Artykuł jest częścią publikacji pochodzącej z nowej serii Biblioteki Gazety Wyborczej pt.: Wielka Encyklopedia Medyczna, którą nabyć można w Kulturalnym Sklepie lub w każdą środę w kiosku
Transfer genu może mieć zastosowanie w dwóch przypadkach. Po pierwsze w wywołaniu produkcji szczególnego typu białka w komórce niezdolnej do jego wytworzenia z powodu wad wrodzonych lub mutacji. Zaburzenie to może być wynikiem np. dystrofii mięśniowej postępującej Duchenne'a, która jest spowodowana brakiem (lub mutacją) genu w chromosomie X (w delecji Xp31). Zanika wówczas przetwarzanie dystrofiny białka niezbędnego dla prawidłowego funkcjonowania mięśni, serca i mózgu. Po drugie stymulowanie lub hamowanie wydzielania białka ma działanie terapeutyczne w przypadku chorób nabytych, np. cukrzycy spowodowanej niewystarczającą produkcją insuliny, nadczynności tarczycy wywołanej przez nadmierną produkcję hormonu tarczycy albo różnych chorób autoimmunologicznych, których przyczyną jest nadmierne wydzielanie niektórych przeciwciał lub cytokin. Transfer genów może również spowodować zatrzymanie rozwoju niektórych nowotworów.
Ogólna definicja terapii genowej brzmi: leczenie polegające na wprowadzeniu do organizmu lub komórki ludzkiej genu, który powinien wywierać efekt terapeutyczny lub zapobiegawczy na stan chorobowy. W 1990 r. amerykańska agencja rządowa Food and Drug Administration, która reguluje wprowadzanie nowych leków, zatwierdziła pierwszą próbę terapii genowej na człowieku. Uznano, że terapia ta może się sprawdzić w leczeniu chorób dziedzicznych. Później dowiedziono, że transfer genów ma również zastosowanie w leczeniu wielu chorób wrodzonych i nabytych.
Od 1990 r. trwają intensywne badania nad stosowaniem terapii genowej w różnych stanach patologicznych. Przeprowadzono wiele eksperymentów testujących nowe sposoby transferu genów. Z podanego zwierzętom zespołu kompleksów DNA tylko części udaje się przedostać do żywych komórek. Od wielu czynników zależy, jak długo DNA przetrwa w komórkach. Może ono pozostać nieaktywne lub pobudzić produkcję kodowanego przez siebie białka. O skuteczności terapii decyduje procent komórek docelowych, w których zakorzeni się gen. Jest to tzw. transfection efficiency. Wiele zależy od typu wektora i komórki, do której przedostaje się DNA.
Istotne jest również, czy komórki się mnożą oraz jak aktywny jest znajdujący się w nich gen. Na przykład DNA przenoszone przez wektor adenowirusowy ma z zasady dobrą transfection efficiency, lecz jego aktywność trwa tylko kilka tygodni. Działanie DNA przenoszonego przez retrowirusa zwykle nigdy się nie kończy, ale tylko w komórkach, które się mnożą. Ponadto podczas doświadczeń zespoły wektorów DNA sporadycznie uszkadzają komórkę docelową. Testowana technika transferu genów jest wówczas uznawana za zabronioną. W Europie metody terapii genowej zostały uregulowane przez Rozporządzenie (WE) nr 1394/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie produktów leczniczych terapii zaawansowanej.
Doświadczenie kliniczne
Terapia genowa jest w fazie eksperymentalnej. Stosuje się ją tylko w szczególnych przypadkach, z ogromną ostrożnością, używając jak najmniej ryzykownych technik. Około 60% dotychczas przeprowadzonych na człowieku terapii genowych zostało wykonanych jako próby leczenia nowotworów, 25% - ciężkich przypadków chorób genetycznych, 15% - innych chorób. Największe nadzieje związane z terapią genową pokłada się w leczeniu nowotworów, mukowiscydozy oraz niektórych chorób tętniczych, m.in. restenozy (nawrót stenozy), oraz schorzeń wymagających pomostowania aortalno-wieńcowego.
Postuluje się rutynowe stosowanie terapii genowej, ale w najbliższej przyszłości nie przewiduje się jej dynamicznego rozwoju, ani w zakresie technologicznym, ani w zakresie zastosowania terapeutycznego. Genetyczne uwarunkowania każdej choroby są bowiem inne i dla każdej trzeba znaleźć odpowiednią metodę leczenia.
Technologia
Pierwszym etapem terapii genowej jest wyizolowanie DNA z jądra komórkowego zdrowego organizmu. Wcześniej należy ustalić gen, którego działanie jest najbardziej pożądane. W DNA identyfikuje się następnie fragment, który odpowiada potrzebnemu genowi (wykonuje się to bez trudu w przypadku 2500 genów ludzkich). Wyodrębniony fragment DNA jest izolowany i reprodukowany, tak, aby uzyskać jak najwięcej materiału do dalszych działań.
Kolejnym etapem jest wprowadzenie DNA do żywych komórek chorego. Używa się w tym celu systemów fizycznych lub łączy się gen z poszczególnymi wektorami. Najczęściej wykorzystywanymi wektorami są liposomy (cząsteczki tłuszczowe), naładowane elektrycznie na powierzchni, które z łatwością przenoszą DNA do cytoplazmy komórkowej. Stamtąd DNA przechodzi do jądra, gdzie może przez pewien czas działać, nie łącząc się z materiałem chromosomu. Innymi przydatnymi wektorami są niektóre wirusy, w szczególności adenowirusy lub retrowirusy zmodyfikowane (niezdolne do reprodukcji i wywoływania chorób). Oddziałują selektywnie z receptorami błon komórkowych i przedostają się do nich. Wszystkie te czynności wykonywane są w specjalistycznych laboratoriach, często na skalę przemysłową.
