Genska terapija je savremen pristup u lečenju ili prevenciji različitih bolesti zasnovan na uvođenju „divljeg” tipa (eng.wild type) gena (genskog materijala) u ćelije zahvaćene mutacijom. Prema načinu unosa genskog materijala, vektorom ili direktnim ubacivanjem ogoljene DNK, razlikujemo somatsku gensku terapiju (jetre, mozga, mišića, kože, bubrega) i germinativnu (kod koje se genski materijal unosi u polne ćelije, s tim što promene uzrokovane manipulacijom na reproduktivnim ćelijama neće biti prenesene sledećim naraštajima). U okviru ovog postupka postoji i terapija in vivo kod koje se genski materijal unosi direktno u bolesnika, zatim in vitro, ex vivo adicija ili zamena gena kod ljudi ili na animalnim modelimaKrešimir Pavelić, čuda moderne medicine, Nakladni zavod Globus, Zagreb, 2004. Osnovni preduslov za gensku terapiju je ovladavanje metodologijom dobijanja izdvojenog gena, koji će se ubacivati u genom. Sekvencioniranje i kloniranje humanih gena poznato je još od 1980. godine, kada je humani gen za proizvodnju insulina (deficijentan kod šećerne bolesti tip 1) ubačen u genom bakterije, koja je počela da proizvodi humani insulin. Ovako dobijeni insulin i danas se koristi u terapiji šećerne bolesti.
U narednim decenijama očekuje se da će se nakon uspešne izolacije gena u kojima su ispoljeni monogenetski poremećaji genskom terapijom, i po prvi put dobije lek za genetičke bolesti, ili da se uvođenjem DNK i oligonukleotida u ćelije omogući lečenje nenaslednih bolesti, kao što je npr. karcinom.
Međutim genska terapija je još uvek u početnoj fazi istraživanja i razvoja, i može se smatrati eksperimentalnom metodom, sa velikim brojem kliničkih proba. Uspeh genske terapije na svim poljima bio bi, svakako najveće i najvažnije otkriće 21. veka. Teorijske mogućnosti genske terapije su izvanredne, praktična primena pokazuje rezultate, ali to je svakako nedovoljno da zadovolji brojna velika očekivanja, koja u budućnost moraju biti realizovana, pre svega zbog nas i naših potomaka. 300px|мини|Gene terapija koja koristi adenovirus kao vektor. U nekim slučajevima, adenovirus će ubaciti novi gen u ćeliju. Ako je lečenje uspešno, novi gen će stvoriti funkcionalni protein za lečenje bolesti Istorija Kao datum kada je prvi put počela da se primjenjuje genska terapija uzima se 14. septembar 1990. godine, kada je četvorogodišnja devojčica, rođena sa teškom i kombinovanom imunodeficijencijom (retkim urođenim oboljenjem u kome nedostaje gen za enzim adenozindeaminazu neophodan za normalan imunski odgovor, pa je organizam osetljiv na svaki patogen), dobila gensku terapiju. Kod ove devojčice je genska terapija izvedena tako što su prvo uzeti leukociti iz periferne krvi, zatim su kolonizirani u laboratoriji, pa je u tu kulturu leukocita ubačen gen koji nedostaje. Leukociti su nakon toga vraćeni u krv. Genska terapija je kod ove devojčice poboljšala imuni odgovor, ali nije dovela do konačnog izlečenja, zato što genetski tretirani leukociti žive samo nekoliko meseci, pa to zahteva da se terapija ponavlja.. Procenti sadašnjih ispitivanja genske terapije центар центар центар
Opšta razmatranja мини|Dupleks crRNA i tracrRNA deluje kao vodeća RNK da uvede specifično lociranu modifikaciju gena zasnovanu na RNK 5 ’uzvodno od crRNA. Cas9 veže tracrRNK i potrebna mu je sekvenca za vezivanje DNK (5’NGG3 ’), koja se naziva motiv susednog protospacera (PAM). Nakon vezivanja, Cas9 uvodi dvostruki lanac DNK, nakon čega sledi modifikacija gena homolognom rekombinacijom (HDR) ili nehomolognim krajnjim spajanjem (NHEJ). мини|Mehanizam genske terapije kod bebe Genska terapija, koja je za sada eksperimentalna tehnika, koristi gene da leči i sprečava nastanak nekih bolesti! Ona obuhvata niz in vivo, ex vivo i in vitro metode i postupke za prekomponovanje postojećih i unošenje funkcionalnih kopija gena, koji zamenjuju ili nadopunjuju (ne)aktivnost alelnih varijanti koje su odgovorne za mnoge bolesti.
U budućnosti ova će tehnika dovesti do toga da lekari mogu da leče bolesti ubacujući gene u bolesnikove ćelije umesto primene lekova i operacija!
Istraživači su do sada, testirali nekoliko pristupa genskoj terapiji, uključujući: Zamenjivanje mutiranih gena (tehnikom homologe rekombinacije) koji uzrokuju bolesti sa njihovim zdravim kopijama. Inaktiviranje (eng. „knocking out”) mutiranih gena koji ne funkcionišu nepravilno. Ubacivanje novih gena u organizam u genom na nespecifičnu lokaciju u cilju borbe protiv bolesti (ovo je najčešći način). Popravljanje mutiranog gena tehnikom selektivne reverzne mutacije (tako da je gen osposobljen za normalnu funkciju) Supresiju aktivnosti oštećenog gena novim genom
Opštepoznati termini kao što su: genetički inženjering, genska manipulacija, gensko kloniranje, tehnologija rekombinantne DNK, DNK kloniranje, genetička modifikacija, molekulsko kloniranje, pa i „nova genetika”, opisuju istoznačne pojmove u oblasti biotehnologije na bazi genetičkog inženjerstva. Svi se odnose na istovetan proces: svrsishodni transfer ciljanih fragmenata i molekula DNK iz jednog organizma u samoreplicirajuće genetičke strukture drugog, ili transgenozu. Takvi transgeni fragmenti DNK se kasnije mogu, u potrebnoj količini kopija, propagirati u „stranoj ćeliji domaćinu”..
Pored genetskog inženjerstva na molekularnom nivou već su odavno u primeni i manipulacije većim kompleksima genetičkog materijala – hromozomima i kompletnim genomima (označene kao hromozomsko i genomsko inženjerstvo).Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović, Rifat, Ed. : Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. Kapur Pojskić L., Ed. : Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo. . Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo.
Oblici genske terapije Germinativna genska terapija Cilj zahvata u polnih ćelijama je korekcija poremećene funkcije određenog gena koja uzrokuje neke teške bolesti. Jedna mogućnost ovog lečenja je unos gena u polne ćelije čime bi se poremećaj koriguje u svim ćelijama potomaka.
Prema tome, jasno je da genska manipulacija polnim ćelijama može imati neizbrisive posledice za razvoj budućeg organizma. Tako se npr. U terapiji zametnim nizom genetičke se promene se vrše u spermi, jajašcima ili ćelijama embrionalnom i prenose na buduće generacije. Ova terapija dovodi do suženja zalihe ljudskih gena na koju računaju buduće generacije.
Ovakav vid terapije je nov i potrebno je ispitati njene posledice pre bilo kakvih pokušaja, pa je zbog toga i zabranjena u većini zemalja. Ipak, 2001. godine naučnici su potvrdili rođenje 30 ,,genetski modifikovanih beba’’, čije su majke bile podvrgnute ovoj proceduri. Somatska genska terapija Ova vrsta genetičke terapije koju su 1990. godine prvi put primenili French Anderson i grupa naučnika iz Nacionalnog zavoda za zdravlje.J. Rifkin, Biotehnološko stoljeće, trgovina genima u osvrt vrlog novog svijeta, Jesenski i Turk – Hrvatsko sociološko društvo, Zagreb, 1999, zasniva se na intervenciji koja se vrši samo u somatskim ćelijama (telesnim ćelijama, isključujući polne ćelije) nakon koje genetičke promene ne prelaze na potomstvo.
Somatska terapija može povećati broj preživelih osoba sa defektnim genima u njihovim zametnim nizovima – genima i na taj će se način može se prenositi sve veći broj genetskih problema na sledeće generacije.
Budući da današnji prenatalni genetički testovi mogu otkriti da li je fetus ili embrion zahvaćen nekim poremećajem, roditeljima preostaje odluka o pobačaju oštećenog ploda.
Zabrinjavajuća je metoda ovakvih postupaka, osim otkrivanja nepravilnosti na genu, odabir pola deteta. Postupak se sprovodi posmatranjem amnionske tečnosti, a prvi uspešni slučaj sproveden je 1955. godine. Široka primena ovih postupaka sedamdesetih je godina postala je rutina. Osim odabira pola deteta koji je danas najzastupljeniji u azijskim zemljama, naročito Kini, u kojoj se odabiranju najvećim delom muška deca, ovakve metode mogu popraviti kozmetičke poremećaje u jajašcu, spermi i embrionalnom ćelijama budućeg deteta.
In vivo genska terapija мини|In vivo genska terapija мини|Ex vivo genska terapija Kod obe terapije transgen se direktno uvodi u ćelije napadnute zarazom. Na ovaj način moguće je lečiti cističnu fibrozu ili mišićnu distrofiju. Tako bi DMD bila tretirana uvođenjem distrofin gena u mišićne ćelije, a CF uvođenjem CFTR gena u ćelije vazdušnog protoka. Kod obe bolesti su to ćelije čija poremećena funkcija izaziva glavne efekte koji su opasni po život, međutim nisu jedine.
Bolesnici sa cističnom fibrozom mogu da pate od pankreasnog nedostatka, defekta u vas deferensu, problema jetre, dok bolesnici s mišićnom distrofijom imaju problema sa srcem ili defekte CNS-a.
Kada bi i ovi defekti bili uspešno otklonjeni ne znači da bi bolest u potpunosti bila izlečena .
Ex vivo genska terapija Vrši se uvođenjem transgena u izolovane ćelije, da bi se njima moglo manipulisati in vitro. Zatim se vrši selekcija onih ćelija koje su primile transgen, pa se ovi ćelijski klonovi ponovo uvode u telo pacijenta.
Ovaj oblik terapije je pogodan za genetičke defekte koji se odnose na krvne ćelije. Korišćen je u lečenju deficijencije adenozin deaminaze (ADA) i to je jedina genska terapija koja je do sada dala rezultate kliničkog poboljšanja.
Adicija ili zamena gena U ovom tretmanu defektni gen se u potpunosti zamenjuje funkcionalnim transgenom, što bi obezbedilo terapiju za sve tipove mutacija. Zamena bi uključivala homologu rekombinaciju između transgena i hromozomalne kopije, što je moguće, jer se genetičari oslanjaju na ovakvu rekombinaciju.
Zamena gena zahteva procedure u kojima se bira mali broj ćelija kojima je promena potrebna. ,,Germline’’ terapija zahteva precizne zamene gena , jer je to jedini siguran način da se obezbedi kompletno normalna ekspresija gena. Smatra se da je zato ova terapija još uvek nemoguća, što svakako dovodi u pitanje gore navedene podatke o rođenju ,,prvih genetski modifikovanih beba’’. Iz dostupne literaturu može sa saznati da su se uglavnom vodile rasprave o tome da li je to moguće ili ne, ali nema čvrstih dokaza koji bi nas mogli ubedili da je ovaj tip genske terapije uspešno primenjen, iako je sama procedura opisana i teoretski svakako moguća.
Animalni modeli Kako genske terapije zahtevaju niz eksperimenata , ne mogu se svi izvoditi na ljudima, pa su animalni modeli korisni za demonstraciju principa i razvoja tehnologije. Kako npr. transgeni miševi pate od sličnih simptoma kao i ljudi, oni mogu da budu animalni modeli u cilju razvoja genske terapije. Rezultati Genske terapije koje su do sada testirane odnosile su se na ćelije koštane srži i krvne ćelije.
Uvođenjem novog gena u spermatozoid ili jajnu ćeliju novi gen može da se prenese na potomstvo, što bi predstavljalo germlajn gensku terapiju. Ova vrsta terapije nije naišla na odobravanje, jer se smatra da, iako bi pomogla u sprečavanju nastanka određenog genskog poremećaja u pojedinim porodicama, nije izvesno kakav efekat bi novi gen mogao da ima na razvijanje fetusa i da li bi mogao dati neke kasne neželjene posledice.
Vektori Imajući u vidu da gen koji je direktno ubačen u citoplazmu ćelije uglavnom ne ostvaruje svoju funkciju.. Da bi funkcija bila ispunjena, potrebno je gen na neki drugi način ubaciti u ćeliju. Za ovo postoji nekoliko metoda:. Korišćenjem virusnih vektora, odnosno genetski izmjenjenih virusa (koji ne mogu da izazovu bolest, već samo uvedu gen u genom inficirane ćelije).. Korišćenjem nevirusnih vektora, uglavnom u formi lipozoma (lipidnih sfera), koji mogu da prenesu DNK kroz membranu ćelije domaćina (biohemijski kompleks DNK u lipozomu naziva se lipokompleks) Hemijskim povezivanjem molekula DNK sa molekulom koji može da se veže sa određenim ćelijskim receptorima, nakon čega DNK prolazi kroz membranu i ulazi u ćeliju (ovaj metod je manje efikasan od drugih navedenih metoda).