Γονιδιακή θεραπεία 🧬
🧬 Γενετικές ασθένειες
Περισσότερες από 4.000 ασθένειες οφείλονται σε γονιδιακές μεταλλάξεις και πολλές από αυτές εμφανίζονται στις μεγάλες ηλικίες.
Μερικές οφείλονται σε ένα μόνο γονίδιο, άλλες σε αλληλεπίδραση δύο ή περισσότερων γονιδίων και ακόμη περισσότερες σε συνδυασμό γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η ακτινοβολία και οι χημικές ουσίες. Όλες σχεδόν οι γενετικές ασθένειες προκαλούν δυσμορφίες, το 80% όλων διανοητική καθυστέρηση και το ένα πέμπτο από αυτές θάνατο στην παιδική ηλικία.
Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA σε συνδυασμό με τις μεθόδους της παραδοσιακής Γενετικής (γενεαλογικά δένδρα) οδήγησε στον εντοπισμό της θέσης στα χρωμοσώματα (χαρτογράφηση) πολλών μεταλλαγμένων γονιδίων. Σήμερα έχουν χαρτογραφηθεί και κλωνοποιηθεί τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για ασθένειες όπως η κυστική ίνωση, η ασθένεια του Huntington και η μυϊκή δυστροφία Duchenne.
🎯 Τι είναι η γονιδιακή θεραπεία
Γονιδιακή θεραπεία είναι θεραπεία που στηρίζεται στην τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA και έχει ως στόχο να «διορθώσει» τη γενετική βλάβη εισάγοντας στους ασθενείς φυσιολογικά αλληλόμορφα του μεταλλαγμένου γονιδίου.
Απαραίτητη προϋπόθεση είναι, εκτός από την κλωνοποίηση του υπεύθυνου γονιδίου, και ο προσδιορισμός των κυττάρων που εμφανίζουν τη βλάβη.
👧 Πρώτη εφαρμογή — Σεπτέμβριος 1990
Η γονιδιακή θεραπεία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά τον Σεπτέμβριο του 1990 σε ένα τετράχρονο κορίτσι που έπασχε από ανεπάρκεια του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ασθένεια οφείλεται στην έλλειψη του ενζύμου απαμινάση της αδενοσίνης (ADA), που παίρνει μέρος στον μεταβολισμό των πουρινών στα κύτταρα του μυελού των οστών. Η έλλειψη οφείλεται σε μετάλλαξη του γονιδίου που παράγει το ένζυμο. Η ασθένεια εμφανίζει αυτοσωμικό υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας.
Οι ασθενείς πάσχουν από χρόνιες μολύνσεις, έχουν προδιάθεση για ανάπτυξη καρκίνου σε πολύ μικρή ηλικία και πολλοί πεθαίνουν ύστερα από λίγους μήνες ζωής. Είναι γνωστή η περίπτωση ενός παιδιού που έζησε εννέα χρόνια σε έναν πλαστικό θάλαμο, για να εμποδιστεί η επαφή του με ιούς.
🔬 Γονιδιακή θεραπεία ex vivo
Η διαδικασία στη γονιδιακή θεραπεία της παραπάνω ασθένειας:
- Λεμφοκύτταρα του παιδιού παραλαμβάνονται και πολλαπλασιάζονται σε κυτταροκαλλιέργειες.
- Το φυσιολογικό γονίδιο της απαμινάσης της αδενοσίνης ενσωματώνεται σε έναν ιό-φορέα (που έχει καταστεί αβλαβής).
- Ο γενετικά τροποποιημένος ιός εισάγεται στα λεμφοκύτταρα.
- Τα γενετικά τροποποιημένα λεμφοκύτταρα εισάγονται με ενδοφλέβια ένεση στο παιδί και παράγουν το ένζυμο ADA.
Τα τροποποιημένα λεμφοκύτταρα δεν ζουν για πάντα μέσα στον οργανισμό — χρειάζεται συνεχής έγχυση τέτοιων κυττάρων. Όμως, όπως στους διαβητικούς, τα άτομα μπορούν να ζουν φυσιολογικά κάνοντας σε κανονικά χρονικά διαστήματα αυτή τη θεραπεία.
Ο τύπος αυτός ονομάζεται ex vivo, γιατί τα κύτταρα τροποποιούνται έξω από τον οργανισμό και εισάγονται πάλι σ' αυτόν.
Τα κύτταρα του αιμοποιητικού συστήματος είναι κατάλληλα για αυτή την προσέγγιση, γιατί μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά, να αναπτυχθούν σε κυτταροκαλλιέργειες και να εισαχθούν ξανά στον οργανισμό με ενδοφλέβια ένεση.
🫁 Γονιδιακή θεραπεία in vivo
Τι γίνεται όμως αν πρέπει να τροποποιηθούν κύτταρα ενός άλλου οργάνου όπως ο πνεύμονας; Ο Anderson και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν «έξυπνους» φορείς, που προσβάλλουν τα κύτταρα του ιστού που πάσχει. Τα φυσιολογικά γονίδια ενσωματώνονται σε μόρια-φορείς που εισάγονται κατευθείαν στον οργανισμό.
Το είδος αυτό ονομάζεται in vivo και εφαρμόστηκε για τη θεραπεία της κυστικής ίνωσης το 1993.
Η κυστική ίνωση οφείλεται σε μεταλλάξεις ενός γονιδίου που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία των επιθηλιακών κυττάρων των πνευμόνων. Η ασθένεια παρουσιάζει υπολειπόμενη αυτοσωμική κληρονομικότητα και επηρεάζει πρωτίστως τη λειτουργία των πνευμόνων.
Το φυσιολογικό γονίδιο ενσωματώθηκε αρχικά σε έναν αδενοϊό. Ο ανασυνδυασμένος ιός εισήλθε στον οργανισμό με ψεκασμό με βρογχοσκόπιο και μόλυνε τα κύτταρα του αναπνευστικού συστήματος. Μετά την εισαγωγή, το φυσιολογικό γονίδιο ενσωματώθηκε στο γονιδίωμά τους και παρήγαγε το φυσιολογικό προϊόν.
Τη γονιδιακή θεραπεία in vivo: το φυσιολογικό γονίδιο μπορεί να εισέλθει στα κύτταρα του ιστού που εμφανίζει τη βλάβη, μέσω ιών, λιποσωμάτων και με τη μορφή «γυμνού DNA».
⚠️ Περιορισμοί και προοπτικές
Παρόλο που η γονιδιακή θεραπεία παρουσιάζεται ως πανάκεια, η εφαρμογή της στο άμεσο μέλλον θα είναι περιορισμένη, επειδή δεν έχουν ξεπεραστεί προβλήματα όπως αυτά που αφορούν τη χρήση των φορέων. Οι ιοί-φορείς, αν και καθίστανται αβλαβείς, έχουν μικρή πιθανότητα να προκαλέσουν παρενέργειες και σε ορισμένες περιπτώσεις καρκίνο. Η ανάπτυξη πιο κατάλληλων φορέων είναι ο επόμενος στόχος.
Με τις μεθόδους της γονιδιακής θεραπείας δεν γίνεται αντικατάσταση του μεταλλαγμένου γονιδίου, αλλά ενσωμάτωση του φυσιολογικού αντιγράφου στο γονιδίωμα συγκεκριμένων σωματικών κυττάρων. Συνεπώς δεν μεταβιβάζεται στους απογόνους.