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.