• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowa technologia może zapewnić bezpieczniejszą terapię genową

    05.05.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy, których badania finansowane są ze środków unijnych, opracowali nowy, niewirusowy sposób wprowadzania genów do komórki. Technika wydaje się być wolna od skutków ubocznych, takich jak nowotwór, które mogą wystąpić, kiedy wirusy są wykorzystywane do przemycania genów do komórki. Naukowcy mają nadzieję, że odkrycie "uprości sposób prowadzenia terapii genowej, zwiększy jej ogólne bezpieczeństwo i obniży koszty".

    Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Genetics, uzyskały wsparcie z finansowanych ze środków unijnych projektów JUMPY (Strategie oparte na transpozycji do funkcjonalnych analiz genomicznych Xenopus tropicalis - modelowego kręgowca na potrzeby badań rozwojowych i biomedycznych), INTHER (Opracowanie i zastosowanie integracyjnych technologii transpozycyjnych i miejscowych jako niewirusowych metod przenoszenia genów na potrzeby terapii genowych ex vivo) oraz PERSIST (Trwała transgeneza).

    Terapia genowa, która polega na wprowadzeniu genów do komórek pacjenta, okazała się skuteczna w leczeniu wielu chorób, które inaczej byłyby nieuleczalne. Można ją wykorzystywać do leczenia chorób dziedzicznych (wówczas zdrowy gen jest wykorzystywany do zastąpienia wadliwego, odziedziczonego przez pacjenta) oraz chorób serca i mózgu.

    Dobra technika terapii genowej charakteryzuje się trzema cechami: lecznicze geny powinny być przenoszone do odpowiednich komórek, muszą pozostawać aktywne w organizmie pacjenta przez długi czas, a wszelkie niepożądane skutki uboczne powinny być zminimalizowane.

    Obecnie do przenoszenia genów do komórki docelowej często wykorzystuje się wirusy. Jednakże takie podejście wiąże się z licznymi skutkami ubocznymi, w tym z zapaleniem, a nawet pojawieniem się nowotworu. Co więcej, prace nad wektorami wirusowymi do badań klinicznych często napotykają na przeszkody natury technicznej i prawnej.

    W ramach ostatnich badań naukowcy zainteresowali się naturalnymi przemytnikami genów - transpozonami. Transpozony to naturalnie występujące sekwencje DNA, które posiadają zdolność odcięcia się i wklejenia do obcego DNA.

    Naukowcy opracowali wysokoaktywny transpozon, który jest w stanie przenieść leczniczy gen do komórki docelowej i wbudować go do DNA gospodarza.

    "Po raz pierwszy pokazujemy, że możliwe jest obecnie skuteczne przenoszenie genów do komórek macierzystych, zwłaszcza do komórek układu immunologicznego, za pomocą niewirusowej metody przenoszenia genów" - zauważyła Marinee Chuah z Flandryjskiego Instytutu Biotechnologii (VIB) w Belgii.

    "Wiele zespołów próbowało tego dokonać przez lata, ale bezskutecznie. Cieszymy się, że mogliśmy teraz pokonać tę przeszkodę" - dodaje jej kolega, Thierry Vandendriessche.

    Naukowcy doskonalą i testują obecnie nowo odkrytą technologię pod kątem leczenia konkretnych chorób, w tym raka i chorób genetycznych.

    Projekt JUMPY otrzymał 1.183.220 EUR z budżetu "Jakość życia i zarządzanie żywymi zasobami" Piątego Programu Ramowego (5PR), projekt INTHER otrzymał 2.800.000 EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR), a projekt PERSIST otrzymał 11.181.411 EUR z tematu "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego (7PR).

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Nature Genetics:
    http://www.nature.com/ng

    Flandryjski Instytut Biotechnologii (VIB):
    http://www.vib.be

    Źródło danych: Flandryjski Instytut Biotechnologii (VIB); Nature Genetics
    Referencje dokumentu: MĂĄtĂŠs, L. et al. (2009) Molecular evolution of a novel hyperactive Sleeping Beauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates. Nature Genetics, publikacja online z dnia 3 maja. DOI: 10.1038/ng.343.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Nature Genetics – recenzowane czasopismo naukowe wydawane przez Nature Publishing Group, założone w 1992 roku. Siostrzanym periodykiem jest Nature Reviews Genetics, publikujący prace o charakterze przeglądowym. Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA. Komórki iPS (ang. iPSC – induced pluripotent stem cells) – rodzaj pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały sztucznie otrzymane z nie-pluripotentnych komórek (przeważnie komórek somatycznych dorosłego człowieka) przez wymuszenie ekspresji odpowiednich genów w tych komórkach.

    Transkryptom jest to zestaw cząsteczek mRNA lub ogólniej transkryptów obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. Transkryptom w przeciwieństwie do genomu jest tworem bardzo dynamicznym. Komórki w odpowiedzi na różne czynniki uruchamiają i wyłączają transkrypcję genów, zmieniając w ten sposób swój transkryptom. Często już kilka minut po zadziałaniu jakiegoś czynnika (np. stresu) na komórki można obserwować powstawanie transkryptów genów reakcji na ten czynnik. Terapia komórkowa - rozwijająca się w medycynie gałąź terapii, polegająca na wykorzystaniu ludzkich komórek do regeneracji uszkodzonych tkanek lub narządów pacjenta. Komórki te mogą pochodzić z tego samego pacjenta, lub od dawcy. Metoda ta różni się od przeszczepów tym, że korzysta się w niej nie z całych narządów lub tkanek, ale z wyizolowanych, oczyszczonych i czasem zmodyfikowanych komórek. Do terapii komórkowej często stosuje się komórki macierzyste lub progenitorowe, które posiadają wewnętrzny potencjał regeneracji uszkodzonych tkanek. Przykładowo, ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o skutecznym wykorzystaniu komórek macierzystych pochodzących ze szpiku kostnego do regeneracji mięśnia sercowego po zawale.

    Medycyna regeneracyjna (od. łac. regeneratio = regeneracja) – stosunkowo nowa dziedzina medycyny, której celem jest leczenie za pomocą zastępowania komórek starych i chorych przez komórki młode (terapia komórkami macierzystymi, inżynieria tkankowa), lub regeneracja organizmu za pomocą terapii genowej. Poziomy transfer genów, horyzontalny transfer genów (HTG), lateralny transfer genów (LTG) - zjawisko przechodzenie genów między organizmami różnych gatunków, najczęściej pozostającymi ze sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko jest odpowiedzialne za istnienie 10-20% genów w komórkach prokariotycznych i takie krytyczne dla ewolucji cechy jak oporność na antybiotyki, wirulencja, zdolność przeprowadzania fotosyntezy oraz asymilacji azotu atmosferycznego. W komórkach eukariotycznych proces zachodzi rzadziej, jednak prawdopodobnie był powszechny w początkowym etapie ewolucji eukariontów. Geny, będące wynikiem HGT, w tej domenie stanowią poniżej 1%.

    Integron – element genetyczny obecny w genomie bakterii zdolny do włączania dodatkowych genów w wyniku umiejscowionej rekombinacji. Nazwa może być stosowana zarówno do genu kodującego specyficzną miejscowo rekombinazę, jak i do struktury składającej się z genu integrazy wraz z kasetą genową, czyli przenoszonych genów oraz promotora transkrypcji, umożliwiającego ekspresję przeniesionych genów. Stwierdzono także istnienie integronów z kilkoma kasetami genów. Nowotwór (łac. neoplasma, skrót npl – z greckiego neoplasia) – grupa chorób, w których komórki organizmu dzielą się w sposób niekontrolowany przez organizm, a nowo powstałe komórki nowotworowe nie różnicują się w typowe komórki tkanki. Utrata kontroli nad podziałami jest związana z mutacjami genów kodujących białka uczestniczące w cyklu komórkowym: protoonkogenów i antyonkogenów. Mutacje te powodują, że komórka wcale lub niewłaściwie reaguje na sygnały z organizmu. Powstanie nowotworu złośliwego wymaga kilku mutacji, stąd długi, ale najczęściej bezobjawowy okres rozwoju choroby. U osób z rodzinną skłonnością do nowotworów część tych mutacji jest dziedziczona.

    Medycyna personalizowana (ang. personalised healthcare) – koncepcja, która opiera się na zrozumieniu różnic między pacjentami chorującymi na tę samą chorobę i na jednoczesnym poznawaniu złożoności chorób. Dzięki tej wiedzy możliwe jest dobieranie odpowiednich terapii do konkretnych grup pacjentów. Medycyna personalizowana pozwala przewidzieć czy określona terapia okaże się skuteczna dla danego pacjenta. Podstawą medycyny personalizowanej są badania nad ludzkim genomem i wykorzystanie wiedzy z zakresu dziedzin genetyki, genomiki i proteomika.

    Dodano: 05.05.2009. 15:11  


    Najnowsze