ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Download
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

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


Стратегии ГТ

EX VIVO

IN VIVO


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


  • Преимущества

  • трансдукция большого

    числа клеток

  • тропизм

  • устойчивость к деградации

    лизосомами

  • Недостатки

  • – иммуногенность(аденовирусы,герпесвирусы)

  • – потенциальная канцерогенность(ретровирусы)


  • (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


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


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.)


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)


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.)


  • Прямая инъекция ДНК

  • Липофекция

  • Электропорация

  • «Генное ружье»

  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз


  • Преимущества

  • относительная безопасность

  • отсутствие иммунного ответа

  • простота применения

  • Недостатки

  • низкая эффективность трансфекции

  • низкий уровень экспрессии трансгена


  • Внутримышечная инъекция ДНК-вакцины

  • Подкожное введение «генным ружьем»

Недостаток

  • Низкий уровень экспрессии трансгена


  • Липофекция с помощью катионных липосом

Недостаток

  • Возможность деградации

  • в лизосомах


  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз

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

и лигандом (моносахарид, дисахарид или гликопротеин),

образуя ДНК-комплекс (in vitro)


  • 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


Частота современного использования

разных типов векторных систем в ГТ


Новейшие подходы в ГТ использования

  • РНК-интерференция

  • (непрямая коррекция генетических нарушений)

  • Прямая коррекция генетических нарушений

  • гомологическое замещение малым фрагментом (SFHR)


РНК-интерференция использования

  • непрямая коррекция генетических нарушений


Области применения ГТ в настоящее время


Лечение наследственных заболеваний с помощью ГТ

Первое применение ГТ –

лечение тяжелого комбинированного иммунодефицита,

связанного с мутацией гена аденозиндезаминазы (ADA)

(20 сентября 1990 года)


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


ГТ генотерапевтических препаратов-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


Генотерапия рака генотерапевтических препаратов

3 основных подхода:

1. Иммунотерапия рака

2. Подавление роста раковых клеток введением генетических конструкций

3. Вирусный онколизис

Частота использования различных подходов к ГТ 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


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


Стратегии антиопухолевой иммунотерапии

  • Генетическая модификация клеток иммунной системы


  • Подавление роста раковых иммунотерапииклеток 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)


гены-мишени иммунотерапии

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


Ингибиторы иммунотерапии 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


Факторы а иммунотерапиинтиангиогенеза

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


Гены транспортеров лекарственных соединений

Одним из подходов в ГТ рака является защита нормальных тканей

от цитотоксического действия лекарственных препаратов,

применяющихся при химиотерапии


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


Проблемы ГТ специфичности

  • Небезопасность генно-инженерных конструкций

  • Невысокая эффективность векторных систем

  • Кратковременная экспрессия «терапевтического гена»

  • Инактивация ГТ-конструкций защитными системами клетки


Актуальные задачи ГТ специфичности

  • 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


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


Распространение протоколов клинических испытаний по ГТ (на всех стадиях)

 По континентам

По странам 


ГТ в России клинических испытаний по ГТ (на всех стадиях)

  • 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)


Заключение клинических испытаний по ГТ (на всех стадиях)

  • ГТ пригодна для лечения широкого спектра заболеваний

  • Эффективность ГТ нуждается в повышении

  • Дальнейшее развитие и широкое использование ГТ неизбежно


ad