Эпилепсия – достаточно распространенный и очень тяжелый неврологический недуг. В мире той или иной формой ее страдает несколько миллионов человек, при этом примерно каждый третий случай заболевания устойчив к лекарствам. Хирургическое лечение тоже не всегда возможно.
Евгений Никитин из Института высшей нервной деятельности в Москве представил на XXIV съезде физиологического Общества имени И.П. Павлова концепцию генной терапии некоторых форм эпилепсии. Главными инфопартнерами съезда стали портал Neuronovosti.Ru и объединенная редакция порталов Indicator.Ru и Inscience.News.
Известно, что большинство животных моделей генной терапии нацелены на калиевую проводимость из-за того, что калиевые каналы обладают выдающейся способностью гиперполяризовать мембрану и снижать активность основных глутаматергических нейронов коры головного мозга. Группа Евгения Никитина предложила использовать вектор на основе аденоассоциированного вируса ААV2, несущий ген KCNN4, кальций-активируемого калиевого канала KCa3.1.
Что такое генная терапия? | Рассказывает Александр Панчин
Внедрение этого канала в мембрану нейронов должно было снизить возбудимость нейронных сетей. Авторы исследовали электрофизиологические свойства пирамидных нейронов, не имевших такого канала, и в которые этот калиевый канал внедрили при помощи генной терапии.
Исследования на живых срезах мозга показали, что излишняя экспрессия гена KCNN4 заметно снижает возможность пирамидных нейронов генерировать высокочастотные серии потенциалов действия – без ущерба своей способности кодирования на более низких частотах. Более того, эксперименты на фармакологически вызванных судорогах ex vivo (на живой ткани вне организма), показали, что генная терапия дает результаты значительно лучше контроля.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда № 20-15-00408 Съезд организован Физиологическим обществом им. И.П. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН и посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Источник: indicator.ru
Генная терапия
Татьяна Амирова — Эксперт по превентивной геномике Monte Carlo LifeCheck Center, научный сотрудник отдела генетических исследований лаборатории Люксембурга. Рассказывает, насколько реальны разработки лекарств и вакцин на основе генной инженерии.
«В зависимости от способа введения экзогенных ДНК в геном пациента, генная терапия может проводиться либо в культуре клеток (ex vivo), либо непосредственно в организме (in vivo). Клеточная генная терапия или терапия ex vivo предполагает выделение и культивирование специфических типов клеток пациента, введение в них чужеродных генов, отбор трансформированных клеток и повторное введение их тому же пациенту.
Как работает генная терапия (за 5 минут)
В настоящее время в большинстве допущенных к клиническим испытаниям программ генной терапии используется именно этот подход. Генная терапия in vivo основана на прямом введении клонированных и определенным образом упакованных последовательностей ДНК в специфические ткани больного. Особенно перспективным для лечения генных болезней in vivo представляется введение генов с помощью аэрозольных или инъецируемых вакцин. Аэрозольная генотерапия разрабатывается, как правило, для лечения пульмонологических заболеваний (муковисцидоз, рак легких).
Генная терапия — это наше будущее. Но она еще далека от широкого практического использования. Пока основные успехи достигнуты на моделях. Тем не менее, второго ноября Еврокомиссия впервые разрешила выпуск и продажу в ЕС лекарства нидерландской компании uniQure на основе генотерапии для лечения тяжелого генетического заболевания — липопротеинолипазной недостаточности. Стоимость лекарства составит 1,6 миллиона долларов США, что является рекордом за всю историю медицины.
С 2012 года продается на территории России препарат, лечащий атеросклероз сосудов с помощью местной генотерапии. Многие испытания находятся в финальной стадии — в ближайшие годы можно ожидать выхода на рынок сразу нескольких препаратов, использующих доставку ДНК в клетки пациента. Генная терапия уже помогла тысячам больным, страдающим целым спектром тяжелых недугов от недостатка гемоглобина до наследственной слепоты».
Источник: pharmika.ru
Рис 34. Принцип генной терапии ex vivo
Использование собственных клеток пациента (аутологичных клеток) гарантирует, что после инфузии или трансплантации у него не разовьется иммунный ответ.
Генная терапия in vivo основана на прямом введении клонированных и определенным образом упакованных последовательностей ДНК в специфические ткани больного (Рис. 35). При этом вводимые ДНК, как правило, интегрируют с молекулами, обеспечивающими их адресную доставку в клетки-мишени. В настоящее время этот подход опробирован только для лечения муковисцидоза.
Рис. 35 Принцип генной терапии in vivo
Особенно перспективным для лечения генных болезней in vivo представляется введение генов с помощью аэрозольных или инъецируемых вакцин. Аэрозольная генотерапия разрабатывается, как правило, для лечения пульмонологических заболеваний, таких как муковисцидоз, эмфизема, рак легких, при которых объектами генетической модификации являются специфические типы легочных клеток. Инъецируемые вакцины могут использоваться для модификации различных типов клеток и представляют собой наиболее универсальный способ доставки чужеродного генетического материала в любые ткани.
Разработке программы генной терапии предшествуют тщательный анализ тканеспецифической экспрессии соответствующего гена, идентификация первичного биохимического дефекта, исследование структуры, функции и внутриклеточного распределения его белкового продукта, а также биохимический анализ патологического процесса. План генотерапевтических вмешательств определяется также доступностью клеток-мишеней, периодом их жизни и характером миграции в организме, эффективностью и специфичностью трансфекции клеток и продолжительностью экспрессии введенного гена.
Наиболее перспективной представляется возможность генетической модификации не самих дифференцированных клеток с наследственным дефектом, а их предшественников — плюрипотентных стволовых клеток.
Определение типа клеток, подлежащих генетической модификации, завершается оценкой результата переноса гена в системе in vitro и проведением экспериментов на животных моделях. Апробацию процедуры генокоррекции наследственного заболевания проводят на первичных культурах экспрессирующих клеток больного либо на перевиваемых культурах, полученных после предварительной трансформации первичных культур. На этих клеточных моделях оценивают эффективность выбранной системы переноса экзогенной ДНК, определяют экспрессию вводимой генетической конструкции, анализируют ее взаимодействие с геномом клетки, отрабатывают способы идентификации первичного дефекта и его коррекции на биохимическом уровне.
Тем не менее, многие проблемы генной терапии не могут быть решены на клеточном уровне. Важное значение имеет анализ влияния введенных ДНК на межклеточные взаимодействия, определяющие работу соответствующих тканей и органов. Такие исследования могут быть проведены только in vivo.
3. 2 Методы генетической трансфекции в генной терапии
Решающим условием успешной генной терапии является обеспечение эффективной доставки, т. е. трансфекции (в широком смысле) или трансдукции (при использовании вирусных векторов) чужеродного гена в клетки-мишени, обеспечение длительной персистенции его в этих клетках и создание условий для полноценной экспрессии. Существуют следующие основные подходы к трансфекции клеток:
1) трансфекция » чистой» ДНК, лигированной в соответствующую плазмиду;
2) трансфекция комплексированной ДНК, т. е. — плазмидной ДНК, находящейся в комплексе с солями, белками (например, трансферрином), органическими полимерами (ДЭАЭ-декстраном, полилизином), липосомами или частицами металлов (золото, вольфрам);
3) трансдукция ДНК в составе вирусных частиц, предварительно лишенных способности к репликации;
Условием длительной персистенции чужеродной ДНК в клетках-реципиентах является ее встраивание в геном клетки-хозяина. Пребывание чужеродной ДНК в ядре клетки в свободном состоянии (в виде эписом) неизбежно ведет к ее элиминации даже в неделящихся клетках и, соответственно, к ее транзиторной (временной, обычно в течение нескольких месяцев) экспрессии. Необходимой предпосылкой экспрессии чужеродной ДНК является наличие соответствующих промоторов. В случае наличия тканеспецифических промоторов можно добиться экспрессии введенного гена только в определенных тканях и клетках. Методы доставки чужеродных генов в клетки подразделяются на физические, химические и биологические.
Реальная интеграция чужеродной ДНК в геном клетки-реципиента может быть достигнута только с использованием ретровирусных и аденоассоциированных векторов.
Источник: megalektsii.ru