Terapia genowa
uk"adu nerwowego
Wprowadzanie genów do komórek mózgu by� moŻe
pewnego dnia okaŻe si� metodą spowolnienia
lub nawet odwrócenia zmian zwyrodnieniowych
wywo"anych chorobami neurologicznymi
Dora Y. Ho i Robert M. Sapolsky
erspektywa wystąpienia jakiejkol- W ostatnich kilku latach uczeni po- ko, z innej tkanki lub zupe"nie innego
wiek przewlek"ej choroby wywo- znali wiele szczegó"ów dotyczących organizmu.
T"uje niepokój. Groęba pojawienia Ęmierci neuronów, spowodowanej Inna strategia, z wykorzystaniem tzw.
si uszkodzeł
neurologicznych napawa zarówno nag"ymi uszkodzeniami, na antysensów, jest równieŻ formą terapii
szczególnym l�kiem. Schorzenia takie przyk"ad udarem, napadem drgawek genowej [patrz: Jack S. Cohen i Michael
jak choroba Parkinsona czy stwardnie- czy urazem g"owy, jak i post�pem E. Hogan,  Nowe medykamenty gene-
nie zanikowe boczne (choroba Lou Geh- chorób przewlek"ych: Parkinsona czy tyczne ; �wiat Nauki, luty 1995]. Ma ona
riga) w miar� rozwoju prowadzą do Alzheimera. Ostatnie odkrycia sugeru- na celu ograniczenie produkcji bia"ek
stopniowej utraty kontroli nad organi- ją, Że stosowanie okreĘlonych leków mo- powodujących uszkodzenie komórek.
zmem. Uraz rdzenia kr�gowego moŻe Że chroni� zagroŻone neurony, nato- Niektóre rodzaje stwardnienia zaniko-
spowodowa� nag"e wystąpienie podob- miast obniŻenie temperatury mózgu  wego bocznego i pewne inne choroby
nego nieszcz�Ęcia. Choroba Alzheimera zapobiec Ęmierci wraŻliwych komórek neurologiczne są w"aĘnie wynikiem
uderza natomiast w istot� osobowoĘci w krytycznym okresie choroby neurolo- niszczącej aktywnoĘci normalnych bia-
cz"owieka, gdyŻ niszczy jego umys". gicznej. Co wi�cej, najnowsza wiedza "ek lub dzia"ania szkodliwych bia"ek nie-
Niestety, lekarze i uczeni poczynili o tym, w jaki sposób neurony obumie- prawid"owych. Terapie antysensami
jedynie niewielkie post�py w walce rają na skutek choroby, stwarza moŻli- mogą okaza� si� korzystne takŻe w
z tymi chorobami. Wynika to z duŻej woĘ� zabezpieczenia tych komórek po- przypadkach, w których neurony synte-
wraŻliwoĘci i podatnoĘci mózgu i rdze- przez modyfikacj� ich genów. tyzują bia"ka nasilające (z niewiadomych
nia na uszkodzenie. W odróŻnieniu od przyczyn) zaburzenia neurologiczne. W
wielu innych komórek neurony central- Programowanie przeŻycia tym celu wielu naukowców próbuje
nego uk"adu nerwowego osób doros"ych obecnie znaleę� sposoby blokowania
nie wykazują zdolnoĘci do podzia"u. Dzi�ki genom komórki produkują produkcji tzw. bia"ek Ęmierci, które po-
Fakt ten stanowi podstawową trudnoĘ� specyficzne bia"ka, takie jak enzymy ka- budzają zagroŻone neurony do pope"-
w leczeniu chorób i urazów uk"adu ner- talizujące róŻne reakcje chemiczne. Ko- nienia samobójstwa.
wowego. Zniszczone neurony giną mórki nerwowe wytwarzają na przy- Kiedy zrozumiemy istot� poszczegól-
bezpowrotnie i uszkodzona tkanka ner- k"ad enzymy biorące udzia" w syntezie nych chorób neurologicznych, wy"onie-
wowa mózgu i rdzenia kr�gowego nie neuroprzekaęników  substancji prze- nie listy genów, które zapobiegną nisz-
moŻe si� odtworzy�. noszących sygna"y chemiczne poprzez czeniu neuronów, nie sprawi wi�kszych
Post�p nauki zapewne jednak przy- wąskie szczeliny (przestrzenie synap- trudnoĘci. Konieczne staje si� okreĘle-
czyni si� do zmiany tej niekorzystnej sytu- tyczne) pomi�dzy neuronami. Terapia nie, w jaki sposób dostarczy� te geny do
acji. Jedne z najbardziej ambitnych badał
genowa ukierunkowana na os"abione komórek. Zasadniczo moŻna je wpro-
w neurologii dąŻą do zastąpienia utra- neurony mog"aby dostarcza� im gen ko- wadzi� do tkanki mózgowej, bezpo-
conych komórek nerwowych w znisz- dujący specyficzne bia"ko potrafiące Ęrednio wstrzykując w"aĘciwe sekwen-
czonej tkance przeszczepianiem neuro- chroni� komórki przed róŻnego rodza- cje nagiego DNA. Niestety, ta brutalna
nów lub podaniem czynników wzrostu ju zagroŻeniami. metoda rzadko okazuje si� skuteczna,
 substancji mogących stymulowa� ko- Aby stworzy� taką szans�, naukow- poniewaŻ neurony nie są szczególnie
mórki nerwowe, które przetrwa"y, do cy muszą najpierw ustali�, które bia"- efektywne w wychwytywaniu nagiego
rozrostu lub pobudza� ich uĘpione zdol- ka okaŻą si� najbardziej pomocne. W DNA. Lepszą metodą wydaje si� zamy-
noĘci do regeneracji. Takie leczenie by- pewnych przypadkach celem by"oby kanie genów w liposomach. Ze wzgl�-
"oby niezmiernie korzystne, ale up"ynie zwi�kszenie produkcji okreĘlonego du na swoją chemiczną natur� te ma"e
prawdopodobnie wiele lat, zanim zo- bia"ka mózgu w sytuacji, kiedy natu- lipidowe p�cherzyki "atwo przenoszą
stanie upowszechnione. Natomiast za- ralnie wytwarzane nie spe"nia swojej DNA do neuronów docelowych, "ącząc
pobieganie utracie neuronów jest znacz- funkcji lub jest syntetyzowane w nie- si� z b"oną komórkową i uwalniając swo-
nie skromniejszym przedsi�wzi�ciem dostatecznej iloĘci. Teoretycznie moŻ- ją zawartoĘ� do wn�trza komórki ner-
i by� moŻe szybciej osiągalnym. na by równieŻ zastosowa� nowe bia"- wowej. Komórka, z nie wyjaĘnionych
84 �WIAT NAUKI Sierpieł
1997
ROBERT M. SAPOLSKY
(zdj�cie)
; SLIM FILMS
(wirus)
; TOMO NARASHIMA
(mózg szczura)
RAPORT SPECJALNY
RAPORT SPECJALNY
dok"adnie przyczyn, wbudowuje cz�Ę� uk"adu nerwowego moŻe by� skutecz- mających upoĘledzone mechanizmy an-
materia"u do jądra zawierającego jej w"a- na. Jeden z obiecujących kierunków ba- tyoksydacyjne (przeciwutleniające).
sny DNA, a nast�pnie uŻywa dostarczo- dał
dotyczy choroby Parkinsona. To de- Bez wzgl�du na przyczyn� powszech-
nego genu do produkcji bia"ek mających strukcyjne schorzenie rozwija si� w nie wiadomo, Że objawy choroby Par-
w"aĘciwoĘci terapeutyczne [patrz: Phi- wyniku zniszczenia cz�Ęci mózgu zwa- kinsona są przede wszystkim wynikiem
lip L. Felgner,  Niewirusowe strategie nej istotą czarną, która zawiaduje kon- braku dopaminy spowodowanego ob-
dostarczania genów , strona 72]. trolą motoryczną. Degeneracja istoty umarciem wi�kszoĘci neuronów istoty
Jeszcze lepszymi noĘnikami genów czarnej utrudnia chorym inicjacj� ruchu czarnej. Dlatego najprostszym sposobem
są wirusy. W przebiegu typowego za- oraz wykonywanie kompleksowych ru- przynajmniej czasowej korekcji tego de-
kaŻenia wirusy wprowadzają swój ma- chów skoordynowanych, a takŻe powo- ficytu by"oby zwi�kszenie poziomu do-
teria" genetyczny do komórek ofiary. Ta duje typowe dla choroby Parkinsona paminy w obszarze jej niedoboru. Sama
dodana informacja genetyczna kieruje drŻenie [patrz: Moussa B. H. Youdim dopamina nie jest bia"kiem, natomiast
syntezą cząsteczek potrzebnych do bu- i Peter Riederer,  Zrozumie� chorob� wytwarzające ją enzymy naleŻą do sub-
dowy nowych cząstek wirusowych. Parkinsona ; �wiat Nauki, marzec 1997]. stancji bia"kowych. Zwi�kszając zatem
Mimo Że naturalne wirusy mogą wy- Choroba Parkinsona pojawia si� po produkcj� jednego z enzymów odgry-
kazywa� silne w"aĘciwoĘci niszczące, obumarciu neuronów istoty czarnej wy- wających istotną rol� w tym procesie (hy-
naukowcy potrafią ujarzmi� i zmieni� dzielających neuroprzekaęnik  dopa- droksylazy tyrozyny), moŻna by spowo-
niektóre z nich w mikroskopijne  konie min�. Neurony te uwalniają takŻe rod- dowa� wzrost syntezy tej tak niezb�dnej
trojał
skie , tak by przenosi"y gen o w"a- niki tlenowe  grupy chemiczne, które substancji chemicznej mózgu przez okres
ĘciwoĘciach leczniczych i umieszcza"y wywo"ują niszczące reakcje wewnątrz uwarunkowany czasem przeŻycia ko-
go wewnątrz komórki, nie powodując komórki. Stąd pewien stopieł
zaniku mórek istoty czarnej.
jej uszkodzenia. W przypadku terapii istoty czarnej jest normalną cz�Ęcią pro- Pomimo Że podawanie chemicznego
genowej stosowanej w schorzeniach cesu starzenia i powoduje "agodne drŻe- prekursora dopaminy (L-dopy) jest
centralnego uk"adu nerwowego uwaga nie typowe dla okresu starczego. Cza- równieŻ skuteczne w zwi�kszaniu st�Że-
badaczy skierowana jest tylko na nie- sami choroba Parkinsona ujawnia si� nia wspomnianego neuroprzekaęnika,
które typy wirusów, g"ównie adenowi- u ludzi z wrodzoną tendencją do nad- lek ten dzia"a na ca"y mózg, powodując
rusy i wirusy herpes. miaru wolnych rodników w tkance mó- powaŻne skutki uboczne. Zaletą stoso-
zgowej lub u tych, którzy byli naraŻeni wania terapii genowej w tym przypad-
Zwalczanie choroby Parkinsona na dzia"anie toksyn Ęrodowiskowych ku jest fakt, Że korygujące zmiany zo-
powodujących powstawanie tych rod- sta"yby ograniczone do istoty czarnej.
Wyniki eksperymentów z uŻyciem ników w organizmie. Inne przypadki Niektórzy naukowcy podj�li inten-
wektorów wirusowych stanowią pierw- wydają si� dotyczy� ludzi, u których sywne badania nad wykorzystaniem tej
sze wskazówki co do tego, Że terapia wyst�puje prawid"owy poziom wyŻej moŻliwoĘci. W eksperymentach prowa-
genowa stosowana w schorzeniach wymienionych grup chemicznych, ale dzonych wspólnie pi�� zespo"ów ba-
NEURONY (jasnoniebieski na mikrofo-
tografii) z okolicy hipokampa mózgu
szczura, do których wnikną" wirus her-
pes. WczeĘniej zosta" on zmodyfikowany
genetycznie jako noĘnik genu kodujące-
go bia"ko, które po zastosowaniu odpo-
wiednich technik mikroskopowych po-
woduje niebieskie zabarwienie ko-
mórek nerwowych. ZdolnoĘ�
przenoszenia obcych genów
do neuronów pozwala przy-
puszcza�, Że zmodyfiko-
wane wirusy mogą by�
dla mózgu ludzkiego no-
Ęnikami genów o w"a-
ĘciwoĘciach leczniczych.
WIRUS HERPES SIMPLEX
HIPOKAMP
�WIAT NAUKI Sierpieł
1997 85
NoĘniki transportujące geny do komórek nerwowych
WIRUS HERPES SIMPLEX typu I, czyn-
ADENOWIRUS, czynnik chorobotwórczy, który cz�-
nik, który wywo"uje opryszczk�, jest szcze-
sto powoduje dolegliwoĘci uk"adu oddechowego, jest
gólnie przydatny do przenoszenia genów
zdolny do zakaŻenia neuronów. W swej naturalnej
do komórek nerwowych. (Pomi�-
postaci moŻe jednak niszczy� komórki i wywo"y-
dzy okresami wyst�powania
wa� silną odpowiedę immunologiczną. Na-
objawów klinicznych wirus
leŻy wi�c zwróci� szczególną uwag� na
pozostaje bardzo cz�sto
jego inaktywacj� i zminimalizowa� jego
uĘpiony wewnątrz neuro-
immunogenno�.
nów czuciowych.) Nie-
stety, podobnie jak ade-
nowirusy naturalne wi-
rusy herpes niszczą ko-
mórki i powodują odpo-
wiedę immunologiczną.
RETROWIRUS wbudowuje swój ma-
teria" genetyczny do DNA komórki
gospodarza. Wiele retrowirusów za-
kaŻa tylko te komórki, które dzielą WIRUS TOWARZYSZŃCY ADENOWIRUSOM
si� regularnie, i dlatego nie mogą nie uszkadza zakaŻonych komórek nerwowych ani
by� uŻyte do zakaŻenia neuronów. nie powoduje reakcji immunologicznej. Ma takŻe
Inne (naleŻące do rodziny tzw. wiru- bardziej zwartą budow� niŻ inne wirusy badane
sów powolnych obejmującej wirusa pod kątem zastosowania w terapii genowej. Mo-
HIV wywo"ującego AIDS) wnikają rów- Że by� bardziej efektywny w przechodzeniu przez
nieŻ do komórek, które si� nie dzielą. ma"e pory, które pozwalają przenikną� niektórym
Retrowirusy te mogą wi�c pewnego dnia substancjom przez barier� krew mózg. Niewielki
pos"uŻy� jako noĘniki genów w choro- rozmiar wirusa ogranicza jednak iloĘ� informacji
bach uk"adu nerwowego. genetycznej umieszczonej w jego wn�trzu.
dawczych odnotowa"o duŻe sukcesy. wacji wewn�trznego programu samo- Walka z nast�pstwami udaru
W celu skorygowania objawów choro- bójczej Ęmierci komórki (apoptozy),
by Parkinsona wywo"anych chirurgicz- w wyniku czego komórki te wkrótce Pozytywne wyniki doĘwiadczeł
prze-
nie u szczurów jako wektorów genów obumiera"y. Bredesen i jego wspó"pra- prowadzanych na zwierz�tach pozwa-
uŻyto wirusów herpes . Zastosowanie te- cownicy zastosowali wi�c terapi� ge- lają przypuszcza�, Że powstaną nowe
rapii genowej zwi�kszy"o produkcj� en- nową neuronów p"odowych przed ich metody leczenia choroby Parkinsona i in-
zymów naprawczych, podnios"o poziom przeszczepieniem. Mia"a ona na celu nych post�pujących chorób zwyrodnie-
dopaminy w sąsiedztwie komórek po- zmuszenie komórek do produkcji du- niowych mózgu. Terapia genowa stwa-
zbawionych tego neuroprzekaęnika Żej iloĘci bia"ka bcl 2, które hamuje rza takŻe moŻliwoĘci zahamowania
i cz�Ęciowo wyeliminowa"o zaburzenia apoptoz�. procesu niszczenia tkanki podczas takich
ruchu u badanych zwierząt. Wyniki by"y zaskakujące. U szczu- ostrych epizodów neurologicznych, jak
Dale E. Bredesen i jego wspó"pracow- rów, które otrzyma"y standardowe prze- nadmierne pobudzenie drgawkowe lub
nicy z Burnham Institute w La Jolla szczepy neuronów p"odowych, cztery niedotlenienie i niedoŻywienie tkanki
(Kalifornia) przeprowadzili jeszcze bar- tygodnie póęniej uzyskano mierne re- nerwowej podczas udaru.
dziej skomplikowane eksperymenty. zultaty, natomiast zwierz�ta, którym W takich przypadkach najbardziej
Uprzednio wykazali, Że neurony prze- przeszczepiono komórki uprzednio wraŻliwymi komórkami mózgu są neu-
szczepione z istoty czarnej p"odów poddane terapii genowej, wykazywa"y rony, które odpowiadają na wyjątkowo
szczurzych korygowa"y niektóre defek- zdecydowaną popraw�. Leczenie cho- silnie dzia"ający neuroprzekaęnik, ja-
ty charakterystyczne dla choroby Par- roby Parkinsona wymaga jednak jesz- kim jest glutaminian. Fizjologicznie glu-
kinsona, wywo"ane chirurgicznie u cze bardziej d"ugotrwa"ych efektów  taminian pobudza neurony odbiorcze
szczurów doros"ych. Strategia ta przy- przeszczepy powinny zachowa� swoją do wychwytu wapnia, co powoduje
nios"a pozytywne wyniki, poniewaŻ aktywnoĘ� przez lata. Lekarze prze- d"ugotrwa"e zmiany w pobudliwoĘci
neurony p"odowe zachowa"y zdolnoĘ� szczepiają juŻ ludzkie komórki p"odowe synaps stymulowanych przez ten neu-
wzrostu i wytwarza"y dopamin� dla są- pacjentom z nasiloną chorobą Parkin- roprzekaęnik. Proces ten moŻe stano-
siadujących komórek z niedoborem sona, jednak wyniki tej terapii nie są jed- wi� podstaw� pami�ci na poziomie
tego neuroprzekaęnika. noznaczne. By� moŻe pewne modyfika- komórkowym.
Pojawi" si� jednak pewien problem. cje genowe w ludzkich komórkach Podczas napadu drgawek lub udaru
Z pewnych przyczyn w przeszczepio- p"odowych przed ich transplantacją po- neurony stają si� jednak niezdolne do
nych neuronach dochodzi"o do akty- zwolą uzyska� lepsze rezultaty. wychwytu glutaminianu z synaps czy
86 �WIAT NAUKI Sierpieł
1997
TOMO NARASHIMA
(neuron);
SLIM FILMS
(wirus)
RAPORT SPECJALNY
RAPORT SPECJALNY
pobierania jonów wapnia, których
duŻa iloĘ� dostaje si� do wielu ko-
KOMÓRKA NERWOWA
BARIERA KREW MÓZG sk"a-
mórek mózgu. Zamiast sprzyja� "a-
da si� z ciasno upakowanych ko-
godnym zmianom w synapsach
mórek, które tworzą Ęcian� na-
glutaminian i wapł
wyrządzają du-
czył
w"osowatych mózgu (z le-
Że szkody: struktura komórkowa wej). Wąskie przestrzenie pomi�-
dzy tymi komórkami pozwalają
dotkni�tych neuronów si� rozpada,
przedosta� si� do neuronów mó-
a nowo powsta"e rodniki tlenowe
zgu tylko ma"ym substancjom
sieją dalsze spustoszenie. Proces ten
(brązowy). MoŻliwe, Że stosowa-
powoduje bezpoĘrednio Ęmier� ko-
nie okreĘlonych Ęrodków tera-
mórek lub jest sygna"em aktywują-
peutycznych spowodowa"oby
cym apoptoz�, w wyniku której poszerzenie tych przestrzeni na
pewien czas (z prawej), pozwala-
dochodzi do obumierania s"abną-
jąc wi�kszym cząstkom (tj. wek-
cych neuronów.
torom wirusowym o w"aĘciwo-
Nasz zespó" bada", czy terapia KOMÓRKA �CIANY WEKTOR
Ęciach terapeutycznych) przejĘ�
NACZYNIA W�OSOWATEGO DO TERAPII GENOWEJ
genowa moŻe przerwa� t� kata-
do neuronów mózgu.
strofalną sekwencj� zdarzeł
. W po-
czątkowych doĘwiadczeniach izo-
lowaliĘmy komórki mózgu szczura
i hodowaliĘmy je na p"ytkach Petriego. pewnego dnia podobne leczenie moŻe cy z University of Pennsylvania prze-
Nast�pnie poddawaliĘmy je dzia"aniu okaza� si� korzystne równieŻ u ludzi. szczepili zmutowanym myszom neuro-
zmodyfikowanego wirusa herpes, za- Inna forma potencjalnej terapii geno- ny p"odowe, genetycznie zaprogramo-
wierającego gen kodujący bia"ko, które wej w przypadku udaru czy urazu do- wane do wytwarzania �-glukuronidazy.
przenosi bogate w energi� cząsteczki tyczy zjawiska aktywacji programu sa- Stwierdzili, Że przeszczepione neurony
glukozy przez b"on� komórkową. U mobójczej Ęmierci komórek nerwowych. usuwa"y uszkadzające lipidy z ca"ego
chorego, u którego wystąpi" ostry epi- Howard J. Federoff i jego wspó"pracow- mózgu zwierz�cia.
zod neurologiczny, podobny rodzaj te- nicy z University of Rochester oraz pra- Pomimo wielu zach�cających wst�p-
rapii zwi�kszy"by nap"yw glukozy, cujący w naszym zespole Lawrence nie- nych wyników przed terapią genową
w wyniku czego zagroŻone neurony zaleŻnie od siebie skonstruowali we- schorzeł
uk"adu nerwowego wciąŻ pi�-
mog"yby skorzysta� z dodatkowej ener- ktory wirusa herpes, b�dące noĘnikami trzą si� liczne przeszkody. Na przyk"ad
gii, koniecznej m.in. do usuni�cia nad- genu bcl 2 hamującego proces apopto- konstruowanie wektorów wirusowych
miaru jonów wapnia ze swego wn�trza. zy. Taki wektor chroni komórki mózgu nadal stwarza powaŻne problemy.
Wst�pne doĘwiadczenia wykaza"y, szczurów przed uszkodzeniem w prze- Znaczne os"abienie wirusów utrudnia
Że stosowane przez nas leczenie zwi�k- biegu ostrego epizodu neurologiczne- im przedostawanie si� do komórek.
sza wychwyt glukozy i pomaga utrzy- go nawet wówczas, gdy zostanie poda- Zbyt ma"a modyfikacja wirusa moŻe
ma� prawid"owy metabolizm w neuro- ny po udarze. spowodowa� uszkodzenie neuronów
nach, poddanych in vitro dzia"aniu Naukowcy donoszą równieŻ o post�- biorcy. PoniewaŻ dost�pne obecnie wek-
analogicznemu do zmian zachodzących pach badał
, które mogą pewnego dnia tory wirusowe mają jedne lub drugie
w czasie drgawek czy udaru. Póęniej zapobiec pewnym chorobom
okaza"o si�, Że moŻemy ograniczy� spichrzania  zaburzeniom
NEURON
zniszczenie tkanki nerwowej szczurów genetycznym wywo"ującym
PRZEWODZŃCY
dzi�ki wstrzykni�ciu wektora wiruso- niedobory niektórych enzy-
BODŁCE
wego do zagroŻonego obszaru mózgu mów, co w efekcie powodu-
nawet przed wystąpieniem udaru. Jest je nagromadzenie cząste-
to oczywiĘcie niemoŻliwe w przypad- czek t"uszczu w mózgu. Aby
ku ludzi, gdyŻ trudno przewidzie�, kie- sprawdzi� ten rodzaj terapii,
dy nastąpi napad drgawek czy udar. wyhodowano myszy wyka-
Mimo to Matthew S. Lawrence i Rajesh zujące mutacj� genu kodują-
Dash w badaniach przeprowadzonych cego enzym zwany �-gluku-
GLUTAMINIAN
w naszym laboratorium stwierdzili, Że ronidazą. (Chorzy cierpiący
u szczurów terapia genowa stosowana na bardzo rzadko wyst�pują- RECEPTOR DLA
GLUTAMINIANU
w kilka godzin od momentu wystąpie- ce schorzenie nazywane ze-
nia drgawek pozwala zabezpieczy� neu- spo"em Slya mają mutacj� te-
rony przed dodatkowym uszkodze- go samego genu.) John H.
niem. DoĘwiadczenie to sugeruje, Że Wolfe i jego wspó"pracowni-
JONY
WAPNIA
WARUNKI KRYZYSOWE wyst�pują podczas napadów drgawek lub udaru,
kiedy zbyt duŻe iloĘci neuroprzekaęnika  glutaminianu (niebieski)  gro-
JONY WAPNIA
madzą si� w przestrzeniach synaptycznych pomi�dzy neuronami. OkreĘlo-
PRZEDOSTAJŃCE
ne cząsteczki, zwane receptorami dla glutaminianu i znajdujące si� na
SIó DO NEURONU
powierzchni komórki otrzymującej sygna" (brązowy), pozwalają jonom wap-
ODBIERAJŃCEGO
BODŁCE
nia (czerwony), normalnie obecnym w duŻym st�Żeniu tylko na zewnątrz
komórki, przedosta� si� do wn�trza neuronu i spowodowa� trwa"e uszko-
PRZENO�NIK GLUKOZY
NEURON
dzenie. W przysz"oĘci terapia genowa albo zwi�kszy iloĘ� bia"ka wiąŻącego
ODBIERAJŃCY
wapł
, albo liczb� noĘników glukozy (które mog"yby dostarczy� wi�cej wy- BODŁCE BIA�KO WIŃ�ŃCE WAPĄ
sokoenergetycznych cząsteczek zagroŻonym neuronom).
�WIAT NAUKI Sierpieł
1997 87
SLIM FILMS
SLIM FILMS
dokonali przeszczepienia neuronów
p"odowych, zaprogramowali genetycz-
nie te komórki, tak aby produkowa"y
duŻą iloĘ� czynnika wzrostu neuronów.
Niektóre z tych komórek wszczepili
dojrza"ym szczurom w okolic� mózgu
odpowiedzialną za proces uczenia si�
i zapami�tywania. Obszar ten fizjolo-
gicznie ulega stopniowej degeneracji
w trakcie starzenia. Wykonany zabieg
w duŻym stopniu zahamowa" proces
obniŻania si� percepcji u starzejących
si� szczurów.
Pozytywne wyniki tych badał
wska-
zują, Że terapia genowa moŻe by� sto-
sowana nie tylko po to, aby z"agodzi�
przebieg choroby, ale w celu popra-
wienia pami�ci, doznał
i koordynacji
ruchów u ludzi starszych. Obecnie po-
zosta"o jeszcze wiele do zrobienia przed
zastosowaniem tej metody w geriatrii.
Wydaje si� jednak, Że inŻynieria gene-
tyczna b�dzie mog"a zaoferowa� sku-
teczne Ęrodki lecznicze dla odm"odze-
WILLEM DE KOONING (1904 1997), ma-
nia starzejących si� mózgów.
larz abstrakcyjny, cierpia" w ostatnim okre-
Nawet jeĘli uda si� przezwyci�Ży� te Taka terapia by� moŻe sprawi takŻe,
sie swego Życia na chorob� Alzheimera,
trudnoĘci, pozostaną jeszcze inne. Mi- Że umys" ludzi m"odych b�dzie funk-
schorzenie, które dotyka 1/5ludzi powyŻej
mo iŻ wektory wirusowe dotrą do okre- cjonowa�  lepiej niŻ dobrze - jak g"osi
85 roku Życia. Naukowcy są pe"ni optymi-
zmu, sądząc, Że choroba Alzheimera, cho- Ęlonej grupy neuronów, nie b�dą prze- popularny obecnie slogan okreĘlający
roba Parkinsona i inne zwyrodnieniowe
nika"y dalej. (Wirusy zdolne do repli- dzia"anie preparatu o nazwie Prozac.
schorzenia uk"adu nerwowego zostaną
kacji  namnaŻania  mogą si� "atwo Niewiele jest badał
medycznych, które
w przysz"oĘci z"agodzone dzi�ki terapii
rozprzestrzenia� w tkance mózgu, ale otwierają istną  puszk� Pandory , tak
genowej zapoczątkowanej przez autorów
nie nadają si� do stosowania w terapii jak to czynią eksperymenty prowadzo-
artyku"u i innych wybitnych wspó"cze-
genowej, poniewaŻ b�dą niezmiennie ne w celu udoskonalenia normalnych
snych naukowców.
wywo"ywa"y niszczącą reakcj� immu- funkcji mózgu.
nologiczną.) Bezpieczne wektory wiru- JednakŻe takich eksperymentów i
niedoskona"oĘci, konieczne jest jeszcze sowe przechodzą tylko do okreĘlonych ewentualnych naduŻy� trudno b�dzie
wiele ulepszeł
, zanim moŻna b�dzie obszarów, gdzie zakaŻają niewielki pro- unikną�, jeĘli naukowcy mają kontynu-
spróbowa� bezpiecznie zastosowa� tera- cent neuronów. Dlatego nie są szczegól- owa� prace nad terapią genową chorób
pi� genową u ludzi ze schorzeniami nie efektywne w penetracji tkanki obj�- neurologicznych. Przysz"e badania w tej
neurologicznymi. tej procesem chorobowym. Ponadto dziedzinie, podobnie jak w innych szyb-
Kolejna trudnoĘ� wynika stąd, Że do- aktywnoĘ� wi�kszoĘci badanych wek- ko rozwijających si� dzia"ach biome-
st�p do mózgu  niezmiernie istotnego, torów wirusowych utrzymuje si� zale- dycyny, na pewno spowodują pojawie-
lecz delikatnego narządu  ogranicza dwie przez kilka tygodni. Jest to zbyt nie si� problemów etycznych, które
otaczająca go czaszka. Wstrzykni�cie krótki okres na zwalczenie wolno po- trzeba b�dzie rozwiąza�.
T"umaczy"a
leków bezpoĘrednio do chorej tkan- st�pujących, ale bezlitosnych chorób
Barbara �ukomska
ki stanowi wi�c problem. Wi�kszoĘ� na- zwyrodnieniowych. Naukowcy muszą
ukowców prowadzących badania na zatem znaleę� sposób, aby poszerzy�
zwierz�tach stosuje techniki neuro- zasi�g, zwi�kszy� efektywno� i wyd"u-
Informacje o autorach
chirurgiczne. Wektor wirusowy wstrzy- Ży� czas trwania tych genetycznie za-
DORA Y. HO i ROBERT M. SAPOLSKY
kuje si� bezpoĘrednio do zagroŻonej programowanych  infekcji .
wspó"pracowali przez prawie siedem lat. Ho,
procesem chorobowym cz�Ęci mózgu
badacz na Wydziale Nauk Biologicznych
Stanford University, podczas doktoratu, któ-
przez otwór wydrąŻony w czaszce. Co przyniesie przysz"oĘ�?
ry uzyska"a w roku 1990, prowadzi"a ekspe-
OczywiĘcie potrzebne by"yby mniej in-
rymenty genetyczne dotyczące wirusa her-
wazyjne metody leczenia. Pomimo Że Pomimo wielu krytyk badania doty-
pes simplex. Od tego czasu zajmuje si�
badaniami mającymi na celu zastosowanie
istnieje moŻliwoĘ� doŻylnego podawa- czące zastosował
terapii genowej
wirusów herpes w terapii genowej i pozna-
nia wektorów wirusowych (o powino- w schorzeniach uk"adu nerwowego 
nie biologii molekularnej chorób centralne-
wactwie wy"ącznie do tkanki nerwo- dzi�ki początkowym sukcesom  wy-
go uk"adu nerwowego. Sapolsky, profesor
wej), wirus nie potrafi"by pokona� ba- wo"a"y pewną doz� optymizmu. By� nauk biologicznych i neurologicznych w
Stanford, początkowo zajmowa" si� zagad-
riery krew mózg, czyli wyspecjalizo- moŻe po odpowiednich modyfikacjach
nieniami z dziedziny fizjologii stresu. W tym
wanej sieci naczył
w"osowatych, prze- terapia genowa w schorzeniach mózgu
czasie przebywa" teŻ w Kenii, gdzie prowa-
puszczających jedynie ma"e cząste- b�dzie powszechnie stosowana. dzi" badania szympansów w naturalnym Ęro-
dowisku. W roku 1990 porzuci" swoje zain-
czki. Wynika z tego, Że bez wykonania Zdają si� na to wskazywa� prace
teresowania hormonami stresu w mózgu na
uprzednio specjalnych zabiegów nie- Andersa Bj�rklunda i jego wspó"pra-
rzecz terapii genowej w zaburzeniach uk"a-
mal wszystkie wektory wirusowe roz- cowników z Uniwersytetu w Lund w
du nerwowego.
mieĘci"yby si� w innych tkankach. Szwecji. Naukowcy ci, którzy pierwsi
88 �WIAT NAUKI Sierpieł
1997
THOMAS HOEPKER
Magnum Photos