Genová terapie Terapeutické zásahy při léčbě chorob Terapeutické zásahy při léčbě chorob Genová terapie Genová terapie Problémy GT GT - problém vektorů Ideální vektor GT - problémy metodické GT - problémy etické Současná situace GT v ČR Současná situace GT v ČR GT – využití při léčbě GT – využití při léčbě GT u kardiovaskulárních chorob GT v léčbě diabetes mellitus Molekulární biologie nádorů patogeneze nádoru: „multi-step“ proces postupná akumulace genetických defektů • mutace tumor supresorových genů a onkogenů výhoda růstu a přežití – nezávislost buňky na růstových faktorech a anti-growth signálech – zvětšující se nádor utlačuje okolní tkáně: akumulace dalších mutací vznik vlastního krevního zásobení – ztráta kontaktu se sousedními buňkami • změny související s down-regulací exprese buněčných markerů (MHC+TAA) • proces metastáz : degradace extracelulární matrix, buněčnou migraci, tvorbu nových lymfatických cest a expresi receptorů pro chemikiny „homing ve specifických tkáních Genová terapie nádorů • Vývoj choroby odolávající léčbě – výsledek overexprese určitých genů, které redukují akumulaci cytotoxické chemoterapie – nebo výsledek zvýšené schopnosti buňky k opravě DNA poškození • Výzkum : identifikovat další geny , které jsou zahrnuty do vývoje, progrese, šíření a rezistence k léčbě nádoru • Každá z těchto abnormalit, odlišujících nádorovou buňku od normální representuje možný cíl genové terapie Strategie „cancer gene therapy“ (CGT) • korektivní genová terapie: – obnoví normální funkci deletovaného nebo mutovaného genu (obvykle tumor suppressor gene) – ruší efekt mutovaného onkogenu • cytoreduktivní genová terapie – vloží exogenní gen , který navodí buněčnou smrt buď: • toxickou látkou (produkt metabolismu) suicide gene therapy • indukcí apoptózy • anti-angiogenní aktivitou • posílením účinků lokální radioterapie • imunomodulátorová genová terapie – vložený gen zvýší schopnost imunitního systému k efektivní cytotoxické odpovědi Korektivní genová terapie • obnova normální funkce tumor suppressor genů • geny, kontrolující buněčný cyklus • suprese funkce onkogenů – antisense oligonukleotidy – katalytické ribozymy Obnova funkce tumor suppressorových genů • p53 – jaderný fosfoprotein – centrální role v mnoha procesech, které chrání buňku proti genotoxickému stresu – DNA poškození p53protein zprostředkuje G1/S buněčný „arrest“ (DNA reparace) – poškození přesahuje kapacitu DNA opravy apoptóza • exprese v mnoha nádorových tkáních – plíce, tkáň prsu, kolorektal, prostata, pankreas, vaječník • mutantní p53: špatná prognóza • dodání p53 genu do nádorových buněk prokázalo zvýšenou citlivost nádorových buněk k účinku radioterapie a chermoterapie Geny, kontrolující buněčný cyklus • buněčný cyklus normálních buněk je velmi přísně kontrolován – G1,S,G2,M – přechod G1 do S fáze : „checkpoint“ – nádorové buňky: kontrola G1/S „checkpointu narušena • proces je regulován 3 tumor suppressor genovými rodinami: Rb, Cip/Kip (p21,p27) a Ink4 (p16 a p14) • mutace v cdki a aberantní exprese Rb vede k nekontrolovatelnému růstu nádorových buněk Suprese funkce onkogenů • nejčastěji mutované onkogeny v nádorových buňkách: ras, myc, erbB2 a bcl-2 • strategie CGT: negovat aktivitu mutovaných genů zaměřením na: transkripční/translační mechanismus – interferovat s transkripcí (antisense oligonukleotidy) – zabránit mRNA v translaci (AO,katalytické ribozymy) Cytoreduktivní genová terapie • cílem je vpravit geny, které navodí buněčnou smrt – přímo : zvýší citlivost k účinkům léků nebo radiace – nepřímo: deprivace zásobení krví v nád. buňce • gene-directed enzyme prodrug therapy (GDEPT) • genetická indukce apoptózy • anti-angiogenní genová terapie • genetická radioizotopová terapie Gene-directed enzyme prodrug therapy (GDEPT) Imunomodulační genová terapie • intratumoural delivery MHC, cytokine gene – liposomy – rekombinantní vakcíny – retrovirové a adenovirové vektory • nádorové vakcíny s geneticky modifikovanými buňkami : nádorové + normální buňky – od jednoho pacienta (autologní přenos) – od jiného pacienta ( allogenní přenos) – jiného druhu (xenogenní přenos) Imunomodulační genová terapie • mnoho nádorů projevuje na svém povrchu tumor -associetad antigens (TAA) – rozpoznávány imunitním systémem – mnoho nádorů dokáže obejít imunitní odpověd, buď: • redukcí vlastní imunogenicity • inhibicí účinné odpovědi imunního systému • Výhody: – specifická imunitní odpověď – malý imunogenní signál stimuluje kapacitu imunitní odpovědi ke spuštění velké odpovědi – anti-tumor imunita přetrvává v v generacích paměťových buněk prevence opětovného nástupu choroby Princip imunomodulační GT • aktivovat specifické CD8+CTL, které rozpoznávají TAA na povrchu nádorových buněk a zabíjí je.