Terapia genică

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 14 octombrie 2020; verificările necesită 9 modificări .

Terapia genică  este un ansamblu de metode de inginerie genetică (biotehnologică) și medicale care vizează efectuarea de modificări în aparatul genetic al celulelor somatice umane [ 1] pentru a trata bolile [2] . Aceasta este o zonă nouă și în dezvoltare rapidă, axată pe corectarea defectelor cauzate de mutații (modificări) în structura ADN-ului , deteriorarea ADN-ului uman de către viruși [3] sau conferirea celulelor de noi funcții.

Dezvoltarea conceptului de terapie genetică

Conceptul de terapie genetică, aparent, a apărut imediat după descoperirea fenomenului de transformare în bacterii și studiul mecanismelor de transformare a celulelor animale de către virusurile cauzatoare de tumori . Astfel de viruși pot efectua o introducere stabilă a materialului genetic în genomul celulei gazdă, așa că s-a propus să le folosească ca vectori pentru a furniza informațiile genetice dorite în genomul celulelor. S-a presupus că astfel de vectori ar putea, dacă este necesar, să corecteze defecte ale genomului.

Editarea genetică a celulelor somatice a devenit o realitate după anii 1980, când au fost dezvoltate metode de obținere a genelor izolate, au fost creați vectori de expresie eucarioți, iar transferurile de gene au devenit comune la șoareci și alte animale.

Din punct de vedere istoric, terapia genică a avut ca scop tratarea bolilor genetice ereditare, dar domeniul de aplicare a acesteia, cel puțin în teorie, s-a extins. În prezent, terapia genică este considerată o abordare potențial universală pentru tratamentul unei game largi de boli, de la cele ereditare, genetice și care se termină cu boli infecțioase.

Istoria terapiei genice

Anii 1970 și mai devreme

În 1972, Friedman și Roblin au publicat un articol în Journal of Science intitulat „Gene Therapy for Human Genetic Diseases?” [4] Rogers (1970) a propus înlocuirea ADN-ului defect la cei care sufereau de defecte genetice. [5]

anii 1980

În 1984, a fost dezvoltat un sistem de vector retroviral care ar putea introduce eficient gene străine în cromozomii mamiferelor. [6]

1990

Primul studiu clinic autorizat de terapie genică din istoria SUA a fost efectuat pe 14 septembrie 1990 la National Institutes of Health (NIH) condus de William Anderson. [7] . Ashanti DeSilva, în vârstă de patru ani, a primit tratament pentru un defect genetic sever, imunodeficiență complexă combinată, asociată cu o lipsă a enzimei ADA. În sângele prelevat de la pacient, gena defectuoasă a fost înlocuită cu o variantă funcțională. Acest lucru a dus la o restabilire parțială a sistemului imunitar Ashanti. A stimulat temporar producerea enzimei lipsă, dar nu a generat celule noi cu o genă funcțională. Ashanti a continuat să primească injecții cu celule T corectate la fiecare două luni și a reușit să ducă o viață normală. [opt]

1993–2002

1993 Terapia genică pentru un pacient cu SCID Echipa lui French Anderson de la Universitatea din California . După terapie, celulele albe din sânge au continuat să-și îndeplinească funcțiile timp de 4 ani. Apoi a fost necesară retratamentul.

„Părintele terapiei genice” French Anderson a vindecat două fete, de 4 și 8 ani. Fetele au fost la un pas de moarte, dar datorită lui sunt vii și bine până în ziua de azi.

1999 Jesse Gelsinger a murit într-un studiu clinic de terapie genică. Cazul Gelsinger a avut un efect inhibitor puternic asupra tuturor oamenilor de știință din domeniu [9] .

1999 Unul din patru copii cu SCID este tratat cu terapie genică .

2003

În 2003, o echipă de la Universitatea din California a reușit să transfere gene în neuronii creierului folosind lipozomi acoperiți cu un polimer numit polietilen glicol ( PEG ). Înainte de aceasta, transferul de gene către neuronii creierului era imposibil datorită faptului că vectorii virali nu puteau depăși bariera hematoencefalică din cauza dimensiunilor lor mari.  . Pe baza noii tehnologii, sunt dezvoltate metode de terapie genică pentru boala Parkinson .

Tratamentele pentru sindromul Huntington sunt dezvoltate folosind procesul de interferență ARN .

2006

Prima demonstrație a controlului eficient al cancerului folosind terapia genică. Oamenii de știință de la National Institutes of Health (Maryland) luptă cu succes cu melanomul metastatic la doi pacienți care utilizează celule T ucigașe modificate genetic .

mai 2006 O echipă de oameni de știință condusă de Luigi Naldini și Brian Brown de la San Raffaele Telethon Institute for Gene Therapy (HSR-TIGET) din Milano a anunțat un progres în terapia genică: a fost dezvoltată o metodă pentru a „înșela” sistemul imunitar, provocând respingerea genetică. celule modificate . Pentru aceasta, miRNA este utilizat într-un mod specific . Descoperirea ar putea juca un rol cheie în dezvoltarea terapiei genice pentru hemofilie .

În martie 2006, o echipă internațională de oameni de știință a anunțat utilizarea cu succes a terapiei genice pentru a trata doi pacienți adulți cu o boală asociată cu celulele mieloide. .

2007

În mai 2007, Moorfields Eye Hospital și University College din Londra, Institutul de Oftalmologie au anunțat primul studiu de terapie genică pentru amauroza congenitală a lui Leber [10] . Prima operație a fost efectuată pe britanicul Robert Johnson, în vârstă de 23 de ani, la începutul anului 2007. Pentru aceasta, a fost utilizat un virus adeno-asociat recombinant care poartă gena RPE65. Tratamentul a dus la rezultate pozitive, în timp ce nu au fost găsite efecte secundare.

2008

În decembrie 2008, studiile de tratament al anemiei falciforme au fost finalizate cu succes la șoareci [11] .

2009

Terapia genică a fost folosită cu succes pentru a îmbunătăți starea pacienților cu HIV [12] și SCID (imunodeficiență combinată severă) [13] . La rozătoare, terapia genică s-a dovedit a fi eficientă în tratamentul durerii cronice [14] și a unor tipuri de surditate [15] [16] și orbire [17] În prezent, terapia genică este în curs de dezvoltare pentru o boală rară și gravă. - fibrodisplazie . Acest lucru se întâmplă la Universitatea din Pennsylvania , cu participarea geneticienilor din întreaga lume [18] .

2010

Un articol de Komaromi publicat în aprilie 2010 a descris o tehnologie de terapie genică pentru tratamentul formelor de acromatopsie la câini. Acromatopsia, sau daltonismul total, este folosită ca model ideal pentru dezvoltarea de terapii genetice care vizează fotoreceptorii conici. Funcția conului și vederea în timpul zilei au fost restabilite în cel puțin 33 de luni la doi câini tineri cu acromatopsie. Cu toate acestea, terapia a fost mai puțin eficientă la câinii mai în vârstă. [19]

2011

Un pacient tratat în 2007 și 2008 de Gero Hütter a fost vindecat de HIV printr-un al doilea transplant de celule stem hematopoietice (vezi și transplant alogen de celule stem, transplant alogen de măduvă osoasă, alotransplant) cu o mutație dublă delta-32 care dezactivează receptorul CCR5. Aceste tratamente, care au necesitat îndepărtarea completă a măduvei osoase existente a pacientului, care era o procedură foarte debilitantă, nu au fost acceptate de comunitatea medicală până în 2011. [douăzeci]

Un grup de geneticieni a reușit să vindece șoarecii de laborator de hemofilie folosind virusuri adeno-asociate. [21] Nu au fost observate efecte secundare în decurs de 8 luni.

În 2011, Neovasculgen a fost înregistrat în Rusia, primul medicament de terapie genică din clasă pentru tratamentul bolii arteriale periferice, inclusiv ischemia critică a membrelor. Compoziţia preparatului este plasmida acidului dezoxiribonucleic supraînfăşurat pCMV-VEGF165.

2012

Oamenii de știință de la Centrul Național Spaniol de Cercetare a Cancerului ( în spaniolă:  Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas ) sub conducerea directorului său Maria Blasco ( în spaniolă:  María Blasco ) au demonstrat că durata de viață a șoarecilor poate fi mărită printr-o singură injecție a unui medicament care afectează direct genele animalului la vârsta adultă. Au făcut acest lucru cu terapia genică, o strategie niciodată folosită până acum pentru a lupta împotriva îmbătrânirii. Utilizarea acestei metode la șoareci este recunoscută ca fiind sigură și eficientă. Șoarecii tratați la vârsta de un an au trăit mai mult în medie cu 24%, iar la vârsta de doi ani - cu 13%. În plus, tratamentul a dus la îmbunătățiri semnificative ale sănătății animalelor, întârzierea dezvoltării bolilor legate de vârstă, cum ar fi osteoporoza și rezistența la insulină, și îmbunătățirea indicatorilor de îmbătrânire, cum ar fi coordonarea neuromusculară. Acest studiu „arată că este posibil să se dezvolte terapie genetică anti-îmbătrânire pe bază de telomerază, fără a crește incidența cancerului”, spun autorii. Astfel, terapia genică devine una dintre domeniile promițătoare care se nasc în prezent în domeniul terapeutic al extinderii radicale a vieții și stopării îmbătrânirii. [22] [23]

Pe 2 noiembrie, Comisia Europeană a permis pentru prima dată eliberarea și vânzarea în UE a unui medicament bazat pe terapie genică de către compania olandeză uniQure pentru tratamentul unei boli genetice severe - deficit de lipoprotein lipază [24] . Costul medicamentului va fi de 1,6 milioane de dolari SUA, ceea ce reprezintă un record în istoria medicinei.

Din 2012, în Rusia a fost vândut un medicament care tratează ateroscleroza vasculară folosind terapia genică locală [25] .

2013

În 2013, doar cinci medicamente genetice sunt aprobate pentru uz clinic în lume: trei pentru tratamentul neoplasmelor maligne, al patrulea pentru tratamentul unei boli ereditare rare - deficit de lipoprotein lipază și neovasculgen.

2017

În noiembrie 2017, prima procedură din lume de „editare” a genomului unui drept uman adult în interiorul corpului său a avut loc în California. Pacientul era un bărbat cu mucopolizaharidoză tip II ( sindrom Hunter ) [26] [27] .

2019

Pe baza vectorului adeno-asociat AAV9, medicamentul Zolgensma a fost creat pentru tratamentul atrofiei musculare spinale . Acest medicament este considerat cel mai scump medicament cu un cost al cursului (1 injecție) de peste 2 milioane USD [28] . Permis într-un număr de țări din 2019 [29] [30] . Potrivit unor estimări, aproximativ o mie de aplicații ale medicamentului sunt posibile până în 2025 sau 2027 [31] [32] .

Metode de terapie genetică

Noile abordări ale terapiei genetice cu celule somatice pot fi împărțite în două mari categorii: terapia genică ex vivo și in vivo . Se dezvoltă medicamente specifice pe bază de acizi nucleici: enzime ARN, oligonucleotide modificate prin metode de inginerie genetică, corectarea mutațiilor genice in vivo etc.

Utilizarea materialelor activate de gene modificate cu medicamente de terapie genică în timpul implantării permite eliberarea întârziată și prelungită a medicamentului in situ [33] [34] .

Dezvoltarea unor instrumente atât de puternice pentru modificarea genelor precum CRISPR / Cas9 [35] [36] a oferit omenirii oportunitatea în viitorul apropiat de a elimina cu succes cauzele bolilor ereditare cu ajutorul modificării genetice [37] [38] și de a crește rezistența organismului la boli senile [39] .

Există mai multe moduri de a introduce noi informații genetice în celulele mamiferelor. Acest lucru permite dezvoltarea unor metode directe pentru tratamentul bolilor ereditare - metode de terapie genetică.

Sunt utilizate două abordări principale, care diferă prin natura celulelor țintă:

Riscuri

Terapia genică poate oferi atât beneficii clinice, cât și să conducă la extinderea și transformarea malignă a clonelor hematopoietice cu inserții de vector transferabil lângă oncogene, atunci când se utilizează vectori lentivirali, ceea ce va crește riscul de leucemie [40] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Doar celule somatice - din punctul de vedere al dreptului rus. Există, de asemenea, terapie genică pentru linii germinale în lume.
  2. ↑ Legea federală din 5 iulie 1996 N 86-FZ „Cu privire la reglementarea statului în domeniul activităților de inginerie genetică” (cu modificări și completări) Legea federală din 5 iulie 1996 N 86-FZ „Cu privire la reglementarea statului în domeniul geneticii „Activitate de inginerie” Cu modificări și completări din data de: 12 iulie 2000, 30 decembrie 2008, 4 octombrie 2010, 19 iulie 2011 Articolul 2. Concepte de bază . Data accesului: 27 octombrie 2014. Arhivat din original pe 28 octombrie 2014.
  3. ↑ van Diemen FR , Kruse EM , Hooykaas MJ , Bruggeling CE , Schürch AC , van Ham PM , Imhof SM , Nijhuis M. , Wiertz EJ , Lebbink RJ CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing of Herpesviruses Limits Productive and Latent.  (Engleză)  // PLoS pathogens. - 2016. - Vol. 12, nr. 6 . — P. e1005701. - doi : 10.1371/journal.ppat.1005701 . — PMID 27362483 .
  4. ↑ Friedmann T., Roblin R. Terapie genetică pentru boala genetică umană? (engleză)  // Știință. - 1972. - Martie ( vol. 175 , nr. 4025 ). - P. 949-955 . - doi : 10.1126/science.175.4025.949 . - Cod biblic . — PMID 5061866 .
  5. ↑ Rogers S, New Scientist 1970, p. 194
  6. ↑ Cepko CL, Roberts BE, Mulligan RC Construcția și aplicațiile unui vector navetă retrovirus murin foarte transmisibil  // Cell  :  journal. - Cell Press , 1984. - Iulie ( vol. 37 , nr. 3 ). - P. 1053-1062 . - doi : 10.1016/0092-8674(84)90440-9 . — PMID 6331674 .
  7. ↑ Prima terapie genică . Fundația Life Sciences (21 iunie 2011). Data accesului: 7 ianuarie 2014. Arhivat din original pe 28 noiembrie 2012.
  8. ↑ Blaese RM, Culver KW, Miller AD, Carter CS, Fleisher T., Clerici M., Shearer G., Chang L., Chiang Y., Tolstoshev P., Greenblatt JJ, Rosenberg SA, Klein H., Berger M. , Mullen CA, Ramsey WJ, Muul L., Morgan RA, Anderson WF T terapia genică direcționată de limfocite pentru ADA-SCID: rezultatele inițiale ale studiului după 4 ani  //  Science: journal. - 1995. - octombrie ( vol. 270 , nr. 5235 ). - P. 475-480 . - doi : 10.1126/science.270.5235.475 . - Cod biblic . — PMID 7570001 .
  9. ↑ O lecție de istorie pentru celule stem . Sciencemag.org (8 mai 2009). Consultat la 29 februarie 2012. Arhivat din original la 30 septembrie 2012.
  10. ↑ Terapia genică în primul rând pentru vedere slabă , BBC News (1 mai 2007). Arhivat din original pe 14 martie 2009. Preluat la 3 mai 2010.
  11. ↑ Vocea Americii (link inaccesibil) . Consultat la 6 decembrie 2008. Arhivat din original pe 9 decembrie 2008. 
  12. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Consultat la 16 mai 2009. Arhivat din original pe 3 mai 2009. 
  13. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Data accesului: 16 mai 2009. Arhivat din original pe 26 aprilie 2009. 
  14. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Data accesului: 16 mai 2009. Arhivat din original pe 26 aprilie 2009. 
  15. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Data accesului: 16 mai 2009. Arhivat din original pe 26 aprilie 2009. 
  16. ↑ Dina Fine Maron. Drumul din lumea tăcerii // În lumea științei . - 2019. - Nr. 1/2 . - S. 142-150 .
  17. ↑ Terapia genică returnează viziunea - Știință și tehnologie - Biotehnologie și medicină - Compulent (link inaccesibil) . Consultat la 26 octombrie 2009. Arhivat din original la 30 octombrie 2009. 
  18. ↑ Olga Portugalova . Gene schelet dublu , Gazeta.Ru  (25 aprilie 2006). Arhivat din original pe 4 martie 2016. Preluat la 9 august 2013.
  19. ↑ András M. Komáromy, John J. Alexander, Jessica S. Rowlan, Monique M. Garcia, Vince A. Chiodo, Asli Kaya, Jacqueline C. Tanaka, Gregory M. Acland, William W. Hauswirth și Gustavo D. Aguirre1. Terapia genică salvează funcția conului în acromatopsia congenitală   // Human Molecular Genetics. - Oxford University Press , 2010. - Vol. 19 , iss. 13 . - P. 2581-2593 . doi : 10.1093 / hmg/ddq136 .
  20. ↑ Omul care a fost vindecat de HIV și ce înseamnă acesta pentru un leac pentru SIDA - New York Magazine . Preluat la 31 august 2011. Arhivat din original la 12 aprilie 2014.
  21. ↑ Alla Solodova. Geneticienii au vindecat soareci de boala familiei Romanov . Infox (27 iunie 2011). Consultat la 1 noiembrie 2011. Arhivat din original pe 16 februarie 2012.
  22. ↑ Terapia genică a crescut speranța de viață | eu traiesc. Eu traiesc! Grozav! :) . Preluat la 11 august 2012. Arhivat din original la 14 aprilie 2014.
  23. ↑ [https://web.archive.org/web/20180403064948/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22585399 Arhivat 3 aprilie 2018 la Wayback Machine Terapia genică cu telomerază la șoareci adulți și bătrâni d… [EMBO Mol Med. 2012] - PubMed - NCBI]
  24. ↑ Medicament genetic de 1,6 milioane de dolari pentru a vindeca pacienții fără speranță (3 noiembrie 2012). Consultat la 4 noiembrie 2012. Arhivat din original pe 5 noiembrie 2012.
  25. ↑ Terapia genică în Rusia: trei ani de experiență R. V. Deev „Chimie și viață” nr. 12, 2013 . Data accesului: 27 octombrie 2014. Arhivat din original pe 27 octombrie 2014.
  26. ↑ Olga Strakhovskaya . În Statele Unite, pentru prima dată, genele au fost editate direct în corpul uman. Ce se poate realiza cu noua tehnologie?  (rusă) , Povești , Meduza  (17 noiembrie 2017). Arhivat din original pe 25 noiembrie 2017. Preluat la 17 noiembrie 2017.
  27. ↑ Oamenii de știință din SUA au făcut un experiment uluitor pe o persoană vie  (rusă) , Vesti  (17 noiembrie 2017). Arhivat din original pe 26 noiembrie 2017. Preluat la 17 noiembrie 2017.
  28. ↑ Cel mai scump medicament din lume . Novayagazeta.ru (6 februarie 2020). Preluat la 12 iulie 2020. Arhivat din original la 31 octombrie 2020.
  29. ↑ Zolgensma - FDA Arhivat 19 noiembrie 2019 la Wayback Machine , Highlights of Prescribing Information,  2019
  30. ↑ „Zolgensma”: terapia genică care va vindeca atrofia musculară spinală. Toate detaliile . Mosmedpreparaty (14 iunie 2019). Preluat la 18 august 2020. Arhivat din original la 20 noiembrie 2020.
  31. ↑ Victoria Rees. Studiul sugerează că Zolgensma va genera 2,5 miliarde de dolari din vânzări globale până în  2025 . European Pharmaceutical Review (31 martie 2020). Preluat la 18 august 2020. Arhivat din original la 9 august 2020.
  32. ↑ Piața globală a atrofiei musculare spinale este estimată a fi evaluată la 2,8 miliarde USD în anul  2027 . businesswire.com (12 iunie 2020). Preluat la 18 august 2020. Arhivat din original la 14 octombrie 2021.
  33. ↑ Klabukov I.D., Balyasin M.V., Lundup A.V., Krasheninnikov M.E., Titov A.S., Mudryak D.L., ... & Dyuzheva T.G. Vitalizarea angiogenică a unei matrice biocompatibile și biodegradabile (studiu experimental in vivo) Arhivat 30 octombrie 2020 la Wayback Machine // Pathological Physiology and Experimental Therapy. - 2018. - T. 62, nr. 2. - S. 53-60. doi:10.25557/0031-2991.2018.02.53-60.
  34. ↑ E. Presnyakov, I. Bozo, I. Smirnov, V. Komlev, V. Popov. Bioresorbția și biodegradarea substituenților osoși activați de gene imprimați 3D pe baza de fosfat octacalcic  // Genes & Cells. - 2020. - T. XV , nr. 1 . - doi : 10.23868/202003009 . Arhivat din original pe 7 martie 2020.
  35. ↑ Mehmet Fatih Bolukbasi, Ankit Gupta & Scot A Wolfe (2016). Crearea și evaluarea bisturiilor CRISPR-Cas9 precise pentru chirurgia genomică . Nature Methods 13, 41-50 doi : 10.1038/nmeth.3684
  36. ↑ Gori, JL, Hsu, PD, Maeder, ML, Shen, S., Welstead, GG și Bumcrot, D. (2015). Livrarea și specificitatea tehnologiilor de editare a genomului CRISPR/Cas9 pentru terapia genetică umană. Terapia genică umană, 26(7), 443-451. doi : 10.1089/hum.2015.074
  37. ↑ Wu, Y., Zhou, H., Fan, X., Zhang, Y., Zhang, M., Wang, Y., ... și Tang, W. (2015). Corectarea unei boli genetice prin editarea genei mediată de CRISPR-Cas9 în celulele stem spermatogoniale de șoarece. Cell research, 25(1), 67-79. doi : 10.1038/cr.2014.160
  38. ↑ Pellegatti, A., Dolatshad, H., Valletta, S., & Boultwood, J. (2015). Aplicarea editării genomului CRISPR/Cas9 la studiul și tratamentul bolilor. Arhivele de toxicologie, 1-12. doi : 10.1007/s00204-015-1504-y
  39. ↑ Paul Knoepfler (2015). Sapiens OMG. The Life-Changing Science of Designer Babies Arhivat 24 iunie 2017 la Wayback Machine E-Book
  40. ↑ Aiuti, A.; Biasco, L.; Scaramuzza, S.; Ferrua, F.; Cicalese, MP; Baricordi, C.; Dionisio, F.; Calabria, A. et al. (2013). „Terapia genetică cu celule stem hematopoietice lentivirale la pacienții cu sindrom Wiskott-Aldrich”. Ştiinţă. doi: 10.1126/science.1233151 .

Literatură

Reviste online

Link -uri

 Bioinginerie
Domenii de bioinginerie
Articole similare
Oamenii de știință
Popularizatori
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice