slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 39

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ - PowerPoint PPT Presentation


  • 418 Views
  • Uploaded on

ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ. Генная терапия (ГТ). – совокупность генно-инженерных и медицинских методов, направленных на внесение изменений в генетический аппарат соматических клеток человека путем введения в организм рекомбинантных генетических конструкций

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ' - spencer


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide2

Генная терапия (ГТ)

– совокупность генно-инженерных

имедицинских методов,

направленных на внесение изменений

в генетический аппарат соматических клеток человека

путем введения в организм

рекомбинантных генетических конструкций

с лечебной целью

slide4

Классификация ГТ

  • По типу векторной системы
  • Вирусная
  • Невирусная
  • РНК – содержащие вирусы :
  • Прямая инъекция ДНК в клетку, ткань, орган
  • Липофекция
  • Электропорация
  • «Генное ружье»
  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз
  • ретровирусы (онкоретровирусы,
  • лентивирусы и др.)
  • ДНК – содержащие вирусы :
  • аденовирусы
  • вирус герпеса
  • аденоассоциированные вирусы
slide5

Вирусные векторы

  • Преимущества
  • трансдукция большого

числа клеток

  • тропизм
  • устойчивость к деградации

лизосомами

  • Недостатки
  • – иммуногенность(аденовирусы,герпесвирусы)
  • – потенциальная канцерогенность(ретровирусы)
slide6

Вирусные векторы

  • (на примере ретровируса)
  • gag кодирует большой белок-предшественник
  • всех основных структурных белков вирусной сердцевины
  • pol кодирует каталитические белки (ревертаза, протеаза, интеграза)
  • env кодирует гликопротеины вирусной оболочки
  • Ψ участок, необходимый для упаковки РНК в нуклеокапсид
slide7

Вирусные векторы

Схема получения рекомбинантной ГТ-конструкции

на основе ретровирусного вектора

в клетке «упаковочной»линии

ψ

  • Транскрипция «терапевтического» гена в ядре под контролем промоторав 5’-LTR
  • и трансляция в цитоплазме белков Gag, Pol, Env, кодируемых соответствующими генами вируса
  • в разных хромосомах
  • Образование вирусного капсида и упаковка двух цепей РНК и ревертазы
  • Высвобождение из клетки вирионов с «терапевтическим» геном
slide8

Вирусные векторы

РНК-геном

  • Векторы на основе ретровирусов

Преимущества

  • не иммуногенны
  • постоянная экспрессия трансгенов
  • (в геноме)

Недостатки

  • инфицирование только делящихся клеток
  • случайное включение в геном
  • потенциальная канцерогенность
  • низкий титр вирионов, выделяемых из упаковочных линий
  • небольшая клонирующая емкость (до 8 - 10 т.п.н.)
slide9

Вирусные векторы

Векторы на основе аденовирусов

Преимущества

днДНК-геном

  • способны инфицировать
  • неделящиеся клетки
  • большая клонирующая емкость
  • (в настоящее время до 28 т.п.н.)
  • высокий титр вирионов,
  • выделяемых из упаковочных линий
  • не встраиваются в геном

Недостатки

  • иммуногенность (иммунный ответ развивается через 2-3 инъекции)
  • кратковременная экспрессия трансгена (не интегрирован в геном)
slide10

Вирусные векторы

онДНК-геном

Векторы на основе аденоассоциированных вирусов

Преимущества

  • не иммуногенны
  • встраиваются в специфический сайт
  • в хромосоме 19
  • не патогенны
  • способны инфицировать
  • неделящиеся клетки
  • длительная экспрессия трансгена

Недостатки

  • небольшой размер клонируемой ДНК (до 4.5 т.п.н.)
slide11

Невирусные системы доставки

  • Прямая инъекция ДНК
  • Липофекция
  • Электропорация
  • «Генное ружье»
  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз
slide12

Невирусные системы доставки

  • Преимущества
  • относительная безопасность
  • отсутствие иммунного ответа
  • простота применения
  • Недостатки
  • низкая эффективность трансфекции
  • низкий уровень экспрессии трансгена
slide13

Невирусные системы доставки

  • Внутримышечная инъекция ДНК-вакцины
  • Подкожное введение «генным ружьем»

Недостаток

  • Низкий уровень экспрессии трансгена
slide14

Невирусные системы доставки

  • Липофекция с помощью катионных липосом

Недостаток

  • Возможность деградации
  • в лизосомах
slide15

Невирусные системы доставки

  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз

а) ДНК ковалентно связывается с поликатионом (поли-L-лизин)

и лигандом (моносахарид, дисахарид или гликопротеин),

образуя ДНК-комплекс (in vitro)

slide16

Невирусные системы доставки

  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз

б) ДНК-комплекс взаимодействует

со специфическим рецептором

на поверхности клетки и путем эндоцитоза

попадает внутрь клетки, а затем в ядро (in vivo)

Недостаток

  • возможность деградации в лизосомах
slide17

Частота современного использования

разных типов векторных систем в ГТ

slide18

Новейшие подходы в ГТ

  • РНК-интерференция
  • (непрямая коррекция генетических нарушений)
  • Прямая коррекция генетических нарушений
  • гомологическое замещение малым фрагментом (SFHR)
slide19

РНК-интерференция

  • непрямая коррекция генетических нарушений
slide20

Области применения ГТ в настоящее время

slide21

Лечение наследственных заболеваний с помощью ГТ

Первое применение ГТ –

лечение тяжелого комбинированного иммунодефицита,

связанного с мутацией гена аденозиндезаминазы (ADA)

(20 сентября 1990 года)

slide22

Фазы клинических испытаний генотерапевтических препаратов

Фаза I→ оценка токсичности генной конструкции

Фаза II→ ограниченные испытания на небольшом контингенте больных

Фаза III → широкомасштабные клинические испытания

Современное состояние протоколов по ГТ

slide23

ГТ-протоколы, проходящие II/III фазы клинических испытаний

  • Тяжелый комбинированный иммунодефицит (аденозиндезаминаза)
  • Семейная гиперхолестеринемия (рецептор липопротеинов низкой плотности)
  • Гемофилия В (фактор IX)
  • Болезнь Гоше-сфинголипидоз (глюкоцереброзидаза)
  • Муковисцидоз (СF-трасмембранный фактор)
  • Основной подход
  • заместительная терапия
slide24

Генотерапия рака

3 основных подхода:

1. Иммунотерапия рака

2. Подавление роста раковых клеток введением генетических конструкций

3. Вирусный онколизис

Частота использования различных подходов к ГТ рака:

slide25

Иммунотерапия рака

Использование ГТ- конструкций,

стимулирующих иммунный (в основном клеточный) противоопухолевый ответ

Для создания рекомбинантных генетических конструкций используют гены:

  • Антигенов
  • Эпитопов
  • Комплекса MHCI; фактора B7
  • Цитокинов
  • Рецепторов Т-клеток
slide26

Стратегии антиопухолевой иммунотерапии

«Генетическая коррекция» иммуногенности клеток опухоли

– ДНК-вакцинация (презентация чужеродного антигена);

– Введение генов комплекса гистосовместимости (MHCI);

– Введение гена костимулирующего фактора T-клеток (B7)

Ex vivo

In vivo

slide27

Стратегии антиопухолевой иммунотерапии

  • Генетическая модификация клеток иммунной системы
slide28

Подавление роста раковых клеток введением в них

  • генетических конструкций (ДНК и ингибиторные РНК)
  • (или в нормальные клетки для защиты от противоопухолевой терапии)
  • Гены-супрессоры опухоли
  • Суицидные гены
  • Ингибиторы онкогенов
  • Факторы антиангиогенеза
  • Ингибиторы циклинов
  • Гены, повышающие чувствительность
  • клеток опухоли к лекарственным соединениям
  • Гены транспортеров лекарственных соединений
  • (введение, например, в клетки костного мозга)
slide29

гены-мишени

p53

  • bax
  • fas
  • KILLER/DR5
  • NOXA
  • p53AIP
  • PUMA

АПОПТОЗ

АРЕСТ

КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА

  • 14-3-3σ
  • p21/waf1

циклины

Гены-супрессоры опухоли

До 80 % видов онкологических заболеваний

связано с нарушением активностигена р53

Функции гена р53 в клетке

slide30

Ингибиторы онкогенов

Мутация в гене Rasможет привести

к конститутивной работе

сигнальной системы запуска деления,

а, следовательно,

к стимуляции пролиферации клеток

и ингибированию апоптоза

Основные подходы к блокированию онкогенного

Ras-зависимого сигнального пути:

  • ингибирование экспрессии белка Ras с помощью рибозимов,
  • антисмысловых РНК и ДНК-олигонуклеотидов
  • ингибирование экспрессии генов, стоящих ниже в сигнальном пути
  • препятствование встраиванию белка Ras в клеточную мембрану
slide31

Факторы антиангиогенеза

Ангиогенез – процесс формированияновых кровеносных сосудов;

играет существенную роль в канцерогенезе:

питание раковых клеток и снабжение их кислородом

Клетки опухоли характеризуются

состоянием гипоксии

и повышенной экспрессией

ангиогенных факторов (хемокинов)

ГТ-подходы к антиангиогенезу:

  • подавление экспрессии генов,
  • кодирующих хемокины
  • активация естественных
  • ингибиторов ангиогенеза
  • введение мутантного гена рецептора
  • хемокинов в клетки эндотелия сосудов, окружающих опухоль
slide32

Гены транспортеров лекарственных соединений

Одним из подходов в ГТ рака является защита нормальных тканей

от цитотоксического действия лекарственных препаратов,

применяющихся при химиотерапии

slide33

Основные способы повышения специфичности

и эффективности ГТ онкологических заболеваний

  • Использование специфичных и/или индуцибельных
  • промоторов для экспрессии терапевтических генов
  • опухолеспецифичные промоторы
  • тканеспецифичные
  • промоторы, индуцируемые радиоактивным облучением
  • промоторы, индуцируемые в условиях гипоксии
  • Использование «bystander» эффекта
slide34

Проблемы ГТ

  • Небезопасность генно-инженерных конструкций
  • Невысокая эффективность векторных систем
  • Кратковременная экспрессия «терапевтического гена»
  • Инактивация ГТ-конструкций защитными системами клетки
slide35

Актуальные задачи ГТ

  • Разработка индивидуальных алгоритмов ГТ
  • наследственных и ненаследственных заболеваний
  • Повышение эффективности векторных систем, используемых в ГТ
  • Регуляция места, уровня и времени экспрессии трансгенов
  • Разработка систем переноса ГТ-конструкций в митохондрии
  • Повышение эффективности ДНК-вакцин для лечения инфекционных и онкологических заболеваний
slide36

ГТ человека (примененные протоколы) в1989-2008 г.г.

slide37

Распространение протоколов клинических испытаний по ГТ (на всех стадиях)

 По континентам

По странам 

slide38

ГТ в России

  • В России 5-10 лабораторий, где ведутся экспериментальные исследования
  • Основные проекты по ГТ в России:
  • ГТ опухолей (противоопухолевые вакцины)
  • ГТ СПИДа (блокирование экспрессии генов ВИЧ)
  • ГТ ишемических болезней сердца (индукция ангиогенеза)
  • ГТ мышечной дистрофии Дюшена (заместительная терапия)
slide39

Заключение

  • ГТ пригодна для лечения широкого спектра заболеваний
  • Эффективность ГТ нуждается в повышении
  • Дальнейшее развитие и широкое использование ГТ неизбежно
ad