Share

Др. Мишел ЛуфиноДр. Мишель Луфино для BabelFAmily

Перевод:  Татьянина Татьяна

Оксворд, 16 июня 2010г

Многие болезни вызываются ошибкой или мутацией в последовательности ДНК гена, что нарушает его функцию. Мутантный ген часто вырабатывает недостаточно белка, что важно для правильного функционирования клетки. Атаксия Фридрейха – это заболевание, вызванное мутацией в гене Фратаксина,  в результате которой возникает очень     низкий уровень Фратаксина, белка необходимого для клетки.
Генная терапия – это относительно простая концепция, базирующаяся на идее, что мутантный ген, ведущий к потере важного белка, может быть вылечен с помощью внедрения здоровой копии подобного гена. Введенный в клетку здоровый ген – трансген, будет обеспечивать функционирование белка и, следовательно, превратит больные клетки в здоровые.

Существуют два основных подхода в генной терапии, называемых «экс виво» и «ин виво». При генной терапии «экс виво»  у пациентов берут живые клетки и обрабатывают их в лаборатории так, чтобы они содержали трансген (они становятся преобразованными клетками). Эти клетки могут потом опять быть введены пациентам. Ожидается, что обработанные клетки сформируют часть тех тканей, из которых они были взяты. Хотя эта техника показала недавно хорошие результаты, она имеет некоторые ограничения. Часто пораженные ткани состоят из клеток, которые не могут выжить за пределами тела или приживление обработанных клеток недостаточно эффективно, чтобы компенсировать оставшиеся мутантные клетки, присутствующие в ткани. В таких случаях используется генная терапия «ин виво».
Эта техника базируется на доставке здорового гена непосредственно в пораженную ткань пациента (прямая инъекция в мышцу, нервную систему и т.д.). Поскольку участок ДНК, введенный «ин виво»  не эффективен при вхождении в клетку, чтобы доставить трансген непосредственно в клетки пациентов, используются вирусные переносчики.  Считается, что вирусы обладают высокой способностью проникновения в клетки и могут внедрять участки ДНК в хозяйские клетки. Вирусные переносчики, используемые в генной терапии, сохраняют свойства внедренной последовательности ДНК внутри клетки, но они не способны воспроизводиться и наносят вред телу, т.к. вирусные участки ДНК удаляются и замещаются тансгеном. Вирусные переносчики используются как эффективные переносчики трансгена. В зависимости от вида используемых вирусных переносчиков, могут быть получены такие недостатки как сильный иммунный ответ организма на введение вирусного переносчика. Чтобы преодолеть это препятствие были разработаны невирусные методы для доставки трансгена, но они часто характеризуются ограниченной эффективностью по доставке трансгена внутрь клетки, поэтому подавляющее большинство протоколов исследования в области генной терапии, разрабатываемых в данный момент, базируются на использовании вирусных переносчиков.
Важная проблема, которую следует учитывать при создании направлений генной терапии, это гибель трансгена, доставленного в клетки пациента.
Поскольку трансген не способен воспроизводиться, клетки, которые воспроизводятся, в конце концов будут терять трансген. Чтобы иметь стабильное содержание трансгена в преобразованных клетках могут быть использованы 2 подхода – интеграция  вектора в клеточные хромосомы и экстрахромосомное содержание. При первом подходе интегрированные вирусные переносчики (такие как ретровирусы и лентивирусы) вставляют свой вектор участка ДНК и, таким образом, трансген попадает внутрь клеточного наследственного материала хозяина (генома). В результате трансген становится частью клеточного генома пациента и будет воспроизведен и сохранен в преобразованных клетках. Не смотря на эффективность этого способа, интегрированные вирусные переносчики могут вставлять трансген не в то место, тем самым разрушая другие гены и вызывая опухоли
 Для содержания экстрахромосомного вектора характерно наличие трансгена в качестве сегмента ДНК независимо от генома клетки пациента, но он способен к воспроизведению. Когда преобразованная клетка воспроизводится, экстрахромосомный трансген будет воспроизводиться тоже и сохраняться в клетке, обеспечивая недостающий белок в пораженных тканях пациента. Этот подход преодолевает риск, связанный с интегрированным вектором, в то же время он позволяет трансгену сохраняться в преобразованных клетках спустя долгое время.
Другой терапевтический подход, созданный для атаксии Фридрейха в настоящее время тестируется на животных моделях атаксии Фридрейха (животные, показывающие симптомы, характерные для атаксии Фридрейха) Одно исследование, использующее интегрированные вектора, переносящие здоровый Фратаксин трансген, показало, что Фратаксин ген может быть успешно доставлен в клетку с помощью вирусных переносчиков (векторов), тем не менее, эти вектора возможно токсичны из-за нерегулируемой высокой продукции фратаксина.
Вектора (переносчики), базирующиеся на не-интегрированном вирусе герпеса симплекса 1 доказали способность вызывать здоровый фенотип в животных моделях, подобных моделям с атаксией Фридрейха. Разрабатываются новые вирусные переносчики, базируемые на вирусе герпеса симплекс 1, которые могут обеспечить регулируемую продукцию белка фратаксина, что кажется необходимо для долговременной продукции фратаксина.
Генная терапия  - это перспективное направление в лечении нейродегенеративных  болезней, таких как атаксия Фридрейха. Возможность лечения пациентов с помощью введения здоровой версии гена Фратаксина в пораженные ткани представляет эффективный подход в создании лечения для атаксии Фридрейха. Текущие ограничения по созданию переносчиков и доставке трансгена в пораженные ткани нужно преодолеть. Преимущества генной терапии в том, что она предлагает большие возможности.

Др. Мишел Луфино – молодой исследователь, работает в Оксворде в лаборатории Молекулярной Нейродегенерации и Генной Терапии, возглавляемой Ричардом Уэйд-Мартинсом. В настоящий момент Др. Луфино разрабатывает переносчики для исследования атаксии Фридрейха и для развития применения генной терапии.