ksi ¬ki studia&4

272 Rozdział 17

odpowiedni sposób wprowadzenia genu, gen musi ulegać ekspresji w docelowej tkance, ekspresja musi zachodzić na odpowiednim poziomie.

W zależności od typu komórek, w których wprowadzamy zmiany, terapię genową dzielimy na:

terapię genową komórek somatycznych, terapię genową komórek linii rozrodczej.

17.6.1. Terapia genowa komórek somatycznych

Somatyczna terapia genowa (ang. somatic celi gene therapy) polega na dodawaniu, zmianie lub wymianie nieprawidłowego genu w komórkach somatycznych chorego. Zmiany dotyczą tylko niektórych komórek lub tkanek somatycznych, nie są więc przekazywane potomstwu osoby leczonej. W zależności od rodzaju uszkodzenia przyjmujemy różne sposoby postępowania:

l. Wprowadzanie kopii normalnego genu (addycja) - kompensuje on funkcję uszkodzonego genu, np. w mukowiscydozie i galaktozemii, które cechują się brakiem odpowiednich enzymów (ryc. 17.18). Gen może być wprowadzony bezpośrednio do komórki drogą iniekcji lub innymi sposobami (np. metodami chemicznymi lub przez elektroporację).

Ryc. 17.18. Dodanie prawidłowego genu do komórki z uszkodzonym genem. Gen uszkodzony - kolor czerwony, prawidłowy - kolor zielony

2.    Wymiana uszkodzonego genu na prawidłowy (substytucja) - usuwamy wadliwą kopię i wprowadzamy prawidłową (dokładnie w to samo miejsce) na drodze rekombinacji homologicznej, np. w ciężkiej postaci wrodzonej łamliwości kości czy izolowanej postaci niedoboru hormonu wzrostu (ryc. 17.19). Substytucja wydaje się lepszym sposobem niż addycja genu, ale metody tej nie stosuje się powszechnie w praktyce, ponieważ nie jest jeszcze w pełni wydajna.

3.    Naprawianie docelowego genu - poprzez mutagenezę można naprawić patogenny gen np. w chorobach autosomalnych dominujących, wywołanych nadmierną ekspresją genu lub wytwarzaniem toksycznego peptydu.

wymiana

Ryc. 17.19. Zastąpienie wadliwego genu w komórce prawidłowym genem. Gen uszkodzony - kolor czerwony, prawidłowy - kolor zielony

genu

4. Wybiórcze eliminowanie uszkodzonych komórek poprzez wprowadzanie genu uczulającego lub samobójczego - w przypadku schorzeń wielogeno-wych, np. nowotworów, trudno naprawiać wszystkie wadliwe geny.

Wciąż istnieje jeszcze wiele problemów technicznych ograniczających rozwój tej metody leczenia. Duży problem stanowi wprowadzenie genu do komórki, najprostszym sposobem w warunkach in vivo jest transport za pomocą plazmidowego DNA (nagiego DNA). Nagie cząsteczki DNA można wprowadzić tylko do tkanek powierzchniowych, dlatego częściej stosowane są specjalne systemy wektorowe.

Dobry wektor powinien skutecznie przenosić DNA do komórki docelowej, powinien chronić gen przed uszkodzeniem. Niektóre wektory niezbyt wydajnie przenoszą DNA, inne przenoszą je nie tylko do komórek docelowych, czasami wywołują niepożądaną odpowiedź immunologiczną. Dotychczas nie udało się stworzyć wektora uniwersalnego, pozbawionego wad.

W terapii genowej stosowane są dwa typy wektorów:

1. Wirusowe

Z genomu wirusów usuwa się geny związane z cyklem życiowym wirusa i wprowadza gen terapeutyczny (rys. 17.20). W ten sposób wirus nie ulega namnażaniu w docelowej komórce, ale pozostawia w niej niesiony gen i umożliwia jego integrację do DNA komórkowego.

wirus    wektor wirusowy

Rys. 17.20. Wirus jako wektor w terapii genowej

Wektory konstruuje się, wykorzystując różne typy wirusów:

-    retrowirusy - wnikają tylko do dzielących się komórek, ulegają stabilnej integracji z genomem,

-    adenowimsy wnikają do komórek niedziclących się.