Генная терапия: методы, применение и перспективы

Основы генной терапии: что это и как она работает?

Генная терапия представляет собой достаточно новую технологию, которая направлена на лечение заболеваний, обусловленных “поломками” в одном гене, которые являются причиной детской инвалидности или даже смертности. Метод этого медицинского направления заключается в коррекции или замене неправильно функционирующих генов, ответственных за развитие определенных наследственных заболеваний. 

Подход генной терапии может быть применен к различным видам заболеваний, включая кистозный фиброз, наследственные формы гемофилии, мукополисахаридоз. Он также может быть использован для лечения онкологических заболеваний. Редактирование генома включает в себя такие технологии как CRISPR/Cas9, TALENs, ZFNs. Они позволяют точно изменять участки ДНК, внося изменения в геном.

Основная идея этой терапии заключается в том, чтобы ввести в организм измененные гены, которые могут исправить нарушенную функцию или заменить отсутствующий ген. Это достигается путем использования векторов (например, вирусов) для доставки генетического материала в клетки пациента.

К преимуществам методики можно отнести: 

• коррекцию трудноизлечимых заболеваний;

• потенциально длительный эффект. В отличие от многих других методов лечения, генная терапия может обеспечить длительный или даже постоянный эффект лечения, поскольку направлена на коррекцию на уровне ДНК;

• персонализированный подход. Генная терапия может быть адаптирована к индивидуальным особенностям пациента, что может улучшить эффективность лечения.

Помимо явных плюсов, методика имеет и ряд недостатков:

• риски и побочные эффекты. Введение генетического  материала может вызвать нежелательные реакции. Так, к примеру, в научной литературе описаны случаи, когда после трансплантации генетически модифицированных СБ34+ клеток у одних пациентов обнаруживался лейкоз, а у других развилась Т-клеточная пролиферация;

• эффективность. Некоторые виды генной терапии могут быть недостаточно результативными, особенно в случаях сложных генетических нарушений;

• этические вопросы. Существуют дилеммы, связанные с вмешательством в генетику человека, что вызывает дебаты и споры в обществе;

• недоступность для большинства людей. Генная терапия – очень дорогая сфера, требующая колоссальных финансовых ресурсов и значительных затрат времени. Поэтому в данный момент ее нельзя считать доступной для всех нуждающихся в ней людей. 

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Узнать подробнее

Цели и принципы генной терапии

Целью генной терапии является введение или так называемое “редактирование” генов в клетке организма пациента, чтобы изменить его генетическую информацию и найти “рычаги” воздействия на имеющиеся заболевания. 

Основные принципы генной терапии:

1. Восстановление или замена дефектных генов.

   Существует несколько основных методов восстановления и замены дефектных генов при генной терапии:

   • замена гена. В этому случае дефектный ген пациента заменяется здоровым.  Такой результат может быть достигнут через использование вирусов или других носителей, способных доставить ген внутрь клеток;

   • редактирование гена. С использованием технологии CRISPR/Cas9 стало возможно вносить точные изменения в геном, исправляя дефектные участки ДНК. Этот метод позволяет редактировать гены прямо внутри клеток человека.

2. Подавление или блокировка дефектных генов.

   В других случаях генная терапия может быть направлена на подавление активности определенного гена, который является причиной заболевания. Эта цель достигается с помощью введения нуклеаз – ферментов, которые разрушают ДНК или РНК путём разрыва фосфодиэфирных связей между нуклеотидами. 

   Нуклеазы играют важную роль во многих биологических процессах: репликации, репарации и рекомбинации генетической информации, а также в программированной клеточной гибели (апоптозе). 

3. Использование векторов доставки.

   Использование векторов доставки позволяет преодолеть барьеры, связанные с введением генетического материала в клетке (например, защитные мембраны), и обеспечить эффективную и точечную доставку генов.

   Существует несколько типов векторов доставки. Это вирусные векторы, плазмиды и липосомы. Вирусные векторы часто используются в генной терапии из-за их способности эффективно интегрироваться в ДНК хозяина. Однако, существует опасность возникновения нежелательных побочных эффектов при использовании вирусных векторов. Плазмиды и липосомы также могут использоваться как векторы доставки, осуществляя относительно безопасные альтернативы вирусным векторам.

   После введения вектора доставки в организм, измененные гены доставляются в целевые клетки, где они могут выполнять желаемые функции, например, восстанавливать поврежденные гены или запускать процессы лечения заболеваний. Генная терапия при помощи векторов доставки представляет собой потенциально мощный инструмент в лечении различных заболеваний - таких как рак, наследственные болезни и некоторые вирусные инфекции.

Чем генная соматическая терапия отличается от генной фетальной

Генная соматическая терапия и генная фетальная терапия - это два различных подхода к использованию генной терапии для лечения генетических заболеваний, и они отличаются как в применении, так и в постановке целей.

Генная соматическая терапия применяется непосредственно к клеткам тела человека или животного, но не передается наследуемым путем потомкам. Она направлена на лечение или коррекцию генетических дефектов в определенных тканях и органах. Например, при помощи генной соматической терапии можно вводить корректирующие гены в определенные клетки пациента для лечения наследственных заболеваний, таких как муковисцидоз, гемофилия и другие. Однако изменения, внесенные генной соматической терапией, остаются на уровне организма,  и не передаются потомкам.

Генная фетальная терапия, напротив, применяется к эмбрионам или плодам в утробе матери с целью внесения изменений в геном на ранних стадиях развития. Поэтому предполагается, что изменения, внесенные генной фетальной терапией, могут быть унаследованы потомками.

Какие заболевания можно вылечить с помощью генной терапии?

На сегодняшний день генная терапия используется при лечении следующих патологий: 

• Муковисцидоз.

Генная терапия может помочь пациентам с муковисцидозом путем введения нормальной копии гена CFTR (кодирующего белок, отвечающий за транспорт ионов через клеточные мембраны) в их клетки. Такая терапия восстанавливает функцию белка CFTR, которая нарушается у пациентов с муковисцидозом.

• Гемофилия.

Генная терапия используется для лечения гемофилии A и B. Ген, отвечающий за производство соответствующего фактора свертываемости крови, вводится в организм пациента для обеспечения нормального функционирования системы крови.

• Офтальмологические заболевания.

Некоторые формы наследственных заболеваний глаза, например, дистрофия сетчатки, могут быть вылечены с помощью генной терапии. 

• Некоторые онкологические заболевания. 

Генная терапия может быть направлена на уничтожение или подавление генов, ответственных за рост опухоли, что может привести к замедлению или остановке роста раковых клеток.

Также этот вид лечения используется для модификации опухолевых клеток, чтобы они стали более видимыми для иммунной системы.

• Спинальная мышечная атрофия. 

В ходе клинических испытаний один из препаратов генной инженерии показал хорошие результаты у пациентов с мышечной атрофией. Напомним, что при этом заболевании дети до двух лет быстро утрачивают способность самостоятельно ходить, а затем и дышать. Введение препарата помогло 19 из 21 пациентов начать самостоятельно двигать головой и сидеть. 

Будущее генной терапии

Будущее этого направления представляет собой потенциально революционное развитие в области медицины. Одна из основных перспектив генной терапии – ее применение для лечения многих видов рака. 

Более того, генная терапия может быть применена для лечения и предотвращения других видов генетических заболеваний: кистозного фиброза, синдрома Дауна.

Однако, чтобы генная терапия стала широко доступной и эффективной, необходимо решение ряда проблем. Важно разработать безопасные и эффективные методы доставки генетического материала в организм, а также обеспечить адекватное контролируемое “поведение” введенных генов.

Тем не менее, научные исследования и технологический прогресс в этой области продолжаются, и в будущем генная терапия может стать более широко использованной методикой лечения.

Онлайн обучение
Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Узнать подробнее

Краткие выводы

Генная терапия – это большая и активно развивающаяся область медицины, которая направлена на лечение и профилактику различных заболеваний. С помощью разработки уникальных научных технологий стало возможным менять генетический материал пациента на разных стадиях его развития. 

Возможность восстановления и замены дефектных генов при помощи генной терапии представляет собой потенциально революционный подход к лечению многих болезней, которые вызваны наследственными дефектами. По мере своего совершенствования, этот метод позволит избавить человечество от множества генетических заболеваний, включая самые опасные и тяжелые. 

Однако генно-терапевтический подход все еще находится в стадии активного исследования и разработки. Он подвергается строгим клиническим испытаниям, регулируется медицинскими стандартами и законодательством. При этом существуют немаловажные ограничения и этические вопросы, связанные с применением на практике генной терапии. 

Список использованной литературы

1. Е. А. Слободкина “Генная терапия в регенеративной медицине: последние достижения и Актуальные направления развития”. 

2. О. А. Безбородова “Генная терапия – новое направление в медицине”.

3. М. Р. Шарипова “Генная инженерия”.