Генотерапия и ее перспективы: презентация медицины будущего

Генотерапія та її перспективи: презентація медицини майбутнього

Генотерапия и ее перспективыкак мы можем побороть болезни путем модификации генов. Узнайте об одной из наиболее обещающих областей медицины будущего. 

Что такое генотерапии и почему она важна?

Гены в клетках вашего тела играют важную роль для вашего здоровья – действительно, неисправный ген может заставить вас заболеть. Генотерапия и ее перспективы всегда были привлекательными темами для изучения и эта отрасль является флагманом медицины будущего

Признавая это, ученые десятилетиями работали над способами модификации генов или замены неисправных генов здоровыми для лечения или предотвращения заболеваний или улучшения медицинского состояния.

Сейчас это исследование генной терапии наконец начало приносить результат. В августе 2017 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами США сделала презентацию трех препаратов генной терапии, первых в своем роде. 

Генотерапия и ее перспективы: презентация медицины будущего

Два препарата предназначены для перепрограммирования собственных клеток пациента для нападения на смертельно опасный рак. Третий препарат направлен на лечение заболеваний, вызванных мутациями в конкретном гене. 

Что такое клетки и гены? Как они взаимодействуют? 

Клетки – основные строительные блоки всего живого; человеческое тело состоит из триллионов клеток. Внутри наших клеток есть тысячи генов, которые предоставляют информацию для выработки специфических белков и ферментов, которые создают мышцы, кости и кровь.

Что, в свою очередь, поддерживает большинство функций нашего организма, таких как пищеварение, энергия и рост.  

ПРОСТЫЕ СПОСОБЫ КАК СДЕЛАТЬ СКРИНШОТ НА САМСУНГЕ И ДРУГИХ ТЕЛЕФОНАХ АНДРОИД

Как работает генотерапия

Иногда весь ген или часть гена неисправна или отсутствует с рождения, или ген может изменяться или мутировать в течение взрослой жизни. Любая из этих вариаций может нарушить способ изготовления белков, что может способствовать проблемам со здоровьем или развитию заболевания. 

Как работает генотерапия

В генной терапии ученые могут выбрать подходящий метод в зависимости от проблемы, которая существует. Они могут заменить ген, который вызывает медицинскую проблему, здоровым. Могут добавить гены, чтобы помочь организму бороться или лечить заболевания, или выключить гены, которые вызывают проблемы. 

Для того, чтобы вставить новые гены непосредственно в клетки, ученые используют носитель, который называют “вектором”. Он генетически спроектирован для доставки гена.

Например, вирусы имеют естественную способность доставлять генетический материал в клетки, а поэтому могут использоваться как векторы. 

СТИМУЛЯЦИЯ МОЗГА: ТЕХНОЛОГИИ, КОТОРЫЕ ПОМОГУТ ЧИТАТЬ МЫСЛИ И ЛЕЧИТЬ

Прежде чем использовать вирус для переноса терапевтических генов в клетки человека, нужно его модифицировать, чтобы устранить его свойство вызвать инфекционные заболевания. 

Генотерапию можно использовать для модификации клеток внутри или вне организма. Для модификации внутри организма врач введет вектор, который переносит ген непосредственно в ту часть тела, которая имеет дефектные клетки. 

Генотерапия и ее перспективы

Для модификации клеток вне организма, у пациента могут взять кровь или другую ткань. Вектор, содержащий желаемый ген, вводится в эти клетки. Клетки оставляют, чтобы размножаться в лаборатории, а затем вводят обратно больному, они продолжают размножаться и в конце дают желаемый эффект.  

Генотерапия и ее перспективы: прежде чем выйти на рынок … 

Как мы увидели перспективы генотерапии безграничны. Однако прежде чем компания может выпустить на рынок продукт генной терапии для использования на людях, продукт генотерапии должен быть протестирован на безопасность и эффективность. Ученые должны изучить какие приемлимые риски терапии с учетом ее пользы.

Генотерапия обещает кардинально преобразить медицину и дать шанс пациентам, которые живут с тяжелыми и даже неизлечимыми заболеваниями. Ученые продолжают достигать значительных успехов в генотерапии и стремятся ускорить ее развитие путем оперативного изучения новаторских методов лечения, которые могут спасти жизнь. 

История развития генотерапии

Генная терапия развивалась с годами. Вот некоторые из наиболее важных вех, которые привели нас к сегодняшнему положению генной терапии: 

1953

  • Структура ДНК была охарактеризована двойной спиралью   

Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик, Морис Уилкинс и Розалинда Франклин

Королевский колледж Лондона

1961-1966

  • Генетический код был обнаружен путем расшифровки трех оснований ДНК в 1й из 20 аминокислот. Вскоре после этого были расшифрованы 19 оставшихся аминокислот, что открыло путь для новых технологий.

Маршал Ниренберг, Хар Хорана и Северо Очоа

Национальный институт здоровья (NIH)

1973

  • Исследователи открыли метод генной инженерии, который позволяет искусственно внедрить один организм, воспроизвести и выразить его в других 5 организмах.  
    • ДНК была встроена в носитель плазмиды (структура ДНК, которая может реплицироваться без хромосомы), который затем вставил в генетический материал бактерии E. coli. Когда бактерия воспроизводится, она реплицирует чужеродную ДНК и сохраняет генетический материал исходного организма.  

Стэнли Н. Коэн и Герберт В. Бойер

Совместное американо-японское совещание по плазмидам, Гавайи

1980

  • Один из первых случаев, когда генная терапия была протестирована на людях, проводилась без разрешения университета, который предоставил финансирование Исследователь потерял несколько грантов, и NIH предупредил других, что эксперименты на людях недопустимы. 
    • Мартин Клайн без разрешения попытался провести генную терапию за границей у 2х пациентов с бета-талассемией, редким наследственным заболеванием крови, путем переноса гена бета-глобина в их клетки. Это не сработало, потому что клетки не реплицировались. 

Мартин Клайн

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе

1990

  • Первое клиническое испытание генной терапии было проведено с использованием новой технологии Viral Vector  
    • 2 пациента с тяжелым комбинированным иммунодефицитом (ТКИД) получали лечение с использованием новой технологии гамма ретровирусного вектора. Результаты были неоднозначными.  

Майкл Блейз и Френч Андерсон

Национальный институт здоровья (NIH)

1996

  • Была изучена первая инженерная нуклеазная технология, которая заложила основу для изучения использования нуклеаз цинковых пальцев для редактирования генов в качестве потенциала для дальнейшего развития генной терапии   

Ян-Гюм Ким, Чжуен Ча и Шринивасан Чандрасегаран

Университет Джона Хопкинса

1996

  • Первое поколение лунтивирусных веторов LVV было создано с использованием 3 разных плазмид (структура ДНК, которая может реплицироваться без хромосомы), содержащих большую дезактивированную часть генома ВИЧ, что делает маловероятным репликацию ВИЧ в клетках человека.  
    • Через пару лет последовали LVV второго и третьего поколения, содержащие дальнейшее сокращение исходного генома ВИЧ (на менее двух третей).

Дидье Троно и Луиджи Налдини

Институт Солка (Salk Institute)

История развития генотерапии
Генотерапия и ее перспективы – История развития

1999

  • FDA и NIH создали новые программы – План мониторинга клинических испытаний генной терапии и Симпозиум по безопасности переноса генов – в целях обеспечения безопасности и прозрачности клинических испытаний генной терапии. Это сулчилось после смерти 18-летнего пациента во время клинического испытания с использованием аденовирусного вектора. Дополнительная защита пациентов вызвала задержки в исследованиях, но привела к большему вниманию к безопасности и обмену данными в исследованиях генной терапии. 
    • Джесси Гелсингер, 18-летний мальчик с относительно легкой формой дефицита орнитин-транскарбамилазы (ОТС), умер во время участия в испытании аденовирусной генной терапии из-за тяжелой иммунной реакции на вектор. Позже исследователи обнаружили, что несколько других пациентов испытали серьезные побочные эффекты после инъекции, но Джесси никогда не был проинформирован о них. Это побудило FDA и NIH усилить защиту пациентов с помощью 2 новых программ, Плана мониторинга клинических испытаний генной терапии и Симпозиума по безопасности переноса генов.

Пенсильванский университет

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA)

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA)

2000

  • Клиническое испытание генной терапии с использованием гаммаретровируса вызвало обеспокоенность по поводу безопасности встраивания гена
    • Десять пациентов с Х-сцепленным тяжелым комбинированным иммунодефицитом (ТКИД) получали генную терапию. В то время как 9 из 10 пациентов прошли курс лечения, у 4 из 9 пациентов развился лейкоз. Это исследование продемонстрировало необходимость в улучшенных вирусных векторах для генной терапии. 

Ален Фишер и Марина Каваццана-Кальво

Больница Неккера для детей

2002

  • FDA одобрило первое клиническое испытание (на людях) с использованием LVV для проверки безопасности и переносимости однократной инфузии у пациентов с ВИЧ. Испытание фазы 1 было успешно завершено, что открыло двери для дополнительных исследований лентивирусных векторов, включая испытание фазы 2 

Роб Рой МакГрегор

Пенсильванский университет

2003

  • Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Китая одобрило первую в мире коммерчески доступную генную терапию для лечения плоскоклеточного рака, одной из форм рака кожи

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Китая

2009

  • В клинических испытаниях генетическое заболевание глаз лечили с использованием аденоассоциированного вирусного вектора. Восемь лет спустя это решающее испытание привело к одобрению FDA первой генной терапии в Соединенных Штатах.  

Жан Беннетт

Пенсильванский университет

2010

  • Были описаны первые инженерные разработки (TAL-effector nucleases), обладающие способностью вызывать направленный мутагенез.  

Мишель Кристиан, Томас Чермак и Эрин Л. Дойл

Университет Миннесоты и Государственный университет Айовы

2010

  • Впервые самоактивирующийся лентивирусный вектор был использован в клинических испытаниях терапии гемоглобинопатий     

Филипп Лебульш

Парижский университет Декарта

2012

  • Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) одобрило первый аденоассоциированный вирус (AAV) гена основанного дополнения терапии для лечения дефицита липопротеинлипазы (ЛПНП)   

Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA)

2012

  • Ученые разработали метод редактирования генов, который был назван CRISPR/Cas9 и который может изменять определенные последовательности ДНК  

Дженнифер Дуодна, Эммануэль Шарпантье и команда

Калифорнийский университет в Беркли

2016

  • EMA одобрило первую генную терапию на основе гамма-ретровируса для лечения тяжелого комбинированного иммунодефицита аденозиндезаминазы (ADA-SCID). Эта терапия содержит CD34 + клетку трансдуцированной с ретровирусным вектором , который кодирует для человеческой последовательности кДНК ААРА 

Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA)

2017

  • FDA одобрило первую in vivo генную терапию для лечения пациентов с редкой формой наследственной слепоты, называемой двуаллельной дистрофией сетчатки, связанной с мутацией RPE65 

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA)

2018

  • Начато первое клиническое испытание CRISPR / Cas9. В этом исследовании изучается использование CRISPR / Cas9 для разрушения генов у бета-гемоглобинопатий   

Стэнфордский университет, Колумбийский университет, Детская больница в медицинском центре TriStar Centennial и др.

Обратите внимание на самые интересные факты об искусственном интеллекте (порой тревожные), которые вы должны знать, чтобы лучше понимать – куда движется сегодняшний мир  

Источник: www.fda.gov/ 

Подібні новини

Leave a Comment