Terapia genică de inginerie genetică

Terapia genică este o metodă relativ nouă de vindecare sau cel puțin care conține o boală de origine genetică. Genele funcționale sunt inserate în celulele pacientului (transfecție), ale căror produse genetice contracarează boala. Acest lucru se realizează prin adăugarea genelor care înlocuiesc genele defecte sau lipsă ale persoanei afectate, astfel încât expresia genică să poată avea loc în continuare în care se formează proteine intacte.

Metode și proceduri

Se face o distincție de bază între terapia genetică somatică și terapia germinală. În primul, genele sunt încorporate în celule ale corpului (soma = corp), motiv pentru care aceste gene nu pot fi transmise mai departe. În cele din urmă, cu toate acestea, genele sunt transportate în celulele germinale, astfel încât după ce celulele s-au diferențiat, acestea se găsesc în întregul organism și sunt transmise și ele (vezi „organisme transgenice”). Terapia cu linii germinale nu este aprobată pentru utilizare la om în Germania.

Terapia genică somatică poate avea loc atât in vivo (direct pe pacientul viu), cât și in vitro (celulele sunt preluate de la persoana bolnavă, modificate genetic și reintroduse în donator), deși calea cea mai comună este prin celulele îndepărtate.

Pentru ca terapia genică să aibă succes, celulele trebuie să fie cât mai stabile posibil datorită îndepărtării, transfecției și reinserției. De asemenea, acestea ar trebui să fie foarte durabile pentru a garanta terapia pe termen lung.

Posibile celule pentru terapia genică de succes:
• Celule germinale (numai terapia cu linie germinativă)
• celule stem (adesea celule stem ale măduvei osoase)
• Celule postmitotice diferențiate (de exemplu: celule hepatice, limfocite T, ...)

Genele străine terapeutice pot intra în celulele pacientului în diferite moduri (vectori):
• Transducție: Virușii transferă genele necesare către gazdă. În practică, terapia genică cu retrovirusuri este cea mai frecventă, deoarece genele sunt încorporate direct în ADN-ul destinatarului.
• Transfecție chimică: compuși încărcați electric (de exemplu, fosfat de calciu), genele dorite și celulele izolate sunt amestecate. Genele pot pătrunde în interiorul celulelor după o perturbare a membranei celulare
• Transfecție fizică:
o Microinjecție: genele sunt injectate direct în celule. Dezavantaj: Fiecare celulă trebuie editată individual.
o Electroporare: Membrana celulară este pe scurt permeabilă la gene prin supratensiuni de curent. Dezavantaj: celulele pot fi deteriorate.
o Tunul cu particule: un tun cu particule trage particule de aur cu genele atașate prin membrana celulară. Dezavantaj: celulele pot fi deteriorate
• Transfecția cu fantomă a globulelor roșii: globulele roșii din sânge sunt dizolvate temporar într-o soluție și genele sunt sigilate în globulele roșii din sânge. Apoi eritrocitele sunt fuzionate cu alte celule.

Riscuri și puncte slabe ale terapiei genetice

Terapia genică are, de asemenea, unele limitări în aplicarea sa:
Defecte genetice complexe (de exemplu, cancerul) nu pot fi tratate încă
terapia genică este limitată la boli monogene (boli cauzate doar de o genă defectă).
Genele transmise nu sunt ocazional citite sau devin inactive după un anumit timp (fără transformare permanentă). Prin urmare, este necesară repetarea terapiei genetice.
Bolile nu pot fi complet vindecate doar prin terapia genică.
Numai genele externe pot fi încorporate și exprimate. Genele defecte, deja existente, nu pot fi dezactivate.
Aberațiile cromozomiale nu pot fi vindecate deoarece se bazează pe un număr diferit de cromozomi.
Transferul genelor în celule este încă foarte ineficient, deoarece acest lucru este rar posibil.
Vectorii nu sunt adesea capabili să preia totalitatea tuturor genelor necesare, astfel încât trebuie făcute tăieri ale genelor și regulatorii sunt de obicei omiși.

Terapia genică prezintă și riscuri:
• Incorporarea genei străine este necontrolată: Genele existente, intacte, necesare pot fi distruse.
• Se pot activa oncogene inactive, ceea ce duce la formarea tumorilor.
• Retrovirusurile sunt dificil de controlat ca vectori. Reglarea genei încorporate este aleatorie.
• Virușii folosiți ca vectori pot declanșa reacții imune puternice la pacient, care pot fi periculoase, iar virușii nu permit transmiterea genelor în primul rând.

Exemple de terapie genică:

1. Gendicina (rAD-p53): Gendicina a fost primul medicament pentru terapia genică și a fost lansat în China în 2003.
Un adenovirus modificat introduce o genă în pacient care codifică proteina p53. Această proteină p53 asigură prevenirea creșterii unor tipuri de tumori. Gena p53 este mutată în aproximativ 50% din toate tumorile.
Medicamentul este injectat direct în tumoare. Statistic, în două treimi din toate cazurile se poate observa o reducere clară a tumorii cu tratamentul cu gendicină și radioterapia simultană, care promite de aproximativ trei ori șansa unui tratament decât radioterapia pură.
Mai exact, proteina p53 declanșează apoptoza (moartea celulară programată) în celulele în creștere necontrolate. De asemenea, stimulează sistemul imunitar să distrugă celulele tumorale.
Cu toate acestea, efectele secundare pot include durere la locul injectării și febră și reacții alergice.

Cu toate acestea, Kritsch a fost discutat de medici și public, deoarece medicamentul a fost aprobat, deși nu au fost efectuate studii ample asupra acestuia.

2. Glybera: În 2012, Glybera a fost prima metodă de tratament cu terapie genetică care a fost aprobată și în țările occidentale. A fost dezvoltat pentru boala ereditară foarte rară LPLD (deficit de lipoproteină lipază), care afectează doar 40 de persoane din Germania. Cu această lipoproteină lipaza nu se mai poate forma, ceea ce inițiază descompunerea trigliceridelor din alimente, care apoi se colectează în sânge, o îngroșează și, în cele din urmă, duc la inflamația pancreasului. În plus față de terapia genetică, o persoană afectată poate urma doar o dietă strictă pentru a-și atenua simptomele.

Virușii adeno-asociați, care sunt injectați în coapse, unde celulele musculare produc enzima necesară, servesc drept vectori.
Deoarece nivelul lipidelor din sânge a fost redus doar pentru scurt timp după terapia genică, a trebuit să urmeze o dietă, iar medicamentul a costat aproape 1 milion de euro, până în prezent în Germania a existat un singur pacient care a fost tratat cu Glybera. Prin urmare, licența Glybera a fost eliminată treptat în toamna anului 2017, iar medicamentul nu a mai fost utilizat.