Текущее состояние генной терапии [закрыто]

Мне интересно узнать о попытках лечения взрослых людей, страдающих генетическим заболеванием, при которых понятны основные изменения в ДНК гена.

(i) Существуют ли подходы, в которых используются лекарства или ДНК, соответствующая нормальной ДНК?

(ii) Предпринимаются ли попытки обратить состояние вспять или только улучшить его?

(iii) Насколько близка такая генная терапия к клиническому использованию и для каких болезней?

Хорошо, вау, много вопросов. Теоретически, если вы можете отредактировать каждую соматическую (телесную) клетку в теле, вы можете вылечить человека. Это немного сложно, если честно. Однако, если бы пациент был плодом, нам не нужно было бы вносить столько правок. Однако, если редактируются гонадные (половые) клетки тела, у будущего потомства пациента не будет этого заболевания. Вы должны быть немного более конкретными с этим «условием».
Что вас интересует, так это форма генной терапии. Это чрезвычайно сложно. В настоящее время исследуется множество стратегий, и наилучшая стратегия, вероятно, зависит от конкретного генетического состояния. В своем вопросе вы упоминаете редактирование генов, при котором используются CRISPR/Cas9, нуклеазы цинковых пальцев или эндонуклеазы TALEN для разрезания ДНК в определенном месте, а затем полагается на механизм репарации ДНК клетки для исправления разреза, надеюсь, с правильным геном предоставляется вместе с ферментом нуклеазой. Это очень неэффективно в клеточной культуре, но, по крайней мере, в клеточной культуре вы можете найти хорошую клетку.
и выращивайте столько копий, сколько вам нужно. В живом организме это становится намного сложнее. Большинство нуклеаз для редактирования генов доставляются в виде молекул ДНК или мРНК, которые затем могут производить фермент, попадая в клетку. Однако доставка ДНК в клетки in vivo представляет собой невероятную проблему. Модифицированные вирусы более эффективны, чем невирусные системы, но имеют ограниченную пропускную способность и возможные иммунологические эффекты. Невирусные системы все еще находятся в зачаточном состоянии после более чем 20 лет усилий. Невирусная система доставки генов должна защищать ДНК от разрушения нуклеазами, доставлять ДНК в
правильный тип клеток, а затем получить эту ДНК в ядро. Оказавшись в ядре, ДНК может производить белок, в нашем случае нуклеазу для редактирования генов. Теперь нуклеаза должна найти и правильно вырезать плохой ген, если используется CRISPR, для чего требуется небольшая направляющая РНК, чтобы направить фермент в нужное место. В зависимости от того, как доставляется эта РНК, не все клетки, получившие копию гена CRISPR, получат РНК, поэтому ДНК этих клеток не будет разрезана. Использование ZFN или TALENS позволяет избежать требований к направляющей РНК, но часто имеет худший уровень точности и может разрезать ДНК в неправильных положениях.
Но самым большим препятствием для эффективного редактирования генов, вероятно, является репарация, направленная на гомологию. Когда ДНК разрезается, у ваших клеток есть 2 способа исправить это: они могут просто склеить концы и заполнить пробелы. Это обычно приводит к ошибкам и часто может просто разрушить ген, и обычно нежелательно при редактировании генов, но это намного эффективнее. Направленная репарация по гомологии берет совпадающую копию поврежденной ДНК, обычно соответствующего гена на сестринской хроматиде, и использует ее для копирования последовательности в поврежденную ДНК. Это то, что позволяет редактированию генов работать, но вы должны
ДНК вместе с геном CRISPER и направляющей РНК. Клетки-мишени должны получить все три компонента в правильных пропорциях, и они должны выбрать хорошую ДНК для восстановления поврежденной геномной ДНК. Кроме того, вы не можете просто выбрать правильные клетки в ситуации in vivo, потому что уничтожение 90% или более клеток приведет к гибели пациента, поэтому эффективность доставки и эффективность репарации должны быть намного выше, чем мы достигли в генной инженерии. доставка пока.
@ user137 Вы могли бы просто поставить это как ответ, я думаю, вы правы!
@ user137 да, чувак, слишком много комментариев. Вместо этого ответ увеличит шансы, что кто-то прочитает все это;)
@ user137 Пожалуйста, не используйте комментарии для написания ответа. Соедините эти комментарии, добавьте несколько ссылок, и вы получите ответ.
Я отредактировал заголовок вопроса, включив в него термин «генная терапия», о котором идет речь в вашем вопросе. Я также уточнил это. 43-летний мужчина может быть кем-то, кого вы знаете, но здесь он неуместен.

Ответы (1)

Объем этого вопроса слишком широк, чтобы на него можно было ответить в Biology SE. Однако я дам вам очень краткие ответы на ваши вопросы (как я их перефразировал) и укажу вам на некоторые источники базовой информации в Интернете. Прочитав их, вы, возможно, захотите вернуться с более конкретными вопросами. Я также кратко обобщил некоторые проблемы, о которых полезно знать, прежде чем читать подробности конкретных подходов к генной терапии.

Ответы

(i) Некоторые подходы включают попытки заменить дефектный ген функциональным геном или добавить последний в ДНК пациента. Другие связаны с наркотиками, часто нуклеиновыми кислотами.

(ii) Текущие усилия часто имеют более скромную цель улучшения состояния, хотя предпринимаются также усилия по обращению вспять состояния.

(iii) Генная терапия еще не получила широкого клинического применения, хотя при некоторых заболеваниях (например, при тяжелом комбинированном иммунодефиците и хроническом гранулематозном заболевании) сообщалось об успешном проведении ограниченных клинических испытаний.

Общее чтение

Я не эксперт в этой области, но погуглив «Генная терапия», я нашел следующие страницы, которые могут оказаться полезными.

Ваш геном

Университет Юты: подходы к генной терапии

Американское общество клеточной и генной терапии

Вам также может быть интересно прочитать о спорном в настоящее время препарате Этеплирсен .

Проблемы генной терапии

Вместо того, чтобы подробно рассказывать вам о технических подходах к генной терапии, для которых у вас может не быть необходимой научной подготовки, я привлеку ваше внимание к некоторым ключевым проблемам и вопросам, которые необходимо решить в этой области.

  1. Нужно ли противодействовать вредному эффекту продукта мутантного гена (например, серповидноклеточного гемоглобина) или достаточно произвести «хороший» продукт гена, чтобы восполнить дефицит?
  2. Можно ли воздействовать на новые клетки или нужно иметь дело с существующими зрелыми клетками? (Некоторые клетки, такие как клетки крови и иммунные клетки, постоянно обновляются, в то время как другие, такие как мышцы, обновляются гораздо медленнее. С последними сложнее иметь дело.)
  3. Каким образом ДНК (или лекарство) может быть доставлено в клетку, и только в соответствующую клетку. (В разных обстоятельствах использовались различные методы доставки.)
  4. Как терапевтическая ДНК может быть включена в соответствующее положение в геноме, и как можно гарантировать, что она будет экспрессироваться и что никакие другие гены не будут затронуты. (Ранние попытки использования генной терапии, при которой ДНК вставлялась в неправильное положение, приводили к раку. Однако технологии здесь быстро развиваются.)
«Ранние попытки использования генной терапии, при которой ДНК вставлялась в неправильное положение, приводили к раку». - какие есть примеры этого?
@mingyeow Наиболее известной является попытка вылечить SCID в 2002 году. См. Gene Therapy (2003) 10, 4–4. doi:10.1038/sj.gt.3301946 .
Спасибо! это косвенно отвечает на один из моих главных вопросов генной терапии: как можно контролировать побочные эффекты генной мутации? Что бы вы рекомендовали прочитать, чтобы понять, как мы контролируем, как клетки, чьи гены были изменены, внедряются в тело организма-мишени?
@mingyeow На самом деле это не моя область, но из общего чтения я знаю, что существует большой интерес к использованию технологии CRISPR из-за ее точности. Недавний комментарий, который я нашел в серфинге, может быть хорошей отправной точкой:
Я понимаю, что crispr обеспечивает точность редактирования генов, но относится ли это также к тому, как клетки воспроизводят эти отредактированные гены?
@mingyeow — Первоначальный вопрос был очень широким, поэтому было полезно дать очень общий ответ, хотя это и не моя область. Поэтому вопрос закрыт. Однако, поскольку у вас есть более конкретные проблемы, я бы посоветовал вам тщательно сформулировать их в виде собственного вопроса и опубликовать его здесь. Таким образом, он с большей вероятностью попадет в поле зрения того, кто сможет на него ответить. (И ответы будут проиндексированы в пользу других, так работает SE.)
Текущее состояние генной терапии [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v