Yaklaşık 50 yıldır bilim adamları, bir hücreye yerleştirilen bir DNA molekülü ile genetik modifikasyonun, genetik insan hastalıkları için etkili bir tedavi olabileceğine inanıyorlar. Gen terapisinin klinik uygulamaları uzun ve meşakkatli olsa da, gen terapisi tıbbın pek çok alanı için yeni tedavi seçenekleri sunmaktadır.
Retrovirüsler ve adeno-ilişkili virüsler (AAV) gibi gen terapisi vektörlerinin (hücrelere gen iletimi için bir araç olarak kullanılan genetik materyal) geliştirilmesiyle preklinik hastalık modellerinde cesaret verici sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak, gen terapisinin klinik denemeleri 1990’ların başında başladı. Ne yazık ki bu erken klinik çalışmalarda; Vektörlere karşı bağışıklık tepkisi ve vektörler tarafından proto-onkogenlerin (tümör oluşumuna neden olacak şekilde mutasyona uğrayan genler) aktivasyonundan kaynaklanan tümör oluşumu dahil olmak üzere tedaviyle ilişkili ciddi toksik etkiler meydana gelmiştir. Bu aksilikler; Viroloji, immünoloji, hücre biyolojisi ve model geliştirme alanlarında daha temel araştırmaları teşvik etti ve nihayetinde temel araştırma, 2000’lerde klinikte gen tedavisinin başarısına yol açtı. Lentiviral vektörler, çoğalmayan hücrelere gen iletiminin etkinliğini arttırmak için kullanılmıştır. Otolog kan hücrelerine (hastanın kendi kan hücrelerinden) transfer için daha etkili ve güvenli vektörler erken evre klinik deneylerde kullanılmıştır. Buradaki amaç immün yetmezliği, hemoglobinopatileri ve metabolik hastalıkları olan hastalara fayda sağlamaktır. C19 reseptörüne bağlanabilen kimerik antijen reseptörlerini eksprese etmek için T hücrelerine müdahale edildi ve bu T hücrelerinin lenfomada antitümör aktivite sergiledikleri bulundu. Doğuştan körlük, hemofili B ve spinal müsküler atrofi hastalıklarında. AAV vektörlerinin retina, karaciğer ve sinir sistemine transdüksiyonu sonucunda klinik iyileşme gözlenmiştir. 2017 yılında ilk gen terapi ürünü Gıda ve İlaç İdaresi tarafından onaylanmıştır. Bu onaylı gen tedavisinde CAR’lı T hücreleri, kanser B hücrelerine saldırır (Gıda ve İlaç Dairesi tarafından onaylanan gen tedavileri hakkında daha ayrıntılı bilgi için: Ayrıca nörolojik hastalıklar ve hemofili için umut verici klinik deneyler, yeni gen tedavisi yöntemlerinin onaylanmasına yol açabilir. bir gelecek.
Son yıllarda bakteriyel endonükleazlara (DNA’yı kesebilen enzimler) dayalı genom düzenleme teknolojisi gelişmiştir. yalnızca gen eklenmesine aracılık edebilen viral vektörlere kıyasla genom düzenleme yaklaşımları; Gen ekleme, gen çıkarma ve gen düzeltme yetenekleri sağlar. Bu yöntemi hastaların tedavisinde uygulama fikri henüz yeni ve gelecekte birçok klinik deneme bekleniyor.
İçindekiler
retroviral vektörler
Bir genom paketleme sinyalinin tanımlanması, retroviral vektörlerin geliştirilmesine yol açtı. 1990’ların başında, genleri kan hücrelerine aktarmak için gama retrovirüsleri geliştirildi. Tip C retrovirüsleri, genleri T lenfositlerine aktarmak için geliştirilmiştir.
Diğer retrovirüs türleri ise; spumavirüsler ve lentivirüsler. Gama retroviral vektörlerin aksine; Lentiviral vektörler, genleri bölünmeyen hücrelere iletebilir. Ek olarak, lentiviral vektörler daha büyük ve daha karmaşık genomik bölgeleri transdükte edebilir. Lentivirüslerin ve spumavirüslerin bir diğer özelliği de gen kodlama bölgelerine girebilmeleridir. Öte yandan, gama retrovirüsleri, kan hücrelerinde kanser riskini artıran proteinleri kodlamayan genomik bölgeye girer. Lentivirüsler günümüzde çoğu kan hücresi dağıtım uygulamasında kullanılmaktadır. Bununla birlikte, gama-viral vektörler ayrıca T hücrelerini tasarlamak ve genleri kan hücrelerine iletmek için kullanılır. Lentivirüslerin ve gama retroviral vektörlerin yapısında kontrolsüz yayılmaya izin veren gen bölgelerinin çıkarılması tedavi riskini azaltır.
Adeno-ilişkili viral vektörler (AAV)
AAV vektörü hücre içinde serbestçe çoğalamayacak şekilde modifiye edilerek kullanılır. AAV’deki tüm viral diziler, kodlanacak genin dizisi ile değiştirilir. AAV vektörünün bir sınırlaması; 5000 nükleotitten daha büyük DNA’yı paketleyemez. AAV vektörleri, genomla bütünleşmez ve kopyalanan DNA, hücrede serbestçe stabil kalır. Böylece genom içine girme riskleri görülmeyebilir ancak bu taşıyıcının uzun vadeli aktivitesi de sınırlıdır.
1990’ların ortalarında, iki araştırma grubu, fareye intramüsküler bir AAV vektörü enjekte edildiğinde uzun süreli aktivite gösterdi. Ayrıca bu vektör; Karaciğer, retina, kalp kası ve merkezi sinir sistemine geçebildiği görülmüştür. 1990’ların sonunda, AAV’nin hemofili B klinik deneyleri yapıldı ve kaslara AAV enjekte edildi. Bu erken denemeler güvenliydi ancak yetersiz dozajla sınırlıydı.
Editleme tarafından
Viral vektörlerden farklı olarak, bu yöntem aynı zamanda gen düzenleme ve gen çıkarma işlemlerini de gerçekleştirebilir. Genom modifikasyonu doğrudan organlardaki hücreler üzerinde gerçekleştirilebilir. Hedefli DNA değişimi, her iki DNA sarmalının da kırılmasıyla başlar ve sarmal kırılmaları, fragmanların değişimini katalize eder. Asimetrik onarım ile bozulan bölgeyi onarmak genin aktivitesini durdurur. Çünkü bu tür bir onarım hataya açıktır. Homolojiye bağlı onarım, DNA şablonunu işaretler ve bölgeyi nükleotitlerle doldurur.
Erken genom düzenleme çalışmaları, çinko parmak nükleazına (ZFN) veya meganükleazlara dayanır. Bu nükleazlar ayrıca DNA’da çift sarmal kırılmaları oluşturur. DNA’da bir hedef bölgeyi bulmak için çok sayıda proteine ihtiyaç duyarlar ve bu da kullanımlarını sınırlar. 2009 yılında bakterilerden izole edilen TALE proteinleri ve nükleazlar kullanıldı. Bu enzim DNA’yı kesebilir ancak her bir DNA çifti için yeni bir çift nükleaz gerekir.
Genom düzenleme teknolojisine yeni bir yaklaşım, 2012 yılında bakteri savunma sisteminde bulunan CRISPR-Cas9 endonükleazın Doudna ve Charpentier tarafından keşfedilmesiyle ortaya çıktı. Bu sistemde, hedef sekans için özel olarak tasarlanmış bir RNA ve Cas9 endonükleaz kullanılarak genomdaki istenen konum kesilebilir. Ek olarak, CRISPR-Cas9’un bileşenleri, viral bir vektöre ihtiyaç duymadan bir RNA-protein kompleksi olarak hücreye taşınabilir.
Klinik olarak, CRISPR-Cas9 yöntemine dayalı uygulamalar henüz çok yenidir. Uygulama sırasında uygulama ve güvenlik açısından aksilikler yaşanabilir. Bu nedenle, klinik deneyler dikkatle tasarlanmalıdır. Örneğin; Ekzonükleazlar, DNA’daki hedef bölge dışında bir bölgede bölünerek öngörülemeyen sonuçlara yol açabilir. Ayrıca, endonükleazların belirli bir organizmada bir bağışıklık sistemi tepkisini uyarma olasılığı da vardır.
2015 yılında Çin’de yapılan bir çalışmada, insan embriyoları üzerindeki hemoglobin geninin gen düzenleme çalışmasında, ekzonükleazlar istenmeyen bölgeleri de kesiyor. Bu nedenle, gen düzenleme ile ilgili klinik çalışmaların başlatılabilmesi için preklinik çalışmalarda uygun bir ekzonükleaz sisteminin tasarlanması gerekir. Gelecekte, mevcut sorunlar aşıldığında, hastaların şu anda kullanılan kemoterapi ilaçları gibi rutin olarak gen tedavisi aldığını görebiliriz.
kaynak:
Dunbar ve tabut. Gen terapisinin yaşı geliyor. Bilim 359, 175 (2018)
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]