Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • medtech
  • ММИФ-2018
  • Vitacoin

Новое слово в генной терапии

Саморазрушающиеся векторы

NanoNewsNet по материалам UT Dallas: Team Creates New Approach to Gene Therapy

Биоинженеры из Техасского университета в Далласе (The University of Texas at Dallas) создали новую систему доставки генов, позволяющую избежать рисков, связанных с постоянным пребыванием терапевтического гена в клетке. На ее базе может быть разработана новая стратегия генной терапии для лечения заболеваний.

По мнению автора разработки аспиранта Школы инженерии и компьютерных наук Эрика Джонсона (Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science) Ричарда Тэплина Мура (Richard Taplin Moore), по сравнению с другими разрабатываемыми в настоящее время методами генной терапии его подход имеет ряд явных преимуществ. Свою статью ученый и его коллеги опубликовали в журнале Nucleic Acids Research (Moore et al., CRISPR-based self-cleaving mechanism for controllable gene delivery in human cells).

«При других генно-терапевтических подходах доставляемая терапевтическая генетическая информация может сохраняться в организме пациента в течение длительного времени, потенциально всю его жизнь», – объясняет Мур. «Эта необратимость является одной из причин того, что генно-терапевтическим методам так трудно получить разрешение на использование».

В своей статье исследователи описывают эксперименты, проведенные для доказательства состоятельности их концепции, в которых ген, несущий инструкции для синтеза определенного белка, «получает приказ» приступить к саморазрушению, как только клетка прочитает его инструкции и синтезирует определенное количество кодируемого им белка. Работая с изолированными клетками почки человека, ученые успешно доставили, а затем уничтожили тестовый ген, кодирующий красный флуоресцентный белок.

Чтобы определить, насколько хорошо данная система может работать в живом организме (и может ли вообще), нужны дополнительные исследования. Но такая система доставки предполагает более надежный контроль над количеством синтезируемого клеткой белка. Кроме того, так как в ДНК клетки не происходит необратимых изменений, этот метод позволяет обойти потенциальные проблемы, которые могут возникнуть, если ген будет доставлен в ненадлежащую область генома.

«Наша цель состояла в том, чтобы создать самоуничтожающуюся систему доставки терапевтических генов, позволяющую более эффективно контролировать доставленную ДНК путем ограничения времени ее нахождения в клетках», – продолжает Мур.

Находящиеся в ядре каждой клетки и состоящие из ДНК гены содержат инструкции для синтеза белков. Специальные клеточные механизмы «читают» эти инструкции и строят на их основе белки, которые затем выполняют различные функции, необходимые для поддержания жизни. Поврежденные или несущие мутации гены являются причиной появления в клетке белков с нарушенной функцией или отсутствия соответствующих белков, что приводит к развитию различных заболеваний.

Целью генной терапии является замена дефектных генов их здоровыми версиями. Как правило, здоровые гены «упаковываются» в механизм доставки, называемый вектором, транспортирующий генетический материал внутрь клеток. При использовании традиционных подходов доставленный в клетку ген интегрируется в ее геном навсегда.

При всей своей перспективности этот метод генной терапии сопряжен с серьезными рисками. Встраивание терапевтического гена в ДНК клетки в «неправильном» месте, например, слишком близко к гену, связанному с развитием рака, может активировать другие гены, в результате чего у пациента могут возникнуть проблемы со здоровьем, которые будут сохраняться на протяжении всей его жизни. В значительной степени именно поэтому Агентство по контролю над пищевыми продуктами и медикаментами США (US Food and Drug Administration) пока не одобрило коммерческого использования ни одного из таких методов, хотя клинические испытания многих генно-терапевтических методов ведутся сегодня по всему миру.

Взяв на вооружение синтетическую биологию, ученые из UT Dallas подошли к проблеме с нуля. Они объединили гены коровы, актинии, бактерий и вируса, поражающего насекомых, и создали из этих генов доставочный вектор. В своем родном организме каждый ген выполняет определенную функцию, но их новая конфигурация позволила использовать эти функции в новых целях.

Например, один из включенных в вектор бактериальных генов содержит инструкции по синтезу белка каспаза Cas9, разрезающего и разрушающего другие гены. У бактерий Cas9 помогает бороться с вторжением чужеродной генетической информации, но в синтетическом векторе она видоизменена таким образом, что служит в качестве механизма саморазрушения самого вектора.


Схема из статьи в Nucleic Acids Research – ВМ

«Когда мы только начали свой проект, мы относились к нему, как к сериалу «Миссия невыполнима». Это отражало как исходные трудности в достижении нашей цели, так и судьбу сообщений в этом сериале, где инструкции для команды секретных агентов оперативно самоуничтожаются после того, как их прочитали или прослушали», – комментирует исследование его руководитель д-р Леонидас Блерис (Leonidas Bleris), доцент кафедры биоинженерии UT Dallas. «В наших экспериментах клеточные механизмы «читают» инструкции в векторе и создают на их основе флуоресцентный белок, а также белок, который разрушает сам вектор».

По мнению д-ра Блериса, этот метод перспективен не только с точки зрения доставки генов, кодирующих терапевтические белки, но и для защиты интеллектуальной собственности.

«С помощью этого метода фармацевтические компании могли бы доставлять терапевтический вектор, а затем разрезать его. Он не может быть восстановлен никем, кто хотел бы его перепроектировать», – заключает ученый.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
19.02.2015

Читать статьи по темам:

генотерапия синтетическая биология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Генотерапии помогут олигопептиды

Ученые из МГУ совместно с зарубежными коллегами создали вещество, которое получит широкое применение в генной терапии: пептид EF-C ускоряет перенос «лечебного» гена от генетически модифицированного ретровирусного вектора к ДНК человека.

читать

Медицина будущего

Кандидат медицинских наук Роман Деев – о парадигме превентивной медицины, киборгизации людей и медицине в далеком будущем.

читать

Генноинженерные Т-лимфоциты: синтез лекарств на дому у пациента

РНК-переключатель, встроенный в Т-лимфоциты, позволяет с помощью химического сигнала стимулировать их деление и активировать экспрессию нужного гена, запуская синтез терапевтических молекул прямо в организме пациента.

читать

Биотехнология: магистральные пути развития

Бурное развитие современных биотехнологий идет сразу по нескольким ключевым направлениям, в каждом из которых уже достигнуты многообещающие результаты.

читать

Четыре метода, которыми можно вылечить старость

Как врачи смогут продлить нашу жизнь и отсрочить приход старости, рассказывает специалист в области геронтологии Алексей Москалев.

читать

Краткая энциклопедия генотерапии

Генную терапию сегодня можно определить как лечение заболеваний путем введения генов в клетки пациентов с целью направленного изменения генных дефектов или придания клеткам новых функций.

читать