Leczenie chorób
genetycznych

Usunięcie, zmniejszenie skutków
choroby
informowanie pozostałych członków
rodziny o ryzyku zachorowania
poradnictwo genetyczne
diagnostyka prenatalna

Stan obecny

Choroby wieloczynnikowe:

Cukrzyca typu 1: leczenie insuliną,
leczenie chirurgiczne: wady serca,
rozszczepy podniebienia,
pylorostenoza
poprawa jakości życia u pacjentów z
nadciśnieniem, choroba wieńcową,
psychozami (nieznajomość etiologii
czy złożonej patogenezy)

Choroby jednogenowe
problemy

Nadal nie zidentyfikowany gen (75%)
lub nieznana całkowicie patogeneza
choroby: PKU
uszkodzenie w okresie prenatalnym
płodu jeśli brak wywiadu rodzinnego

Leczenie w okresie
prenatalnym

Leczenie farmakologiczne:

Niedobór biotynidazy: podaż biotyny
kobiecie w ciąży
kwasica metylmalonowa: podaż
kobalaminy
WPN: podaż dexametazonu

Leczenie chirurgiczne:

wodonercze
przepuklina przeponowa
zespół podkradania bliźniak-bliźniak
wodogłowie

Konieczność długofalowej obserwacji:

początkowo ocenianie jako skuteczne
leczenie może nie być „doskonałe” (PKU)
dzięki przeżyciu pacjenta mogą ujawniać
się objawy ze strony innych narządów,
których początkowo nie były
(galaktozemia, cystynoza, retinoblastoma)
objawy uboczne leczenia (hemofilia,
talasemia)

Heterogenność genetyczna

konieczność identyfikacji
podstawowego defektu:
hiperfenyloalaninemia (PKU i
zaburzenia metabolizmu biopteryny,
łagodna hiperfenyloalaninemia)
produkt białkowy o prawidłowej ale
słabej funkcji i białko o negatywnym
dominującym efekcie (osteogenesis
imperfecta)

Zmutowany gen

transplantacja szpiku

terapia genowa
modyfikacja farmakologiczna
zmutowane RNA

degradacja mRNA (enzymy)

Zmutowane białko

podaż białka prawidłowego

poprawa funkcji
zaburzenie

leczenie dietetyczne

metaboliczne farmakologiczne leczenie

fenotyp kliniczny

interwencja medyczna

interwencja chirurgiczna

rodzina

poradnictwo genetyczne

badania nosicieli
diagnoza

presymptomatyczna

Leczenie zaburzeń
metabolicznych

Leczenie dietetyczne:

PKU, galaktozemia
skuteczne ale konieczność stosowania całe

życie
uzupełnianie brakujących związków:

niedoczynność tarczycy, niedobór biotynidazy

zmiana przemian metabolicznych

zaburzenia cyklu mocznikowego (benzoesan

sodu)

cholestyramina, żywice jonowymienne w

rodzinnej hipercholesterolemii

Leczenie zaburzeń
metabolicznych

Hamowanie

inhibitory HMG CoA ( 3 hydroksy-3-
metyloglutarylo-koenzym A) w
rodzinnej hipercholesterolemii=
statyny

usuwanie toksycznych związków

usuwanie LDL z surowicy w rodzinnej
hipercholesterolemii

Leczenie na poziomie białka

Poprawa funkcjonowanie zmutowanego białka

wrodzone błędy metaboliczne reagujące na
podaż witamin: niedobór biotynidazy -biotyna,
homocystynuria -pirydoksyna (B6) kofaktor
enzymu

uzupełnianie brakującego białka

pozakomórkowego

hemofilia- czynnik VIII, niedobór 

1

AT- 

1

AT,

uzupełnianie brakującego białka

wewnątrzkomórkowego
SCID- PEG ADA (ADA deaminaza adenozyny z
polietyloglikolem)
choroba Gauchera- glukocerebrozydaza

Transplantacje

Podawane komórki zawierają genotyp
biorcy - forma transferu genów, odbiorca
staje się mozaiką.
Transplantacja organów lub komórek by
wprowadzić prawidłową postać genów ( tzw.
„wild-type”) przeszczep wątroby u osób
homozygot rodzinnej hipercholesterolemii,
przeszczepy szpiku w talasemiach, ch.
spichrzeniowych
zastąpienie komórek zniszczonych prze
chorobę komórkami zdrowymi(przeszczep
wątroby u osób z niedoborem 

1

AT-

marskość)
przeszczep szpiku u osób z niedoborami
odporności (SCID)

Transplantacje

Transplantacje

Choroby spichrzeniowe lizosomalne -

przeszczepiane komórki szpiku są
źródłem:
enzymów lizosomalnych, wychwytywanych
z płynu pozakomórkowego przez komórki
ich pozbawione
są źródłem komórek jednojądrzastych
układu fagocytującego, które po
przeszczepie będą głównie pochodzić od
dawcy (nawet dotyczy to
okołonaczyniowych komórek mikrogleju w
OUN)

Transplantacje

choroba Gauchera (poprawa wzrastania, bólów
kostnych, splenomegalii)
zespół Hurler (zmniejszenie
hepatosplenomegalii, poprawa ruchomości w
stawach, zmniejszenie zmętnienia rogówki,
niestety przeszczep szpiku nie koryguje zmian
szkieletowych, rozwój intelektualny lepszy jeśli
komórki pochodzą od zdrowej homozygoty)
leukodystrofia-choroba Krabbego (choroba
degeneracyjna dotycząca istoty białej) po
przeszczepie szpiku nie tylko zahamowanie
rozwoju choroby ale też ustąpienia widocznych
zmian w CT

Transplantacje - problemy

Nadal duża śmiertelność po zabiegu
infekcje spowodowane immunosupresją
i chorobą GVH
ograniczony dostęp do narządów

rozwiązanie:
zabezpieczenie komórek pnia pacjenta,
hodowla in vitro i poddanie ich terapii
genowej następnie przeszczep ich do
pacjenta

Terapia genowa

Próba uzyskania efektu leczniczego poprzez
wprowadzenie do komórki genu
prawidłowego w miejsce genu brakującego
lub zmutowanego
obecnie próby kliniczne obejmują wyłącznie
terapie genową komórek somatycznych
(możliwości techniczne i względy etyczne)
1980 próby wprowadzenia genu globiny do
komórek szpiku chorego na talasemię
1990 pierwszy udany transfer genu
deaminazy adenozyny do limfocytów 4-
letniej chorej na SCID

Terapia genowa

Uzupełnić brakujący gen, który stracił swoją
funkcję (PKU, CF, uszkodzony gen pozostaje w
komórce, nie ma znaczenia gdzie w genomie
się umiejscowi, czasami konieczność
uzupełniania kofaktora dla produktu genu n.p.
tetrahydrobiopteryna dla hydroksylazy
fenyloalaniny)
zastąpić bądź zinaktywować gen z dominującą
mutacją (trudne n.p. zmniejszenie ilości
powtórzeń CAG w chorobie Huntingtona,
modyfikacja lub degradacja powstającego
zmutowanego RNA)
uzyskać efekt farmakologiczny-zmniejszenie
efektu genu zmutowanego (nowotwory)

Terapia genowa- konieczne warunki
do spełnienia

Znajomość locus i podstaw biochemicznych
choroby
posiadanie komplementarnego DNA genu
ciężkie objawy samej choroby i korzyści
przewyższają ryzyko w porównaniu z innymi
metodami leczenia
wystarczająca znajomość podstaw
molekularnych choroby (mutacje utraty
funkcji i mutacje dominujące)
możliwość regulacji ekspresji wprowadzanego
genu (talasemie, enzymopatie)
odpowiednie komórki docelowe ( łatwo
dostępne, o długim okresie przeżycia i
najlepiej dzielące się)

Terapia genowa

idealne to komórki pnia szpiku
kostnego (trudno je izolować
(większość komórek szpiku nie jest
komórkami pnia)
fibroblasty, hepatocyty, komórki
mięśni, komórki nabłonka naczyń
krwionośnych
transfer genu do komórek hodowanych
in vitro
transfer genu do komórek docelowych
przy użyciu wektorów

Terapia genowa

Retrowirusy: maja swoje 3 strukturalne geny,
które można zastąpić genem do
przeznaczonym do transferu
zalety: zdolność wejścia do każdej komórki,
skuteczna integracja z DNA gospodarza, jako
wektory pozbawione są zdolności do replikacji,
nie są toksyczne dla komórek, DNA jest
stabilne i że mogą przyłączyć duże fragmenty
DNA (wkłady do 8kb)
ograniczenia: nie integruje z DNA komórek nie
dzielących się
Lentiwirusy: integrują z DNA komórek słabo
dzielących się lub nie dzielących się (neurony)

Terapia genowa

Adenowirusy: wnika do nie dzielących się
komórek, nie integrują z DNA, nawet nie
dzielących się komórek, mogą przyjąć duże
wkłady DNA (30-35 kb), niestety ich
ekspresja w komórkach utrzymuje się tylko
przejściowo (tygodnie, szybko eliminowane
z jądra) i wywołują silna odpowiedź zapalną
i immunologiczną
Wirusy typu adeno-associated :nie
wywołują reakcji zapalnej, infekują różne
komórki, stabilna integracja z DNA, niestety
przyjmują małe fragmenty DNA (5kb)

Terapia genowa

W chorobach neurologicznych:

wektory pochodne wirusa opryszczki

(neurotropizm, łatwa zdolność
infekowania wielu komórek, infekują
też komórki nie dzielące się, niestety
krótkotrwała ekspresja)

wirusy AA (łatwo zakażają komórki OUN,

niska toksyczność i immunogenność)

tworzy się wektory hybrydowe

Terapia genowa

Wektory nie wirusowe:
liposomy zawierające DNA
sztuczne chromosomy
bezpośrednie iniekcje DNA
wady: DNA wprowadzane przez te
wektory jest degradowane przez
lizosomy, albo nie wprowadzane do
jądra

Terapia genowa przeszkody

Przejściowa ekspresja na niskim
poziomie (tylko część komórek
będących celem terapii przyjmuje gen),
transkrypcja genu ustaje po kilku
tygodniach
trudności z dotarciem do tkanki
docelowej (neurony)
regulacja aktywności genu (SCID,
talasemie)

Terapia genowa-blokowanie genów

Terapia antysensownymi nukleotydami

oligonukleotydy z sekwencjami

komplementarnymi do sekwencji
nieprawidłowego mRNA wiążą się co
uniemożliwia translację
terapia rybozymowa

rybozymy -enzymy rozcinające mRNA tak

zaprojektowane by przecinały te
sekwencje mRNA, które zawierają
mutację

Terapia genowa -ryzyko

Możliwość efektów ubocznych
związanych z działaniem samego wirusa
lub genu
możliwość integracji w pobliżu proto-
onkogenu lub supresora nowotworów
(zmieniamy promotory retrowirusowe)
możliwość uszkodzenia jakiegoś
podstawowego genu (letalne mutacje są
rzadkie i śmierć będzie dotyczyła
pojedynczych komórek, ważne w
przypadku transferu do komórek
germinalnych (dominująca mutacja)

Terapia genowa

SCID X1 (komórki szpiku kostnego ex vivo
infekowane są retrowirusem z genem
podjednostki c receptora cytokin)
hemofilia B (gen czynnika IX z wirusem AA
wstrzykiwany do mięśnia szkieletowego)
dystrofia mięśniowa Duchenne’a (gen 11
kb)
niedobór deaminazy
adenozyny( autologiczne T limfocyty ex
vivo infekowane retrowirusem z genem
ADA i podawane pacjentowi)

Terapia genowa chorób
niedziedzicznych

Niedziedziczne nowotwory:

gen p53 - komórki raka płuc
gen kodujący cząsteczkę HLA-B7 - komórki

czerniaka

zakażenie HIV - geny kodujące białka blokujące

prawidłowe białka wirusa -limfocyty T helper

gen czynnika wzrostu endotelium - mięsień

sercowy w chorobie niedokrwiennej
choroby neurologiczne (projekty):

ch. Parkinsona - gen hydroksylazy tyrozyny

wzrost L-DOPA

glejaki - gen kinazy tymidynowej(gen

„samobójca”)