Молекулярная биомедицина. Часть 1 (220,00 руб.)

Стр.1

Стр.3

Стр.6

Стр.7

Стр.8

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОМЕДИЦИНА Часть 1 Учебное пособие для вузов Воронеж Издательский дом ВГУ 2014 1

Стр.1

СОДЕРЖАНИЕ Генная терапия ............................................................................................ 4 Введение ................................................................................................. 4 Принципы генной терапии ..................................................................... 9 Классификация методов генной терапии ........................................... 10 Контроль исследований в области генной терапии человека .......... 32 Примеры лечения заболеваний методами генной терапии .............. 39 Возможности и перспективы применения методов генной терапии в медицине .......................................................................................... 42 Лекарства на основе нуклеиновых кислот ......................................... 48 Современное состояние генной терапии ............................................ 54 Стволовые клетки ..................................................................................... 59 Стволовые клетки и их характеристика ................................................. 59 Основные группы стволовых клеток ...................................................... 62 Потентность стволовых клеток ............................................................... 63 Эмбриональные стволовые клетки ......................................................... 63 Фетальные стволовые клетки .................................................................. 70 Гемопоэтические стволовые клетки ....................................................... 71 Мезенхимальные стволовые клетки и стимуляция роста опухолей .... 80 Перспективы применения стволовых клеток ......................................... 86 Список литературы ................................................................................... 89 3

Стр.3

сознательно генерируются у животных (с использованием технологии переноса генов), что позволяет анализировать биохимические и физиологические аспекты заболевания и анализировать эффективность действия новых лекарств. Многие из методов генной терапии и используемых при моделировании болезней основаны на одних и тех же принципах, хотя и применяются с разными целями. Некоторые модели болезни можно получать с использованием нуклеиновых кислот и белков, подавляющих экспрессию генов или белковую активность. После того как были установлены молекулярные основы трансформации бактерий (переноса генов из одного штамма в другой), у ученых появилась надежда, что аналогичный механизм – введение нормальных генов в дефектные соматические клетки – можно будет использовать для лечения наследственных заболеваний человека. Перспективы генной коррекции соматических клеток стали более реальными в 1980-х годах; к этому времени были разработаны методы получения изолированных генов, созданы эукариотические экспрессирующие векторы, стали рутинными эксперименты по переносу генов на мышах. В 1990 г. была предпринята первая попытка применения генотерапии для лечения SCID (табл. 1) у двух девочек (National Institute of Health (NIH), Bethesda, USA). Как известно, к гибели В- и Т-лимфоцитов и развитию тяжелого иммунодефицита приводит токсическое действие аденозина и дезоксиаденозина, уровень которых в крови повышается при дефекте аденозиндезаминазы (АДА). Для терапии использовался следующий подход. Клонированную кДНК АДА ввели в лимфоциты, полученные от каждой из пациенток. Введение нуклеиновой кислоты осуществляли с помощью ретровирусного вектора. Модифицированные клетки, синтезирующие АДА, культивировали и в течение двух лет с определенной периодичностью вводили девочкам. Через четыре года после начала лечения у обеих пациенток наблюдалась экспрессия гена АДА и отмечалось облегчение симптомов SCID. Однако истинная причина улучшения осталась не совсем ясной: был ли это эффект заместительной терапии (внутривенного введения защищенной формы АДА – полиэтиленгликоль-АДА) или собственно генной терапии. Бесспорно одно: этот опыт показал безопасность генной терапии. Сходные результаты были получены и для других пациентов с SCID, одновременно получавших оба вида лечения. Исследования были продолжены на большем числе больных. 6

Стр.6

Таблица 1 Генный продукт Применяемые в настоящее время методы лечения некоторых моногенных заболеваний человека Лечение Заболевание и его симптомы Аденозиндезаминаза Тяжелый комбинированный иммунодефицит (SCID) Утрата Т- и В-лимфоцитов Рецептор липопротеинов низкой плотности Семейная гиперхолестеролемия Повышенный уровень холестерола в крови, ишемическая болезнь сердца Глюкоцереброзидаза Болезнь Гоше Накопление глюкоцереброзидов в макрофагах, приводящее к поражению печени, селезенки и костей Фактор VIII системы свертывания крови Гемофилия А Изменение фактора VIII, приводившее к нарушению свертываемости крови, хронические кровоизлияния в суставы; обширные кровотечения при травмах Фенилаланингидроксилаза Фенилкетонурия Избыток фенилаланина в крови новорожденных, умственная отсталость Частота встречаемости 1 : 1 000 000 1 : 500 (гетерозиготы) 1 : 2500 (среди евреев); редко у неевреев Трансплантация костного мозга; введение аденозиндезаминазы Диета, медикаментозное лечение, трансплантация печени Симптоматическое лечение: удаление селезенки, введение антибиотиков, лечение поражений костей, трансплантация костного мозга, введение глюкоцереброзидазы 1 : 10 000 (у мужчин) Повышение концентрации фактора VIII (в частности, с помощью переливания плазмы) Прогноз Без лечения: летальный исход к двум годам. С лечением: улучшение состояния пациента Улучшение состояния пациента Улучшение состояния пациента Увеличение продолжительности жизни при постоянном лечении; при переливании есть риск вирусной инфекции 1 : 10 000 Диета, исключающая фенилаланин 7 При ранней диагностике и непрерывном лечении – обычно благоприятный

Стр.7

α1 – Антитрипсин Эмфизема Дефицит ингибитора сывороточных протеаз, поражение легких, цирроз печени Трансмембранный белок, нарушения в котором приводят к муковисцидозу Орнитинтранскарбамилаза Myковисцидоз Системное поражение органов, в ряде случаев недостаточность поджелудочной железы, закупорка кишечника, закупорка бронхов Гипераммониемия Нарушение цикла мочевины, накопление аммония, дефицит аргинина Ранняя форма, развивающаяся в первые 72 ч после рождения: летаргия, рвота, кома, смерть; в случае выживания – необратимое повреждение мозга. Поздняя форма: рвота, летаргия, эпилептические припадки Дистрофин Мышечная дистрофия Дюшенна Πрогрессирующая слабость мышц 1 : 3500 Заместительная терапия; снижение экологических факторов риска 1 : 2500 (европеоиды) Введение антибиотиков, физикальная очистка легких, общеукрепляющая диета 1 : 40 000 Диета с ограничением белка, диета, обогащенная аргинином, лекарственные средства, трансплантация печени Заболевание прогрессирует медленнее Летальный исход в возрасте до 20 лет Поздняя форма: благоприятный Ранняя (тяжелая) форма: снижение тяжести симптомов 1 :7500 (у мужчин) Только поддерживающее лечение; полноценное питание, помощь в функционировании дыхательной системы, передвижение в инвалидной коляске β-Глобин Серповидноклеточная анемия Хроническая анемия, системное поражение органов, селезенки, сердца, почек, печени, мозга; у гетерозиготных носителей наблюдается мягкая форма болезни 1:500 (для гетерозигот в популяциях афроамериканцев; в других популяциях – реже) 8 Переливание крови, медикаментозная терапия, анальгетики, трансплантация костного мозга Летальный исход к 20 годам Снижение тяжести симптомов; эффективное лечение отсутствует

Стр.8