія

Генна інженерія людини
1972 Сформовано уявлення про спільність молекулярних основ живого Створення техніки рекомбінантних ДНК
1980

Перший генно-інженерний синтез пептида людини (соматостатин) в бактерії

Перший, санкціонований до застосування, пептид людини (інсулін), отриманий бактерії по генно-інженерної технології

Перші несанкціоновані досліди на людях із генної терапії (аргининемия), званої тоді “генної інженерією людини”

Друга ж група несанкціонованих дослідів на людях із генної терапії, досі званої “генної інженерією людини”

Розробка на тварин технологій зміни у поколіннях методами генної інженерії
1990 Широке отримання рекомбінантних білків і пептидів на лікування, імунізації і діагностики

Закладываются основи генної діагностики

Бистре удосконалювання принципів і розширення можливостей генної діагностики

Створено почав функціонувати проект “Геном людини” А роботи з генної вакцинації з допомогою "паралельних" вакцин

Перші санкціоновані досліди на людях для відпрацювання технології генної терапії

Перші санкціоновані досліди на людях з генної терапії із єдиною метою лікування

Закладываются основи технологій знищення заданих клітин на організмі. Створення технологій отримання шкіри людини Формування перших поглядів на внутрішньоклітинної вакцинації Розробка загальних теоретичних уявлень білкової інженерії Одержання перших моделей спадкових хвороб на тварин і звинувачують стрімко набирання темпи розробка технології зміни у поколіннях модельних тварин методами генної інженерії
Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація