Leki

Leki

genetyczne –

genetyczne –

perspektywy i

perspektywy i

zagrożenia.

zagrożenia.

Uszkodzenia materiału genetycznego

Uszkodzenia materiału genetycznego

są przyczyną ponad

są przyczyną ponad

czterech tysięcy

czterech tysięcy

chorób człowieka. Chorobotwórcze

chorób człowieka. Chorobotwórcze

mutacje mogą dotyczyć pojedynczego

mutacje mogą dotyczyć pojedynczego

genu (tak jest np. w mukowiscydozie,

genu (tak jest np. w mukowiscydozie,

hemofiliach A i B, zespole ciężkiego

hemofiliach A i B, zespole ciężkiego

złożonego niedoboru odporności,

złożonego niedoboru odporności,

fenyloketonurii, dystrofii mięśniowej

fenyloketonurii, dystrofii mięśniowej

Duchennea) lub wielu genów

Duchennea) lub wielu genów

jednocześnie (np. w nowotworach,

jednocześnie (np. w nowotworach,

miażdżycy, chorobach reumatycznych i

miażdżycy, chorobach reumatycznych i

chorobie Parkinsona)

chorobie Parkinsona)

Terapia genowa (genoterapia) jest

Terapia genowa (genoterapia) jest

nowym podejściem do leczenia tego

nowym podejściem do leczenia tego

typu schorzeń. Polega ona na

typu schorzeń. Polega ona na

wprowadzaniu do określonych

wprowadzaniu do określonych

komórek wybranych genów. Białka

komórek wybranych genów. Białka

kodowane przez te geny umożliwiają

kodowane przez te geny umożliwiają

przywrócenie prawidłowych funkcji

przywrócenie prawidłowych funkcji

uszkodzonych komórek. Osiągnięty

uszkodzonych komórek. Osiągnięty

efekt terapeutyczny jest znacznie

efekt terapeutyczny jest znacznie

bardziej trwały.

bardziej trwały.



Terapia genowa

Terapia genowa

- leczenie

- leczenie

polegające na wprowadzeniu

polegające na wprowadzeniu

obcych kwasów nukleinowych

obcych kwasów nukleinowych

(DNA lub RNA) do komórek.

(DNA lub RNA) do komórek.

Charakter, lub informacja

Charakter, lub informacja

genetyczna zawarta we

genetyczna zawarta we

wprowadzonym DNA lub RNA

wprowadzonym DNA lub RNA

powinny wywierać efekt

powinny wywierać efekt

terapeutyczny.

terapeutyczny.

Mechanizmy działania wprowadzonych

Mechanizmy działania wprowadzonych

kwasów nukleinowych mogą być

kwasów nukleinowych mogą być

następujące:

następujące:



zmuszenie komórki do produkcji białka

zmuszenie komórki do produkcji białka

kodowanego przez wprowadzony gen

kodowanego przez wprowadzony gen



produkcja białek potrzebnych, których w

produkcja białek potrzebnych, których w

organizmie brakuje lub występują w

organizmie brakuje lub występują w

niedomiarze (np. w defektach

niedomiarze (np. w defektach

metabolicznych, takich jak hemofilia)

metabolicznych, takich jak hemofilia)



produkcja białek prowadzących do śmierci

produkcja białek prowadzących do śmierci

komórki (apoptozy) - potencjalne

komórki (apoptozy) - potencjalne

zastosowanie do terapii

zastosowanie do terapii

przeciwnowotworowych

przeciwnowotworowych



hamowanie lub modulację ekspresji

hamowanie lub modulację ekspresji

genów przez wprowadzenie:

genów przez wprowadzenie:



dominujących alleli genów kodujących

dominujących alleli genów kodujących

nieaktywne lub defektywne białko

nieaktywne lub defektywne białko



antysensowych kwasów nukleinowych

antysensowych kwasów nukleinowych

wchodzących w interakcję z mRNA

wchodzących w interakcję z mRNA



pułapek (wabików) oligonukleotydowych,

pułapek (wabików) oligonukleotydowych,

wychwytujących czynniki transkrypcyjne

wychwytujących czynniki transkrypcyjne



małych interferujących RNA (siRNA)

małych interferujących RNA (siRNA)

służących wyciszeniu ekspresji konkretnego

służących wyciszeniu ekspresji konkretnego

genu

genu



rybozymów (lub DNAzymów) chemicznie

rybozymów (lub DNAzymów) chemicznie

modyfikujących materiał genetyczny

modyfikujących materiał genetyczny

Najprostszym sposobem wprowadzenia

Najprostszym sposobem wprowadzenia

genu do komórki w warunkach in vivo

genu do komórki w warunkach in vivo

jest jego bezpośredni transfer za

jest jego bezpośredni transfer za

pomocą metod fizykochemicznych (np.

pomocą metod fizykochemicznych (np.

tzw. pistoletem genowym) albo pod

tzw. pistoletem genowym) albo pod

postacią plazmidowego, tzw. nagiego

postacią plazmidowego, tzw. nagiego

DNA (naked DNA) zawierającego dany

DNA (naked DNA) zawierającego dany

gen. Jednak nagie cząsteczki DNA

gen. Jednak nagie cząsteczki DNA

można wprowadzać tylko do

można wprowadzać tylko do

określonych, powierzchniowo

określonych, powierzchniowo

położonych tkanek. Najczęściej gen jest

położonych tkanek. Najczęściej gen jest

wprowadzany do komórek za pomocą

wprowadzany do komórek za pomocą

specjalnego nośnika (wektora).

specjalnego nośnika (wektora).

W terapii geowej wyróżniamy dwa

W terapii geowej wyróżniamy dwa

typy nośników:

typy nośników:



Wirusowe

Wirusowe



Niewirusowe

Niewirusowe

W terapii genowej

W terapii genowej

odpowiednikiem klasycznych leków

odpowiednikiem klasycznych leków

jest połączenie nośnika z genem

jest połączenie nośnika z genem

terapeutycznym.

terapeutycznym.

Leki genetyczne:

Leki genetyczne:



PTC 124

PTC 124

pomogło w nagromadzeniu

pomogło w nagromadzeniu

wystarczającej ilości dystrofiny niezbędnej do

wystarczającej ilości dystrofiny niezbędnej do

funkcjonowania mięśni, a badania wykazały

funkcjonowania mięśni, a badania wykazały

ich regenerację. Lek daje szansę około 10%

ich regenerację. Lek daje szansę około 10%

chorych na dystrofię mięśniową Duchenne’a i

chorych na dystrofię mięśniową Duchenne’a i

mukowiscydozę na zniesienie skutków mutacji

mukowiscydozę na zniesienie skutków mutacji

i powrót do zdrowia. Naukowcy zakładają, że

i powrót do zdrowia. Naukowcy zakładają, że

może się okazać również skuteczny w leczeniu

może się okazać również skuteczny w leczeniu

znacznej części chorych na około

znacznej części chorych na około

2000

2000

innych

innych

typów chorób genetycznych.

typów chorób genetycznych.

Leki genetyczne:

Leki genetyczne:



leczenie ciężkiego złożonego

leczenie ciężkiego złożonego

niedoboru odporności – leczenie:

niedoboru odporności – leczenie:

pobranie limfocytów z organizmu

pobranie limfocytów z organizmu

pacjenta i wprowadzanie do nich

pacjenta i wprowadzanie do nich

prawidłowego genu deaminazy

prawidłowego genu deaminazy

adenozyny (ADA) przy pomocy

adenozyny (ADA) przy pomocy

wektorów retrowirusowych. Następnie

wektorów retrowirusowych. Następnie

genetycznie zmodyfikowane limfocyty

genetycznie zmodyfikowane limfocyty

można znowu wprowadzić do układu

można znowu wprowadzić do układu

krwionośnego pacjenta

krwionośnego pacjenta

Adrenoleukodystrofia (ALD) jest

Adrenoleukodystrofia (ALD) jest

uwarunkowaną genetycznie,

uwarunkowaną genetycznie,

występującą tylko u chłopców chorobą

występującą tylko u chłopców chorobą

uszkadzającą mózg - chory zwykle

uszkadzającą mózg - chory zwykle

umiera przed osiągnięciem

umiera przed osiągnięciem

dojrzałości. Wskutek wrodzonego

dojrzałości. Wskutek wrodzonego

defektu w organizmie pacjenta

defektu w organizmie pacjenta

gromadzą się długołańcuchowe,

gromadzą się długołańcuchowe,

nasycone kwasy tłuszczowe. Gdy jest

nasycone kwasy tłuszczowe. Gdy jest

ich dużo, uszkadzają osłonkę

ich dużo, uszkadzają osłonkę

mielinową, która otacza włókna

mielinową, która otacza włókna

nerwowe.

nerwowe.

Przez wiele lat nie było leku na ALD -

Przez wiele lat nie było leku na ALD -

powstał dzięki determinacji ojca

powstał dzięki determinacji ojca

jednego z chorych dzieci (z

jednego z chorych dzieci (z

wykształcenia ekonomisty).

wykształcenia ekonomisty).

Samodzielnie studiując biochemię,

Samodzielnie studiując biochemię,

wpadł na pomysł podawania substancji

wpadł na pomysł podawania substancji

zapobiegającej powstawaniu

zapobiegającej powstawaniu

uszkodzeń mózgu -mieszaniny kwasów

uszkodzeń mózgu -mieszaniny kwasów

oleinowego i erukowego. Całą historię

oleinowego i erukowego. Całą historię

przedstawiono w filmie Olej Lorenza.

przedstawiono w filmie Olej Lorenza.

Jednak lek pozwalał tylko zahamować

Jednak lek pozwalał tylko zahamować

postęp choroby.

postęp choroby.

Obecnie francuscy lekarze z zespołu

Obecnie francuscy lekarze z zespołu

Patricka Aubourga z paryskiego

Patricka Aubourga z paryskiego

szpitala Saint Vincent de Paul

szpitala Saint Vincent de Paul

modyfikują własny szpik pacjentów,

modyfikują własny szpik pacjentów,

naprawiając wadliwy gen za

naprawiając wadliwy gen za

pomocą nieszkodliwej wersji...

pomocą nieszkodliwej wersji...

wirusa HIV, użytego jako nośnik

wirusa HIV, użytego jako nośnik

prawidłowego genu. Wirus HIV jest

prawidłowego genu. Wirus HIV jest

jedynym znanym wirusem zdolnym

jedynym znanym wirusem zdolnym

do wprowadzenia genu do jądra

do wprowadzenia genu do jądra

komórki, która nie ulega podziałom.

komórki, która nie ulega podziałom.

Dzięki temu terapia ma trwały efekt

Dzięki temu terapia ma trwały efekt

Perspektywy:

Perspektywy:



Myślę, że zastosowanie leków genetycznych w

Myślę, że zastosowanie leków genetycznych w

komórkach linii zarodkowej ma przyszłość.

komórkach linii zarodkowej ma przyszłość.

Będzie to zapobiegać przenoszeniu wadliwego

Będzie to zapobiegać przenoszeniu wadliwego

allelu na następne pokolenia.

allelu na następne pokolenia.



W przyszłości może każdy człowiek będzie

W przyszłości może każdy człowiek będzie

miał badane DNA, zaraz po urodzeniu. Dzięki

miał badane DNA, zaraz po urodzeniu. Dzięki

temu, informacje uzyskane na podstawie

temu, informacje uzyskane na podstawie

analizy sekwencji DNA, będą wykazywały czy

analizy sekwencji DNA, będą wykazywały czy

konkretny człowiek posiada predyspozycje

konkretny człowiek posiada predyspozycje

genetyczne do pewnych chorób. Po takim

genetyczne do pewnych chorób. Po takim

badaniu, w przyszłym pokoleniu, będzie

badaniu, w przyszłym pokoleniu, będzie

można rozpocząć leczenie na poziomie zygoty.

można rozpocząć leczenie na poziomie zygoty.



Szczepionki na grypę czy żółtaczkę są

Szczepionki na grypę czy żółtaczkę są

wytwarzane dzięki tzw. rekombinowanemu

wytwarzane dzięki tzw. rekombinowanemu

DNA, podobnie jak wiele leków, np. insulina

DNA, podobnie jak wiele leków, np. insulina

stosowana przy cukrzycy, czynnik krzepliwości

stosowana przy cukrzycy, czynnik krzepliwości

krwi stosowany przy leczeniu hemofilii, hormon

krwi stosowany przy leczeniu hemofilii, hormon

wzrostu stosowany przy leczeniu karłowatości i

wzrostu stosowany przy leczeniu karłowatości i

do przyśpieszania gojenia się ran. Wszystkie te

do przyśpieszania gojenia się ran. Wszystkie te

leki powstają w drodze manipulacji

leki powstają w drodze manipulacji

genetycznych, polegających na wyodrębnieniu

genetycznych, polegających na wyodrębnieniu

ludzkiego genu lub zsyntetyzowaniu go

ludzkiego genu lub zsyntetyzowaniu go

chemicznie i wprowadzeniu do innego

chemicznie i wprowadzeniu do innego

organizmu, na przykład bakterii, w której

organizmu, na przykład bakterii, w której

syntetyzowane jest określone białko, np.

syntetyzowane jest określone białko, np.

insulina.

insulina.

Perspektywy:

Perspektywy:

Perspektywy:

Perspektywy:



Choroby dziedziczne będą mogły być

Choroby dziedziczne będą mogły być

wyeliminowane z ludzkiego genomu

wyeliminowane z ludzkiego genomu



Może już niedługo choroby, które do

Może już niedługo choroby, które do

tej pory były uważane za nieuleczalne

tej pory były uważane za nieuleczalne

staną się bezproblemowe

staną się bezproblemowe



Choroby genetyczne będą mogły być

Choroby genetyczne będą mogły być

wyleczone, a nie tylko złagodzone ich

wyleczone, a nie tylko złagodzone ich

objawy

objawy

Perspektywy:

Perspektywy:



Dzięki lekom genetycznym możemy

Dzięki lekom genetycznym możemy

spodziewać się w niedalekiej

spodziewać się w niedalekiej

przyszłości możliwości wyleczenia

przyszłości możliwości wyleczenia

chorób nowotworowych

chorób nowotworowych



Leki te stanowią olbrzymią nadzieję

Leki te stanowią olbrzymią nadzieję

na ratunek dla chorych na choroby

na ratunek dla chorych na choroby

genetyczne

genetyczne

Zagrożenia:

Zagrożenia:



Stosowanie wektorów wirusowych nie

Stosowanie wektorów wirusowych nie

zawsze jest dobre. Nierzadko, włączając

zawsze jest dobre. Nierzadko, włączając

się w przypadkowym miejscu, powodują

się w przypadkowym miejscu, powodują

zaburzenia w działaniu genu, co może

zaburzenia w działaniu genu, co może

doprowadzić do transformacji

doprowadzić do transformacji

nowotworowej. Istnieje też obawa, że

nowotworowej. Istnieje też obawa, że

podawanie tych wirusów może

podawanie tych wirusów może

spowodować rozwój silnej odpowiedzi

spowodować rozwój silnej odpowiedzi

immunologicznej organizmu

immunologicznej organizmu

Zagrożenia:

Zagrożenia:



Stosowanie leków genetycznych na

Stosowanie leków genetycznych na

wybrane choroby może doprowadzić

wybrane choroby może doprowadzić

do innych mutacji i nowych chorób

do innych mutacji i nowych chorób

na które będzie trzeba szukać

na które będzie trzeba szukać

nowych lekarstw – błędne koło

nowych lekarstw – błędne koło



Stosowanie tych leków może

Stosowanie tych leków może

wywołać nieodwracalne zmiany w

wywołać nieodwracalne zmiany w

organizmie leczonego

organizmie leczonego