Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет ..., печатный экземпляр отправим ...
Опубликовать статью

Молодой учёный

Генотерапия как новое направление в фармакологии

Научный руководитель
Фармация и фармакология
17.03.2024
223
Поделиться
Библиографическое описание
Гасанова, Ш. М. Генотерапия как новое направление в фармакологии / Ш. М. Гасанова, И. А. Лебедев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 11 (510). — С. 207-209. — URL: https://moluch.ru/archive/510/111974/.


Ключевые слова : генотерапия, векторная доставка генов, невекторная доставка генов, in vivo, ex vivo, лечение заболеваний, перспективы генотерапии, клинические испытания генотерапии, ограничения генотерапии.

Генотерапия — это метод лечения заболеваний, основанный на внесении изменений в генетический материал клеток пациента. Это достигается путем введения в организм человека функциональных копий генов, которые заменяют дефектные, или путем регуляции экспрессии уже имеющихся генов.

Генотерапия как научное направление зародилась в 1970-х годах. Первые клинические испытания генотерапевтических методов лечения были проведены в 1990-х годах. В последние годы, благодаря достижениям в молекулярной биологии и генной инженерии, генотерапия получила второе дыхание.

Это перспективное направление в фармакологии, которое имеет потенциал изменить подход к лечению многих заболеваний, ранее считавшихся неизлечимыми путем замены дефектных генов, что может привести к полному излечению от многих заболеваний.

Генотерапия может привести к созданию принципиально новых лекарств, основанных на модификации генов; может стать ключом к персонализированной медицине, когда методы лечения будут подбираться индивидуально для каждого пациента с учетом его генетических особенностей; а также может сделать лечение некоторых заболеваний более доступным, так как она может быть более эффективной, чем традиционные методы лечения.

Целью генной терапии человека является экспрессия экзогенной ДНК в определенном месте in vivo в течение достаточно долгого времени и на достаточных уровнях для достижения терапевтического ответа. Препятствия на пути к этой цели многочисленны и включают в себя создание или упаковку ДНК, доставку in vivo, проникновение биологических барьеров, элиминацию ДНК внутри клетки и из тканевых компартментов всего организма, контроль экспрессии продукта и явную токсичность. Текущая задача состоит в том, чтобы устранить каждое из этих препятствий для создания практичной и эффективной генной терапии. При этом жизненно важно понимать расположение ДНК-векторов in vivo и знать, как можно использовать традиционные лекарства для модуляции этого расположения и усиления терапевтического эффекта этих векторов.

Основные методы генотерапии.

Существует два основных метода генотерапии: векторная и невекторная доставка генов.

Векторная доставка генов [1]:

В данном методе для доставки терапевтических генов в клетки используются специальные «векторы». Векторы — это модифицированные вирусы или плазмиды, которые не способны к репликации в организме человека.

Типы векторов:

1) Вирусные векторы: аденовирусы, ретровирусы, лентивирусы, адено-ассоциированные вирусы (AAV).

2) Невирусные векторы: липосомы, полимерные наночастицы, конъюгаты ДНК с белками.

Преимущества:

– Высокая эффективность доставки генов.

– Возможность доставки генов в различные типы клеток.

Недостатки:

– Потенциальная иммунная реакция на вектор.

– Риск интеграции вектора в геном человека.

Невекторная доставка генов [1]:

В данном методе терапевтические гены вводятся в клетки без использования векторов.

Методы:

1) Прямая инъекция ДНК: ДНК вводится в клетки с помощью микроинъекции или электропорации.

2) Липосомальная трансфекция: ДНК инкапсулируется в липосомы, которые затем сливаются с клеточной мембраной.

Преимущества:

– Низкая иммунная реакция.

– Отсутствие риска интеграции в геном человека.

Недостатки:

– Низкая эффективность доставки генов.

– Не подходит для всех типов клеток.

Инъекция генов in vivo и ex vivo:

In vivo:

– Терапевтические гены вводятся непосредственно в организм пациента.

– Подходит для лечения системных заболеваний.

– Примеры: инъекция аденовирусных векторов для лечения муковисцидоза, инъекция AAV-векторов для лечения гемофилии.

Ex vivo :

– Клетки пациента извлекаются из организма, модифицируются in vitro с помощью генов, а затем возвращаются пациенту.

– Подходит для лечения заболеваний, которые затрагивают определенные типы клеток.

– Примеры: генная модификация T-клеток для лечения рака, генная модификация стволовых клеток для лечения заболеваний крови.

Выбор метода генотерапии зависит от ряда факторов, таких как тип заболевания, тип клеток, которые необходимо модифицировать, и доступные технологии.

Применение генотерапии в фармакологии.

Генотерапия позволяет заменить дефектные гены, что может привести к полному излечению от таких заболеваний, как муковисцидоз, гемофилия, синдром Леша-Найхана, серповидноклеточная анемия, болезнь Тая-Сакса.

Генотерапия может использоваться для активации иммунной системы против раковых клеток, доставки лекарственных препаратов непосредственно к опухоли, и регулирования экспрессии генов, которые участвуют в росте и развитии опухоли, как например генная модификация T-клеток для лечения CAR-T терапии или использование AAV-векторов для доставки антиген-специфических рецепторов T-клеткам [2].Генотерапия также может замедлить или остановить прогрессирование таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона, амиотрофический боковой склероз. Примерами тому могут быть использование AAV-векторов для доставки генов, которые нейропротекторные, а также генная модификация стволовых клеток для лечения нейродегенеративных заболеваний [2].

Лечение, направленное на чрезвычайно редкие группы пациентов, которые определяются конкретным биомаркером или генетической мутацией, открывает явную возможность для генной терапии, но также создает серьезные проблемы. Полностью слепые плацебо-контролируемые модели испытаний могут оказаться непригодными для генной терапии, требующей инвазивных процедур введения; например, Glybera требует до 60 внутримышечных инъекций в бедро под наркозом.

Преимущества и недостатки генотерапии.

Генотерапия может стать эффективным методом лечения заболеваний, которые не поддаются другим методам терапии и может привести к полному излечению от некоторых заболеваний, а не только к облегчению симптомов.

Возможными рисками могут быть иммунная реакция на вектор, риск интеграции вектора в геном человека и неопределенные долгосрочные последствия помимо того фактора, что у генотерапии высокая стоимость лечения, она не подходит для всех типов заболеваний и существующие технические сложности.

Будущее генотерапии в фармакологии.

На данный момент проводится множество исследований по разработке новых

методов генотерапии для лечения различных заболеваний, в мире проходит более 3000 клинических испытаний генотерапевтических препаратов [3].

В перспективе необходимо разрабатыватьболее безопасных и эффективных векторов доставки генов, расширять применения генотерапии для лечения различных заболеваний, работать над снижением стоимости генотерапии, повышением безопасности методов, разработкой методов генотерапии для лечения сложных заболеваний и обеспечение доступности генотерапии для всех пациентов.

Заключение

Генотерапия — это перспективное направление с большим потенциалом для лечения широкого спектра заболеваний. Несмотря на наличие некоторых трудностей, данная технология обладает возможностью революционизировать фармакологию и подарить надежду миллионам пациентов.

Литература:

  1. Мельникова Е. В., Меркулова О. В., Чапленко А. А., Рачинская О. А., Меркулов В. А. Мировой опыт регистрации и применения препаратов для генной терапии в клинической практике // Антибиотики и химиотерапия. — 2019.
  2. Мохов А. А., Меркулов В. А., Мельникова Е. В., Попов П. И., Дудченко В. В., Кошечкин К. А. Номенклатура генотерапевтических лекарственных препаратов: международный опыт // Ремедиум. Журнал о российском рынке лекарств и медицинской технике. — 2019.
  3. Слободкина Еа., Карагяур М. Н., Балабаньян В. Ю., Макаревич П. И., Чапленко А. А., Яворский А. Н. Генная терапия в регенеративной медицине: последние достижения и актуальные направления развития // Гены и клетки. — 2020.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
генотерапия
векторная доставка генов
невекторная доставка генов
in vivo
ex vivo
лечение заболеваний
перспективы генотерапии
клинические испытания генотерапии
ограничения генотерапии
Молодой учёный №11 (510) март 2024 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 207-209):
Часть 3 (стр. 135-209)
Расположение в файле:
стр. 135стр. 207-209стр. 209

Молодой учёный