CÔNG NGHỆ SINH HỌC: LIỆU PHÁP GEN – GENE THERAPY
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (555.98 KB, 25 trang )
LIỆU PHÁP GEN – GENE THERAPY
Thái Nguyên-05,2008
1. KHÁI NIỆM
Liệu pháp gen (Gene therapy – GT) là phương pháp chữa
bệnh bằng các đưa các gen cần thiết (gen liệu pháp) nhằm mục
đích chữa bệnh cho con người
Gen liệu pháp (Therapeutic gene) là các gen có các chức
năng sử dụng vào điều trị bệnh cho con người. Mỗi loại gen liệu
pháp có các đặc điểm và chức năng riêng. Gen liệu pháp có thể là:
- Các gen lành đưa vào cơ thể sống để thay thế các gen
hỏng tương ứng nhằm khôi phục lại chức năng gen
- Các gen mã hóa cho một loại protein đặc hiệu. Khi đưa
gen đó vào cơ thể sẽ tổng hợp protein để ức chế, kìm hãm gen
khác gây bệnh, hoặc kìm hãm sự tăng sinh của tế bào, hoặc có thể
gây chết tế bào bệnh
- Gen ức chế các gen gây bệnh
- Các đoạn oligonucleotide có tác dụng kìm hãm sự hoạt
động của các gen bị đột biến trong tế bào
Sơ đồ tóm tắt của liệu pháp gen
History of Gene Therapy
60’s
first ideas of using genes therapeutically
50’s- 70’s gene transfer developed
70’s- 80’s recombinant DNA technology
1990
first GT in humans
2001
596 GT clinical trials (3464 patients)
Vào ngày 14-9-1990, nhóm nghiên cứu tại học viện sức khỏe
quốc gia Mỹ (U.S.National Instituse of Helth) đã tiến hành chuỗi thử
nghiệm liệu pháp gen đầu tiên cho bé Ashanti Desilva 4 tuổi. Sinh ra với
căn bệnh di truyền hiểm nghèo có tên là severe combined immune
deficiency SCDI, cơ bé thiếu hệ thống miễn dịch và có thể bị tổn thương
khi mắc phải bất kỳ mầm bệnh nào.
Trẻ em mắc bệnh này thường không chống lại được sự lây
nhiễm của bệnh tật và rất khó sống đến tuổi trưởng thành, tuổi thơ của
chúng luôn mắc bệnh tật. Ashanti được lập một hành lang bảo vệ xung
quanh, không tiếp xúc với những người ngồi gia đình, trong mơi
trường vơ trùng tại nhà và được điều trị thường xuyên với kháng sinh
liều cao.
Trong thủ tục liệu pháp gen của Ashanti, bác sĩ đã tách các tế
bào máu trắng ra khỏi cơ thể cơ ta, cho chúng phát triển trong phịng thí
nghiệm, gắn gen thiếu vào các tế bào này và sau đó chuyển các tế bào
đã được biến đổi di truyền trở lại máu của bệnh nhân. Những kiểm tra
trong phịng thí nghiệm đã cho thấy liệu pháp này đã làm tăng hệ thống
miễn dịch của Ashanti, cô ta không bị cảm lạnh trở lại, có thể đến trường
và đã miễn dịch với chứng ho. Thủ tục này không phải là một phương
thuốc, những tế bào máu trắng được xử lý về mặt di truyền chỉ làm việc
trong một vài tháng và quá trình này phải lặp lại.
Liệu pháp gen có hai nhóm phương pháp cơ bản:
- Liệu pháp gen tế bào soma: là phương pháp
điều trị thay thế hoặc sửa chữa các gen hỏng, gen bệnh
của các tế bào trong cơ thể người
- Liệu pháp gen giao tử là phương pháp điều trị,
sửa chữa hoặc thay thế gen hỏng cho các giao tử (tinh
trùng hoặc trứng)
2. Nguyên tắc cơ bản của điều trị bằng liệu pháp gen
- Theo dõi và hiểu biết cặn kẽ quá trình phát triển của bệnh và
cơ chế bệnh học, đặc biệt chú ý đến đặc tính di truyền của bệnh do
một gen hay đa gen
- Hiểu biết được cấu trúc và chức năng của gen gây bệnh và vị
trí có thể có của các gen đó trong hệ gen. Đồng thời hiểu rõ cấu trúc,
chức năng của các gen liệu pháp
- Dự đoán trước được hiệu quả, chỉ áp dụng khi dự đốn là có
hiệu quả cao
- Theo dõi và kiểm tra chặt chẽ hoạt động và biểu hiện của gen
liệu pháp trong các thử nghiệm trên động vật và kiểm tra sự ĐƯMD
trong cơ thể động vật thử nghiệm
- Cần phải được thử nghiệm nhiều lần trên động vật có hiệu
quả, mới được áp dụng trên người
- Kết hợp với các biện pháp điều trị khác
(Theo WHO)
3. Một số chiến lược của liệu pháp gen - Gene Therapy
Strategies
Gene replacement – Thay thế gen
Gene Augmentation Therapy (GAT) – Tăng cường hiệu quả
hoạt động của gen
Gene Correction (Chimeraplasty) – Sửa chữa gen
Targeted killing of specific cells – Tiêu diệt các tế bào đích
Gene ablation - Ức chế biểu hiện của các gen hỏng ở tế bào
4. Các nguyên lý của liệu pháp gen
Mục đích của liệu pháp gen là đưa gen liệu pháp vào
tế bào người để gắn vào vị trí cần thiết trong hệ gen của
người làm cho các tế bào hoạt động bình thường
Các bước tiến hành:
- Tách dòng gen liệu pháp
- Đưa vector mang gen liệu pháp vào cơ thể người
- Theo dõi hoạt động của gen liệu pháp
5. Các vector dùng trong liệu pháp gen
Các đặc điểm của vector liệu pháp: Ngoài các đặc điểm
của vector chuyển gen, vector liệu pháp cịn có một số
đặc điểm riêng như:
- Đưa các gen vào tế bào, khơng có phản ứng phụ
- Phải có tính linh hoạt với tế bào đích và mơ đích
Hiện nay có hai nhóm vector liệu pháp là:
- Vector có bản chất virus: Retroviruses,
Adenoviruses, Herpes simplex (HSV), Adeno-associated
viruses (AAV)
- Vector khơng có bản chất virus: Liposome,
VectorADN trần, vector oligonucleotide
5.1. Vector virus
Therapeutic
Packaging gene
Vector DNA
Helper DNA
wildtype virus
essential viral genes
replication
proteins
Packaging cell
Based on Kay et al 2001
structural
proteins
Viral vector
Sơ đị tóm tắt q trình xây dựng vector virus
Mơ hình liệu pháp gen sử dụng vector virus
Adenovirus
AVV - Adeno-associated viruses
Herpes Simplex Virus
Liệu pháp gen sử dụng vector là adenovirus
Xây dựng vector adenovirus
Xây dựng vector retrovirus
5.2. Vector khơng có bản chất virus
DNA
liposome
complexes
Liposomes
Liposome-mediated Gene
Transfer
liposome
complex
DNA
endocytosis
membrane fusion
nucleus
Chuyển gen sử dụng HVJ liposome. HVJ liposome gắn với các thụ thể
axit sialic trên bề mặt tế bào và kết hợp với các lipid trong màng lipid
kép gây ra sự dung hợp tế bào. Do sự dung hợp vỏ của HVJ liposome
với màng tế bào, DNA trong HVJ liposome có thể đưa trực tiếp vào tế
bào chất.
Non-viral DNA carriers:
2. Naked plasmid DNA injection
Promoter + gene of interest
(P)
(gene X)
Gene X
P
cDNA
Gene Therapy Principles
AAV
Nucleus
Adenovirus
Retrovirus/Lentivirus
Naked DNA
Target
Cell
Therapeutic
Protein
Problems with GT
• Safety:
– Toxicity
– Immune response
Efficacy:
– Control of gene expression
Summary
• Gene Therapy is still in its infancy
• Early promise and hope not
fulfilled
• Risks, including death, seen as a
major issue
• But, recent trials look more
promising
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN !
