výzkum DNA

Genová terapie je technika, která zahrnuje kromě funkčních genů pacientovi buňky, aby se místo nefunkční geny. Tato technika obvykle používá upravené viry k dodání požadovaného genetického materiálu do buněk hostitele. Vzhledem k tomu, že virus přirozeně napadá a geneticky mění buňky, je dokonalým kandidátem na selektivní manipulaci s genomem buňky. Tyto viry mají své virulentní geny odstraněny a nahrazeny požadovanými geny zájmu, takže místo toho, aby pacienti onemocněli, jim dávají funkční geny.

to je účinné při léčbě stavů, jako je talasémie, krevní onemocnění způsobené genetickou mutací. Nahrazením této genetické mutace funkčním genem genová terapie léčí stav a umožňuje pacientovi vytvářet funkční krevní buňky.

in vivo genová terapie

existují dva různé přístupy k genové terapii: in vivo (uvnitř těla) a ex vivo (mimo tělo). Po provedení in vivo se modifikovaný virus injikuje přímo do oblasti těla pacienta abnormálními buňkami. To je zvláště užitečné, když pouze určité buňky potřebují genetickou manipulaci, jako při cílení mozkových buněk při léčbě Parkinsonovy choroby a onemocnění sítnice.

Několik tříd viry jsou zajímavé v podání genové terapie, jako herpesviruses a retroviry, nicméně, adenovirus rodiny (včetně nachlazení) se zvláštním zájmem v rané pokusy in vitro. Bohužel tato třída viru může vyvolat imunitní odpověď, která ohrožuje pacienty.

Vědci nyní přesunula pozornost k adeno-asociovaný virus (AAV) v poskytování genové terapie, je, že to nemá geny potřebné pro vlastní šíření. Vědci přenášejí neškodnou DNA z adenoviru do AAV, aby jí umožnili účinně dodávat genovou terapii.

Ex vivo genová terapie

Ex vivo genová terapie na druhé straně zahrnuje extrakci krve / kostní dřeně od pacienta a oddělení zralých a nezralých buněk. Do nezralých buněk se pak přidá zajímavý gen, který se reimplantuje do krevního řečiště pacienta. Tyto buňky pak cestují do kostní dřeně, kde rychle proliferují a nahrazují všechny vadné buňky.

Toto je postup používaný u zynteglo, Bluebird genové terapie pro beta talasemii, která byla zmíněna dříve. ZYNTEGLO je vyroben odstranění krvetvorných buněk („nezralé krevní buňky“) od pacienta, že virus vložit funkční kopii funkční beta globinového genu do těchto buněk, a znovuzavedení těchto funkčních kmenových buněk pacienta. Tato konkrétní léčba by měla být zahájena příští rok na ohromujících 1,8 milionu dolarů.

Ex vivo terapie byla použita také při léčbě těžké kombinované imunodeficience nebo syndromu bublinkového chlapce. Tato terapie využívá retroviry, jako je HIV, které jsou velmi dobré při vkládání svých genů do hostitelských buněk. Více než 30 pacientů bylo léčeno tímto SCID a více než 90% léčených je v remisi. Jedná se o mnohem slibnější přístup než transplantace kostní dřeně, která poskytuje 50% míru remise.

CRISPR-Cas9 editace genu

CRISPR-Cas9 byl objeven v bakteriálním imunitním systému, kde se používá k obraně proti a deaktivaci napadající virové DNA. Cas9 je endonukleáza nebo enzym, který může selektivně řezat DNA. Enzym Cas9 je komplexován s vodicí molekulou RNA za vzniku tzv. CRISPR-Cas9.

nejprve Cas9 lokalizuje specifickou genetickou oblast zájmu známou jako motiv Pam nebo protospacer. Jakmile Cas9 váže PAM, vodicí RNA působí při odvíjení části DNA. Tato příručka obsahuje genetickou sekvenci, která specificky odpovídá jedinečné oblasti DNA, a jakmile je to vázáno, Cas9 vyřízne tento segment DNA jako nůžky. Buňka se pokusí opravit tuto excizi způsobem náchylným k chybám, což často vede k mutovaným segmentům. To je užitečné při vyřazení konkrétního genu nebo při jeho „vypnutí“.

vědci začínají manipulovat s enzymem Cas9, aby dělali víc než jen řezy. Přidáním různých enzymů do Cas9 mohou vědci upravovat specifické párování bází nukleotidů, stavebních kamenů genetického materiálu. Přitom mohou přesně upravit gen a přeměnit jej z formy způsobující onemocnění na zdravý gen.

CRISPR-Cas9 může být podáván jak in vivo, prostřednictvím baleného nosiče, jako jsou nanočástice zlata, tak ex vivo podobným způsobem jako systém ZYNTEGLO (pokud byl virus nahrazen CRISPR-Cas9). Podívejte se na video níže pro animace různých aplikací CRISPR je.

Toto je bohaté. Kombinace pacientů (w/ ventrikulární tachykardie)-odvozené indukované pluripotentní kmenové buňky, genová terapie, # optogenetika, #CRISPR, orgán na čipu, k vytvoření „zátěžového testu v misce“ krok směrem k vyléčení. https://t.co/4FrQUZoVOO pic.twitter.com/jx29UNI8Xu

— Eric Topol (@EricTopol) 17. července 2019