Адаптивное изображение

Результаты текущих исследований в области генной терапии, возможно,
изменят подходы к лечению генетических заболеваний и состояний

Сайт HemDifferently был создан в качестве информационного ресурса, предоставляющего точные и свежие данные,
излагаемые понятным языком, чтобы помочь вам разобраться в научных основах генной терапии.

Перед тем как вы начнете знакомство с генной терапией:

Наука развивается очень быстро—
чаще заходите на сайт, чтобы быть в курсе последних новостей

Адаптивное изображение

Мы очень рады вашим отзывам—
ваш вклад помогает нам поддерживать сайт информативным, полезным и современным

Адаптивное изображение

Сейчас изучаются возможности применения генной терапии
при различных генетических заболеваниях, в том числе для лечения взрослых с гемофилией A и B

Чтобы понять
научные предпосылки
генной терапии,
ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ С
ОСНОВ
.

Именно гены определяют
УНИКАЛЬНОСТЬ КАЖДОГО ЧЕЛОВЕКА.

Но когда ГЕНЫ ФУНКЦИОНИРУЮТ НЕПРАВИЛЬНО,могут возникать генетические заболевания,
такие как муковисцидоз, или мышечные дистрофии.

ИЛИ генетические
ЗАБОЛЕВАНИЯ КРОВИ
такие как гемофилия типа
A или B.

ДАВАЙТЕ НАЧНЕМ.

Просветительская информация об экспериментальных методах генной терапии

Научные предпосылки текущих клинических исследований

Методы генной терапии испытываются в клинических исследованиях для оценки рисков и потенциального положительного эффекта при конкретных генетических заболеваниях. В эти клинические исследования могут отбираться только пациенты определенных возрастных групп, например только взрослые либо только с определенными формами заболевания. Чтобы понять научные предпосылки генной терапии, давайте начнем с самых основ.

Просветительская информация об экспериментальных методах генной терапии

Научные предпосылки текущих клинических исследований

Методы генной терапии испытываются в клинических исследованиях для оценки рисков и потенциального положительного эффекта при конкретных генетических заболеваниях. В эти клинические исследования могут отбираться только пациенты определенных возрастных групп, например только взрослые либо только с определенными формами заболевания. Чтобы понять научные предпосылки генной терапии, давайте начнем с самых основ.

Что такое ген?

Возможно, вы слышали о генах и знаете, почему вы унаследовали цвет волос от одного родителя, а цвет глаз — от другого. Тем не менее насколько глубоки ваши знания о генетике и о том, как работают гены?

ГЕНЫ — ЭТО ПОШАГОВЫЕ ИНСТРУКЦИИ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА

Основная роль генов состоит в том, чтобы предоставлять инструкции по построению (синтезу) белки. Белки служат «строительными кирпичами» для организма и выполняют важные функции, например они необходимы для процессов восстановления (регенерации) поврежденных тканей, а также для формирования кровяных сгустков (тромбов).

У всех людей почти одинаковый набор генов-«инструкций». Геномы (полные наборы генов) двух любых человек различаются менее чем на 0,1 %. Однако мелкие различия наших генов и наделяют нас уникальными индивидуальными признаками — как внешними (к которым относятся, например, цвет волос, глаз, рост), так и внутренними (например, возможностями организма восстанавливать поврежденные ткани и бороться с возбудителями инфекций).

Адаптивное изображение

ГЕНЫ И УЧАСТКИ ДНК

Воспринимайте ДНК как язык или код, на котором написаны генетические инструкции для вашего организма. ДНК состоит из последовательно соединенных нуклеотидных оснований, которые похожи на буквы, из которых складываются слова. Любой ген должен представлять собой последовательность нуклеотидных оснований расположенных в правильном порядке, чтобы происходил процесс считывания и синтеза молекулы белка, закодированного в этом гене.

ДНК — это дезоксирибонуклеиновая кислота. Для строительства генов используются всего 4 нуклеотидных основания: аденин (A), гуанин (G), цитозин (C), и тимин (T). Эти нуклеотиды образуют пары друг с другом — A с T и C с G.

Адаптивное изображение

ГДЕ ЖЕ РАСПОЛОЖЕНЫ НАШИ ГЕНЫ?

Гены находятся в наших хромосомах, в каждой из которых содержится от нескольких сотен до нескольких тысяч генов. Ваши хромосомы находятся внутри структуры, которая называется ядром, которое служит «командным центром» клеток из которых построено ваше тело.

В клетках человека в норме содержится 23 пары хромосом. У женщин и мужчин 22 пары хромосом выглядят одинаково. Хромосомы 23-й пары различны у женщин и мужчин, и их называют половыми хромосомами. У женщин две X-хромосомы, а у мужчин одна X-хромосома и одна Y-хромосома.

Готовы двигаться дальше?

Отлично. Продолжайте прокручивать страницу.

Мы хотим получить от вас отзыв — если вам что-то непонятно, нам нужно об этом знать, чтобы изложить информацию более понятным языком.

Адаптивное изображение
Адаптивное изображение

Что вызывает генетические заболевания?

Знаете ли вы, что в организме человека примерно 20000 генов? К сожалению, мутация или вариация только в одном гене может привести к генетическому заболеванию. Знание причины генетического заболевания — первый шаг к пониманию, каким образом с помощью текущих исследований в области генной терапии врачи смогут найти новые подходы к лечению таких болезней.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ВОЗНИКАЮТ В РЕЗУЛЬТАТЕ МУТАЦИЙ ГЕНОВ

Генетические заболевания возникают вследствие мутаций, или изменений структуры гена. Эти мутации чаще всего передаются от родителей, однако иногда возникают спонтанно. Муковисцидоз и гемофилия служат примерами генетических заболеваний.

Что касается гемофилии, то ген, отвечающий за выработку фактора VIII, расположен в X-хромосоме. Поскольку у женщин две X-хромосомы, то для развития болезни у женщины необходимо, чтобы мутировавшие гены были в обеих X-хромосомах. Однако женщина может быть носительницей мутировавшего гена и передать его своим детям.

МУТАЦИИ МЕНЯЮТ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД («ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ») ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ БЕЛКОВ

Мутация способна изменить генетический код («генетическую инструкцию») по строительству белковой молекулы. Таким образом, «инструкция» по строительству (синтезу) конкретного белка может исчезнуть или измениться, что приведет к нарушению синтеза белковых молекул. Белок, синтезированный на основе измененного гена, может функционировать неправильно, а в некоторых случаях и вовсе не вырабатывается.

Мутации могут приводить к замене отдельных нуклеотидных оснований, встраиванию участков ДНК туда, где их быть не должно, выпадению участков ДНК, а также появлению повторов ДНК. У людей с гемофилией A или B генетическая мутация приводит к нарушению выработки белка, который называется фактор VIII or фактором свертывания IX, соответственно. Без этих белков невозможно формирование кровяного сгустка (тромба), то есть кровь не способна сворачиваться.

Адаптивное изображение

3 ТИПА ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Выделяют 3 типа генетических заболеваний: моногенные заболевания, полигенные заболевания и хромосомные заболевания. Гемофилия служит примером заболевания, вызванного мутацией всего в одном гене, то есть моногенного ) заболевания.

  • Моногенные заболевания обусловлены мутацией, которая нарушает работу одного гена. Другими примерами служат муковисцидоз и болезнь Гентингтона (Хантингтона)
  • Мультифакториальные или полигенные наследственные заболевания обусловлены множественными мелкими генетическими мутациями, которые могут привести к возникновению некоторых более распространенных болезней, которые у всех на слуху, в том числе сахарного диабета и болезней сердца
  • Хромосомные болезни обусловлены изменениями количества или строения хромосом.Синдром Дауна наиболее распространенное заболевание, обусловленное изменением количества хромосом

Получилось ли у нас понятно рассказать вам о причинах генетических заболеваний?

Отлично. Продолжайте прокручивать страницу.

Мы всегда рядом, чтобы помочь. Если у вас есть вопрос, мы сделаем все, что в наших силах, чтобы ответить на него.

У ВАС ЕСТЬ ВОПРОС?
Адаптивное изображение
Responsive image

Что такое генная терапия?

Для лечения генетического заболевания, по-видимому, следует устранить его основную причину — неправильно функционирующий ген, ведь так? Это логическое умозаключение побудило начать первые исследования в области генной терапии более 50 лет назад. В настоящее время возможности генной терапии при разных генетических болезнях изучаются в ходе множества клинических исследований, в которых оцениваются ее потенциальные риски и преимущества. Генная терапия способна стать инновационным методом лечения некоторых генетических болезней и дать надежду людям, ухаживающим за такими пациентами.

ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ НАЦЕЛЕНА НА УСТРАНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МУТАЦИЙ

Простыми словами, генная терапия в настоящее время изучается в клинических исследованиях как новый метод, заключающийся в использовании генов для лечения или профилактики болезней.

Адаптивное изображение

ИЗУЧАЕМЫЕ МЕТОДЫ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ

В настоящее время изучается несколько методов генной терапии. Генная терапия может заключаться в попытках восстановить или заменить мутировавший ген, отключить мутировавший ген, вызывающий проблему, либо встроить в ДНК функциональную копию гена, компенсирующую недостаточную функцию проблемного мутировавшего гена.

  • С помощью метода генной терапии, который называется переносом генов, нормально функционирующий ген встраивается в клетку в расчете на то, что он будет работать взамен мутировавшего гена. Сейчас изучаются разные методы переноса генов — с помощью вирусов, а также химических и физических факторов. При переносе генов in vivo новый ген попадает внутрь организма с помощью инъекции, обычно внутривенной инфузии
  • При генной терапии ex vivo процедура переноса генов происходит вне организма и представляет собой разновидность клеточной терапии. Сначала поврежденные клетки извлекаются из организма с помощью биопсии. В эти клетки вносятся нормально функционирующие гены. В результате этой процедуры клетки претерпевают изменения, после чего возвращаются обратно в организм пациента.
  • При редактировании генов в исходную ДНК пациента вносятся изменения. Эта технология открывает возможность исправления исходной ДНК, либо встраивания нового гена в конкретное место ДНК, либо удаления конкретного гена. Сейчас изучаются методы редактирования ДНК с помощью цинковопальцевых нуклеаз и CRISPR (коротких палиндромных кластерных повторов).

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕДУТСЯ НА ПРОТЯЖЕНИИ ВОТ УЖЕ БОЛЕЕ 50 ЛЕТ

Исследования в области генной терапии как потенциального метода лечения ведутся вот уже более 50 лет. В прошедшем десятилетии FDA и EMA (Европейское агентство по лекарственным средствам) одобрили методы генной терапии для лечения генетических заболеваний. В настоящее время проводится множество клинических исследований по изучению возможностей применения генной терапии при разных генетических заболеваниях, включая гемофилию A и B.

Чтобы узнать о планируемых, текущих и уже завершившихся исследованиях генной терапии, посетите сайт ClinicalTrials.gov.

  • Основные исторические события на пути разработки генной терапии
  • 1972 — — В журнале Science предложена концепция генной терапии как метода лечения
  • 1984 — Д-р Гордан Вахар (Gordan Vahar) опубликовал статью, в которой сообщил об успешном клонировании фактора VIII
  • 1990 — Первое исследование генной терапии с участием людей
  • 1999В ходе раннего испытания генной терапии с применением вирусного вектора, не относящегося к ААВ (AAV), установлен риск возникновения тяжелой иммунной реакции на введение вектора; сделаны соответствующие выводы
  • 2003 — — Завершен проект расшифровки человеческого генома (Human Genome Project)
  • 2003 — В Китае впервые одобрена генная терапия для лечения раковых опухолей головы и шеи
  • 2005 — Первое исследование генной терапии при гемофилии B с применением технологии переноса генов с помощью вектора ААВ (AAV)
  • 2015 — Первое исследование генной терапии при гемофилии A с применением технологии переноса генов с помощью вектора ААВ (AAV)
  • 2017 — В США впервые одобрена генная терапия для лечения генетического заболевания, вызывающего слепоту
  • Перспективы — В настоящее время проводятся исследования разных методов генной терапии для лечения различных генетических заболеваний

ТЕКУЩИЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В настоящее время проводятся клинические исследования генной терапии для оценки потенциальных рисков и преимуществ такого лечения.

Готовы перейти к следующей главе?

Вперед!

У нас много информации, и нам бы хотелось рассказать вам об основных компонентах генной терапии.Если вам нужны разъяснения, только скажите.

Адаптивное изображение
Responsive image

Как работает генная терапия?

Это не волшебство — это развивающееся научное направление, и если испытания пройдут успешно, генная терапия станет совершенно новым и революционным подходом к лечению генетических болезней. Давайте разберем конкретный пример…

ПЕРЕНОС ГЕНОВ

В настоящее время проводятся клинические испытания генной терапии для лечения многих генетических болезней, включая гемофилию A и B; метод генной терапии для лечения гемофилии состоит во встраивании нормально функционирующего гена, кодирующего недостающий фактор свертывания, чтобы он вырабатывался в организме в необходимом количестве.

Адаптивное изображение

СОЗДАНИЕ ФУНКЦИОНИРУЮЩЕГО ГЕНА

Процедура переноса гена проводится только после того, как в лаборатории будет создана нормально функционирующая копия мутировавшего гена. Нормально функционирующий ген содержит инструкцию по синтезу необходимого белка.

Адаптивное изображение

СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ («ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА»)

Нормально функционирующий ген необходимо доставить в организм пациента. Для защиты гена от разрушения и для обеспечения его перемещения в организме создается система доставки гена («транспортное средство») из нейтрализованного вируса.

Такое «транспортное средство», созданное на основе вируса, называется вирусным вектором. При создании вирусного вектора в лаборатории удаляется внутреннее содержимое вирусной частицы и остается только наружная белковая оболочка. Для переноса генов используются в том числе аденовирусы, аденоассоциированные вирусы (ААВ, AAV), и лентивирусы. В ходе текущих исследований изучается иммунный ответ организма на генную терапию.

Адаптивное изображение

ДОСТАВКА ФУНКЦИОНИРУЮЩЕГО ГЕНА

Нормально функционирующий ген помещается внутрь «транспортного средства», и большое количество «транспортных средств» вводится в организм путем внутривенной инфузии. «Транспортное средство» должно быть создано таким образом, чтобы оно целенаправленно доставляло функционирующий ген в клетки соответствующей ткани. При гемофилиях A и B нормально функционирующий ген должен быть доставлен в клетки печени, поскольку именно они вырабатывают белки, необходимые для свертывания крови. При других заболеваниях, таких как болезнь Гентингтона (Хантингтона), целью являются клетки головного мозга (нейроны).

Тип вектора на основе ААВ (AAV) выбирается в зависимости от того, в клетки каких тканей необходимо доставить функционирующий ген. Каждый вирус в большей степени проникает в клетки определенной ткани организма. Хотя «мишенью» являются конкретные ткани человеческого организма, вектор ААВ (AAV) перемещается по всему телу. Когда в ААВ (AAV) помещается функционирующий ген, это значит, что в него встраивается дополнительный участок ДНК, который этот вектор должен доставить в клетки-мишени с тем, чтобы они вырабатывали нужный организму белок. В настоящее время проводятся исследования, в которых оценивается способность векторов на основе ААВ (AAV) встраивать функционирующий ген в клетки других тканей организма.

Адаптивное изображение

ВЫРАБОТКА (СИНТЕЗ) БЕЛКОВ

Ожидается, что новый ген после его доставки в организм человека будет работать вместо неправильно функционирующего гена. Если процедура пройдет успешно, то в организме будет вырабатываться белок, кодируемый новым геном. Если говорить о гемофилии, то белки свертывания крови вырабатываются клетками печени.

  • Новый функционирующий ген попадает в ядро клеток-мишеней. Предполагается, что в ядре клетки он будет находиться в виде эписомы (кольцевого участка ДНК), вне хромосом. При этом исходный генетический материал, который находится в хромосомах, не меняется. Это означает, что мутировавший ген сохраняется и может передаваться потомству. В некоторых случаях ген встраивается непосредственно в ДНК клетки. В настоящее время проводятся научные исследования, в которых изучается частота встраивания нового гена в ДНК клетки-хозяина и последствия данного явления.
  • Сейчас проводятся клинические исследования, в ходе которых изучается влияние генной терапии на организм человека. Обязательно прочитайте раздел «КАКОВЫ РИСКИ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ?»
Адаптивное изображение

Вам удалось разобраться, как работает генная терапия?

Отлично. Давайте познакомимся с целями изучения возможностей генной терапии в клинических исследованиях.

Тут есть о чем рассказать. Нужно ли что-нибудь объяснить более подробно? Хотите получить больше информации?

КАК МЫ МОЖЕМ ВАМ ПОМОЧЬ?
Адаптивное изображение
Responsive image

Каковы цели изучения возможностей генной терапии в клинических исследованиях?

Обычно мы принимаем лекарства, чтобы улучшить свое самочувствие и устранить физические или психические симптомы болезни. С помощью текущих клинических исследований ученые пытаются оценить риски применения генной терапии и ее способность уменьшить или устранить клинические проявления конкретных хронических заболеваний и потребности в их дальнейшем лечении у некоторых пациентов. Очень важно понимать, что в настоящее время также изучаются долгосрочные последствия проведения генной терапии, которые пока не установлены.

ИТАК, КАКИЕ НАДЕЖДЫ МЫ ВОЗЛАГАЕМ НА НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ?

Генная терапия воздействует на первопричину заболевания — поврежденные мутациями гены. Цель генной терапии состоит в том, чтобы ввести в клетки-мишени нормально функционирующую копию гена, чтобы организм смог вырабатывать необходимые белки в нужном количестве.

Адаптивное изображение

ВСТРАИВАНИЕ РАБОТАЮЩИХ ГЕНОВ

Одна цель генной терапии состоит в том, чтобы встроить функционирующие гены в клетки организма, чтобы компенсировать наличие мутаций, вызывающих генетические заболевания.

Адаптивное изображение

ВЫРАБОТКА (СИНТЕЗ) БЕЛКА

Кроме того, изучаются способы создания нового нормально функционирующего гена, помогающего организму вырабатывать белок, необходимый для его жизнедеятельности. Например, при гемофилии A или B цель генной терапии состоит в том, чтобы с помощью новых генов организм смог самостоятельно вырабатывать недостающие факторы свертывания крови — фактор VIII или фактор IX соответственно.

Адаптивное изображение

ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ СНИЖЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В МЕДИКАМЕНТОЗНОМ ЛЕЧЕНИИ

В настоящее время изучаются возможности генной терапии обеспечить выработку необходимого организму белка в нужном количестве. Ожидается, что это приведет к снижению потребности в медикаментозном лечении.

Адаптивное изображение

УСТРАНЕНИЕ ИЛИ УМЕНЬШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СИМПТОМОВ БОЛЕЗНИ

В ходе клинических исследований изучаются возможности генной терапии устранять или уменьшать симптомы наследственных заболеваний, тем самым снижая влияние болезни на физическое и психологическое самочувствие пациента. Однако генная терапия, скорее всего, не сможет устранить вред, уже нанесенный организму генетическим заболеванием. Все эти цели, а также риски, в настоящее время изучаются в ходе клинических исследований с участием людей.

Готовы перейти к следующему разделу?

Окей, давайте продолжим.

Хорошо, давайте поговорим об этом. Разъяснить вам непонятные места?

ХОТИТЕ ЗАДАТЬ КОНКРЕТНЫЙ ВОПРОС?
Адаптивное изображение
Responsive image

Адаптивное изображение Каковы риски генной терапии?

Многие современные методы генной терапии разработаны только для лечения взрослых, по крайней мере на текущий момент, а некоторые методы генной терапии не подходят пациентам, у которых есть определенные антитела или другие сопутствующие состяния . Применение генной терапии также сопровождается риском. В ходе текущих клинических исследований, в которых участвуют пациенты разных групп и категорий, ученые пытаются выявить все потенциальные риски применений генной терапии.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЯВЛЯЕТСЯ ГЛАВНЫМ ПРИОРИТЕТОМ

Важно понимать, что во время клинических испытаний методов генной терапии принимаются комплексные меры предосторожности, чтобы обеспечить безопасность участников таких исследований. Клинические испытания в США проводятся под тщательным наблюдением Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (Food and Drug Administration), а также Национальных институтов охраны здоровья (National Institutes for Health). Обеспечение безопасности пациентов является высшим приоритетом. В ходе текущих научных и клинических исследований уже были выявлены некоторые риски, связанные с применением генной терапии, а в ходе дальнейших исследований и по мере накопления практического опыта, возможно, будут обнаружены дополнительные, пока неизвестные ученым риски.

РИСКИ

Перенос генетического материала с помощью вектора ААВ (AAV) может сопровождаться следующими рисками:

  • Иммунная система человека может среагировать на вирусный вектор, несущий новый генетический материал, как на вторжение любого другого вируса — возбудителя инфекций. Такая реакция иммунной системы может привести к развитию воспалительных процессов и другим серьезным последствиям.
  • Кроме того, на фоне иммунной реакции эффект генной терапии может снизиться или вообще не проявиться. Вот почему пациентов, которым планируется проведение генной терапии, обычно проверяют на наличие антител к вирусному вектору.
  • Задача генной терапии состоит в том, чтобы доставить новый ген в конкретные ткани человеческого организма, однако вирусные векторы могут доставить ген также в другие клетки, которые не являются мишенями. Теоретически это может привести к повреждению здоровых клеток и возникновению осложнений, например развитию злокачественной опухоли.
  • После введения в организм векторов с генетическим материалом часть их доставляет генетический материал в клетки, а неиспользованные векторы высвобождаются из организма реципиента в окружающую среду. Это называется выделением вектора, вектор может выделяться из организма пациента с калом, мочой, слюной и другими биологическими жидкостями, попадающими в окружающую среду. Выделение вектора, несущего генетический материал, в окружающую среду повышает возможность его передачи другим людям при близком контакте
  • Хотя мишенью для вирусного вектора служат определенные ткани, предполагается, что он распространится почти по всему организму. В настоящее время изучаются способности вирусных векторов проникать в клетки других тканей.
  • Генная терапия может ухудшить состояние органов или тканей-мишеней
  • Генная терапия может привести к избыточной выработке белка. Последствия чрезмерной продукции белка (или чрезмерной экспрессии гена) могут быть разными и зависят от типа синтезируемого белка
  • У некоторых пациентов генная терапия вообще не работает. Кроме того, пока неясно, в течение какого времени сохраняется эффект генной терапии

МЫ НАДЕЕМСЯ, ЧТО ТЕПЕРЬ ВЫ ЛУЧШЕ ПОНИМАЕТЕ НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ГЕННОЙ ТЕРАПИИ

Но это только начало нашего общения!

Сейчас наука движется вперед семимильными шагами, и каждый день богат новостями.Подпишитесь на электронную рассылку, чтобы поддерживать с нами связь.

Адаптивное изображение
Адаптивное изображение