Перспективи генотерапії.

Генна терапія - заміна дефектних генів нормальними. Вона включає також використання генів для лікування цукрового діабету і СНІДу. Питання про можливість лікування спадкових захворювань виникло відразу ж, як тільки вчені розробили шляхи перенесення генів у визначені клітини, де вони транскрибуються і транслюються. Виникло також питання: яких хворих у першу чергу лікувати - яких більше чи хвороби яких більш вивчені? Більшість схилялися до того, що генна терапія повинна бути створена для тих хвороб, про які більше відомо: відомий уражений геїн, білок, тканини їх локалізації Так, зокрема, сталося з тяжким імунодефіцитом, що пов'язаний з відсутністю в організмі ферменту аденозиндезамінази (АДА). Внаслідок дефіциту АДА порушується формування у дитини Т і В-лімфоцитів і вона стає зовсім беззахисною перед бактеріями і вірусами. На фоні великих фінансових витрат отримано терапевтичний ефект у хворих дітей внаслідок введення їм гена АДА. Однак таких дітей щорічно народжується кілька десятків. На даний час велика увага надається дослідженням з генотерапії хвороб, що уражають багатьох людей: гіпертонія, високий рівень холестерину, діабет, деякі форми раку та ін.

Зважаючи на те, що генотерапія пов'язана зі зміною спадкового апарату людини, потрібні особливі вимоги при клінічному дослідженні: 1) чітке знання дефекту гена і яким чином формуються симптоми хвороби; 2) відтворення генетичної моделі у тварин; 3) відсутність альтернативної терапії, або існуюча терапія неможлива або неефективна; 4) безпека для хворого.

При розробці генотерапії також вирішуються такі питання: 1) які клітини необхідно використовувати? 2) яку частину клітин необхідно вилікувати, щоб зменшити або зупинити прогресування хвороби? 3) чи буде небезпечна зверхекспресія введеного гена? 4) чи є безпечним потрапляння реконструйованого гена в інші тканини? 5) як довго буде функціонувати змінена клітина? 6) чи будуть атакован: нові клітини імунною системою?

Спадкова генотерапія є трансгенною і змінює всі клітини організму. У людини вона не використовується. Неспадкова (соматична) генна терапія корегує тільки соматичні клітини, уражені внаслідок генетичного дефекту. Неспадкова генотерапія може допомогти індивідууму, але вона не покращить стан майбутніх поколінь, тому що мутантний ген не змінений у гаметах.

На жаль, про більшість спадкових хвороб поки мало що відомо. У тих випадках, коли відомо, які тканини уражені, введення нормального гена в них ускладнено. Незважаючи на це, медична генетика досягла значних успіхів у лікуванні окремих захворювань. При цьому використовуються два підходи. Перший із них передбачає виділення клітин із тіла поцієнта для введення в них необхідного гена (генна терапія ex vivo), після чого вони повертаються в організм хворого. Як вектор використовують ретровіруси, що містять генетичну інформацію у вигляді РНК. Ретровірус забезпечується рекомбінантною РНК (РНК вірусу + РНК копія гена людини). Після надходження рекомбінантної РНК у клітину людини, наприклад, у стовбурову клітину червоного кісткового мозку, відбувається зворотна транскрипція і рекомбінантна ДНК, що несе нормальний ген, попадає в хромосому людини.

Так було проведено лікування зазначеного вище тяжкого імунодефіциту, внаслідок відсутності АДА, у декількох дітей. Паралельно вони отримали виділення у корів ферменту АДА як лікувальний препарат.

Використовуючи як вектор аденовірус (AVV), вчені розробили метод генної терапії серпоподібно-клітинної анемії. За природних умов AW уражає тільки ті клітини червоного кісткового мозку, які є попередниками еритроцитів. Функціональний ген B-глобіну ввели в AVV, а вірус переніс його в незрілі еритроцити. Останні наповнюються нормальним гемоглобіном і спрямовуються у кровотік.

Інший підхід у генотерапії передбачає використання вірусів, вирощених у лабораторії клітин і навіть штучних носіїв для введення генів безпосередньо в організм хворого. Наприклад, позбавлений хвороботворних властивостей аденовірус міститься у флаконі з аерозолем. При вдиханні хворим аерозольної суспензії вірус проникає в клітини легень і приносить до них функціональний ген муковісцидозу.

Якщо клітини стійкі до генетичних маніпуляцій, вчені впливають на клітини, що знаходяться поруч. Останні мають вплив на дефектні за визначеним геном клітини. Так, апробується генна терапія мишей, в яких ушкоджена та ж ділянка мозку, що й у хворих з хворобою Альцгеймера. У фібробласти проникає ген фактора росту нервів. Ці клітини імплантуються у розріз мозку і секретують фактор росту, що необхідний нейронам. Нейрони починають рости і продукувати відповідні нейромедіатори. Передбачається, що схожий тип генної терапії може бути використаний для лікування хвороби Гентінгтона, хвороби Паркінсона, депресії та ін.

Певні успіхи досягнуті при використанні генної терапії в лікуванні злоякісних новоутворень. Виділяється пухлинна клітина, в яку вводяться гени, що кодують такі протиракові речовини імунної системи, як інтерферони, інтерлейкіни. Введені заново у пухлину, клітини починають продукувати ці речовини, вбивають і себе і навколишні злоякісні клітини.

 70. Генетичне обтяження в популяціях.

Генетичним обтяженням називають наявність у популяції у складі гетерозиготних генотипів шкідливих алелів (летальних, напівлетальних, сублетальних), які при переході в гомозиготний стан викликають загибель особин або зниження їх плодючості. Це величина, на яку зменшується пристосованість реальної популяції у порівнянні з пристосованістю ідеальної популяції з " кращих" генотипів, можливих при даному генофонді. Розрізняють декілька типів генетичного обтяження: мутаційне, сегрегаційне і субституційне. Вони корелюють з різними формами добору. Мутаційне генетичне обтяження - результат мутаційного процесу, який створює шкідливі мутації. При переході у гомозиготний стан рецесивні мутації вищеплюються у вигляді нежиттєздатних особин, особин з каліцтвами, які елімінуються стабілізуючимдобором. Сегрегаційне обтяження виникає у випадку селективної переваги гетерозигот. У кожному поколінні відбувається поява менш пристосованих гомозигот, чисельність яких корелює врівноважуючий добір. Субституційне генетичне обтяження породжується спрямованим добором, який зумовлює заміщення старого алеля новим алелем з більшою адаптивною цінністю, а це веде до загибелі носіїв старого алеля. Будь-яка форма генетичного обтяження - це та " ціна", яку вимушена сплачувати популяція за право еволюціонувати, за добір, який зумовлює генетичну загибель особин. Під генетичною загибеллю розуміють неможливість розмноження організмів через їх вибіркову смертність або інші причини. Популяція мала б більшу чисельність, якби їй не довелося нести генетичне обтяження.