Генная терапия (gene therapy) - это перспективная экспериментальная терапия, направленная на выключение дефектных генов или восстановление их нормальной функции при заболеваниях, на течение которых влияет элиминация или предоставление соответствующих генов или белков, а прочие методы лечения оказываются неэффективными.
Теоретически генная терапия может быть проведена в отношении и соматических, и половых клеток. При соматической генной терапии изменения, внесенные в геном пациента, не передаются потомству. Аналогичные воздействия на половые клетки с целью передачи генетической информации последующим поколениям в настоящее время не применяют, в т.ч. и по этическим соображениям. Среди методов модификации генной функции чаще всего используют внесение (перенос) терапевтического гена.
Разрабатываются:
методы коррекции дефектных генов (при мутациях, изменяющих небольшой участок ДНК); замены дефектных генов нормальными или блокады их экспрессии; методы усиления экспрессии нормальных генов и восстановления экспрессии блокированных генов; перспективно и «наращивание» гена, при котором к нему добавляется часть, изменяющая функцию; разрабатывается метод, при котором вектор будет содержать ген, кодирующий продукцию необходимого белка, а также молекулярную структуру, способную регулировать экспрессию гена в зависимости от приема внутрь специального лекарственного средства.
Различают следующие виды генной терапии:
непрямая генная терапия (клеточную, ex vivo): специфические типы клеток выделяют из организма и культивируют вне его, затем в них вводят чужеродные терапевтические гены, отбирают трансформированные клеточные клоны и вводят их тому же человеку; этот вид генной терапии используется для генетической трансформации эндотелиальных клеток и последующего покрытия ими венозных шунтов и внутрисосудистых стентов; прямая генная терапия (in vivo): основана на прямом введении терапевтических генов (с помощью векторных систем) в стенку сосуда, миокард или скелетные мышцы.
Для введения генов в клетки-мишени сосудов используют оба подхода, но значительно чаще применяют прямую методику. Кроме выбора потенциально терапевтических генов успех лечения зависит от характеристик специальных генных носителей (векторных систем / векторов) и от средств механической доставки векторов к клеткам-мишеням. В идеале векторы должны обеспечивать эффективное и безопасное проникновение и экспрессию терапевтических генов в клетках-мишенях, а средства механической доставки векторов к этим клеткам — легко и нетравматично помещать вектор в нужный участок сосуда, избегая попадания генетического материала в системный кровоток. Ограниченная емкость векторов усложняет доставку больших генов.
Векторные системы бывают вирусными и невирусными. Для клинического применения они должны обладать определенными качествами, и следует отметить, что универсальных векторов не существует. Выбор вектора и метода его доставки определяется конкретной задачей генной терапии (в какие клетки требуется ввести терапевтический ген, как долго требуется его экспрессия и в каком количестве и т.д.). Большинство доступных на сегодня векторов для терапии in vivo обеспечивает временную экспрессию перенесенных генов в клетке, поэтому и лучшие результаты генной терапии получены при заболеваниях и состояниях, не требующих пожизненной активности терапевтических генов (например, при рестенозах просвета артерий, развивающихся после баллонной ангиопластики, стентирования или атерэктомии).
Невирусные векторы представлены либо плазмидной ДНК, либо комплексами ДНК с липосомами, аденовирусными белками, трансферрином, полилизином и т.д. Плазмидная ДНК не встраивается в геном хозяина и обеспечивает лишь 2 – 4-недельную экспрессию гена. Кроме того, трансфекция клеток плазмидной ДНК in vivo составляет всего 0,1 %, и поэтому метод используют при необходимости некоторое время секретировать белок, способный по паракринному механизму действовать на другие клетки. Если же требуется длительная экспрессия белка, активного только в той клетке, где он синтезирован, используют модификации вектора. Так, для повышения трансфекции клеток сосудов in vivo до 4 – 5 % применяют липосомальный плазмидный вектор, при этом положительный заряд обволакивающих ДНК липидных пузырьков способствует проникновению ДНК через отрицательно заряженную мембрану клетки-мишени.
Вирусные векторы представлены ослабленными или модифицированными ретровирусами, аденовирусами, аденоассоциированными вирусами, вирусом герпеса 1-го типа, лентивирусами и т.д. Ретровирусные векторы применяются только для сосудистой генной терапии ex vivo, а неиспользование in vivo обусловлено их недостатками. Аденовирусныевекторные системы в сотни и тысячи раз эффективнее, чем плазмидные и ретровирусные, но обеспечивают лишь кратковременную экспрессию введенных генов (до 4 недель), а повторные введения чреваты развитием воспалительных и иммунных реакций, особенно в случае 1-го поколения аденовирусов. Развитие иммунного ответа на вирусные белки может сопровождаться элиминацией внесенных терапевтических генов. Лентивирусы (ВИЧ) также способны к трансфекции неделящихся клеток, но они потенциально опасны для человека. Эффективен и перенос генов с помощью гемагглютинирующих вирусов, но применение этого вектора ограничено неспецифическим связыванием вирусов с эритроцитами. Перспективно использование аденоассоциированных вирусов — непатогенных, способных к трансфекции неделящихся клеток и обеспечению длительной экспрессии введенных терапевтических генов.
Генная терапия (gene therapy) - это перспективная экспериментальная терапия, направленная на выключение дефектных генов или восстановление их нормальной функции при заболеваниях, на течение которых влияет элиминация или предоставление соответствующих генов или белков, а прочие методы лечения оказываются неэффективными.