Okruženje nikada nije bilo konstantno. Ni u prošlosti nije bila potpuno zdrava. Međutim, postoji temeljna razlika između modernog razdoblja u ljudskoj povijesti i svih prethodnih. U U zadnje vrijeme Brzina promjena u okolišu toliko se ubrzala, a raspon promjena toliko proširio da je problem proučavanja posljedica postao hitan.

Negativan utjecaj okoliša na ljudsko nasljeđe može se izraziti u dva oblika:

okolišni čimbenici mogu "probuditi" tihi gen ili ušutkati radni gen,

okolišni čimbenici mogu izazvati mutacije, tj. promijeniti genotip osobe.

Do danas je teret mutacija u ljudskoj populaciji iznosio 5%, a lista nasljedne bolesti uključuje oko 2000 bolesti. Neoplazme uzrokovane mutacijama u somatskim stanicama uzrokuju značajnu štetu čovječanstvu. Povećanje broja mutacija povlači za sobom povećanje prirodnih pobačaja. Danas do 15% fetusa umire tijekom trudnoće.

Jedan od najvažnijih zadataka današnjice je stvaranje servisa za praćenje ljudskog genofonda koji bi bilježio broj mutacija i stopu mutacije. Unatoč prividnoj jednostavnosti ovog problema, njegovo stvarno rješenje suočava se s nizom poteškoća. Glavna poteškoća je ogromna genetska raznolikost ljudi. Broj genetskih odstupanja od norme također je ogroman.

Trenutno se odstupanja od norme u ljudskom genotipu i njihova fenotipska manifestacija bave medicinskom genetikom, u okviru koje se razvijaju metode prevencije, dijagnoze i liječenja nasljednih bolesti.

Metode prevencije nasljednih bolesti.

Prevencija nasljednih bolesti može se provoditi na više načina.

A) Mogu se provoditi aktivnosti usmjerene na slabljenje učinka mutagenih čimbenika: smanjenje doze zračenja, smanjenje količine mutagena u okolišu, sprječavanje mutagenih svojstava seruma i cjepiva.

B) Obećavajući pravac je traženje antimutagenih zaštitnih tvari . Antimutageni su spojevi koji neutraliziraju sam mutagen prije nego što reagira s molekulom DNA ili uklanjaju oštećenje molekule DNA uzrokovano mutagenima. U tu svrhu koristi se cistein, nakon čijeg unošenja tijelo miša može podnijeti smrtonosnu dozu zračenja. Brojni vitamini imaju antimutagena svojstva.

C) Služi u svrhu prevencije nasljednih bolesti genetsko savjetovanje. U isto vrijeme, blisko povezani brakovi (inbreeding) su spriječeni, jer to naglo povećava vjerojatnost rađanja djece homozigotne za abnormalni recesivni gen. Identificiraju se heterozigotni nositelji nasljednih bolesti. Genetičar nije pravna osoba, on ne može zabraniti niti dopustiti onima koji se konzultiraju da imaju djecu. Njegov cilj je pomoći obitelji da realno procijeni stupanj opasnosti.

Metode dijagnosticiranja nasljednih bolesti.

A) Metoda masovne (prosijavanja) dijagnostike .

Ova metoda se koristi u novorođenčadi za identifikaciju galaktozemije, anemije srpastih stanica i fenilketonurije.

B) Ultrazvučni pregled.

70-ih godina prošlog stoljeća na 1. međunarodnom genetičkom kongresu iznesena je ideja o uvođenju medicinska praksa prenatalna dijagnostika nasljednih bolesti. Danas je najraširenija metoda ultrazvučni pregled. Njegova glavna prednost je rasprostranjenost pregleda i sposobnost utvrđivanja abnormalnosti u 18-23 tjednu trudnoće, kada fetus još nije sposoban za život.

U) Amniocenteza.

U 15-17 tjednu trudnoće štrcaljkom se probuši fetalni mjehur i isiše mala količina fetalne tekućine koja sadrži deskvamirane stanice epidermisa fetusa. Ove se stanice uzgajaju u kulturi na posebnim hranjivim medijima 2-4 tjedna. Tada je pomoću biokemijske analize i proučavanja kromosomske garniture moguće identificirati oko 100 gena i gotovo sve kromosomske i genomske anomalije. Metoda amniocenteze uspješno se koristi u Japanu. Ovdje se besplatno pregledaju sve žene starije od 35 godina, kao i žene koje već imaju djecu s abnormalnostima. Amniocenteza je relativno dugotrajan i skup postupak, no ekonomisti su izračunali da je trošak pretrage za 900 žena mnogo jeftiniji od cijene doživotne hospitalizacije jedne pacijentice s nasljednim anomalijama.

G) Citogenetička metoda.

Uzorci ljudske krvi proučavaju se kako bi se utvrdile kromosomske abnormalnosti. Ovo je posebno važno kada se utvrđuje nositeljstvo bolesti u heterozigota.

D) Biokemijska metoda.

Na temelju genetske kontrole sinteze proteina. Registracija različitih vrsta proteina omogućuje procjenu učestalosti mutacija.

Metode liječenja nasljednih bolesti.

A) Dijetoterapija.

Sastoji se od uspostavljanja pravilno odabrane prehrane koja će smanjiti ozbiljnost bolesti. Na primjer, kod galaktozemije dolazi do patološke promjene zbog činjenice da nema enzima koji razgrađuje galaktozu. Galaktoza se nakuplja u stanicama, uzrokujući promjene u jetri i mozgu. Liječenje bolesti provodi se propisivanjem dijete koja isključuje galaktozu u hrani. Genetski defekt je sačuvan i prenesen na potomstvo, ali izostaju uobičajene manifestacije bolesti kod osobe koja koristi ovu dijetu.

B ) Unošenje faktora koji nedostaje u tijelo.

Za hemofiliju se provode injekcije proteina, što privremeno poboljšava stanje bolesnika. U slučaju nasljednih oblika dijabetesa, tijelo ne proizvodi inzulin, koji regulira metabolizam ugljikohidrata. U ovom slučaju, inzulin se ubrizgava u tijelo.

U) Kirurške metode.

Neke nasljedne bolesti popraćene su anatomskim odstupanjima od norme. U ovom slučaju koristi se kirurško uklanjanje organa ili njihovih dijelova, korekcija i transplantacija. Primjerice, kod polipoze se uklanja rektum i operiraju urođene srčane mane.

G) Genska terapija– otklanjanje genetskih grešaka. Da bi se to postiglo, jedan normalan gen je uključen u somatske stanice tijela. Ovaj gen će zamijeniti patološki gen kao rezultat stanične proliferacije. Genska terapija putem zametnih stanica trenutno se provodi na životinjama. Normalni gen umetnut je u jaje s abnormalnim genom. Jaje se ugrađuje u tijelo ženke. Iz tog jajeta razvija se organizam s normalnim genotipom. Genska terapija planira se koristiti samo u slučajevima kada je bolest opasna po život i ne može se liječiti drugim sredstvima.

Iza stranica školske lektire.

Neka pitanja eugenike.

Ideja umjetno poboljšanje ljudsko nije novo. Ali tek 1880. Pojavio se koncept "eugenike". Ovu riječ uveo je rođak Charlesa Darwina, F. Galton. Definirao je eugeniku kao znanost o poboljšanju potomstva, koja nipošto nije ograničena na pitanja inteligentnog križanja, već se, posebno u slučaju čovjeka, bavi svim utjecajima koji su sposobni najdarovitijim rasama dati maksimalnu šansu za prevladavajući nad manje darovitim rasama.

Sam pojam "eugenika" dolazi od grčke riječi koja označava osobu dobrog porijekla, plemenitog porijekla, dobre rase.

Galton je svakako priznavao određenu ulogu okoline u razvoju pojedinca, ali je u konačnici smatrao da je “rasa” važnija od okoline, tj. naglasio je ono što danas nazivamo genetskim faktorom.

Ideja poboljšanja ljudske populacije pomoću biološke metode ima sjajnu prošlost. Povjesničari su našli argumente ovog tipa čak i kod Platona. Ipak, Galton je bio originalan u razvoju cjelovite teorije. Njegovi radovi predstavljaju glavni izvor kojemu se treba obratiti kada analiziramo ono što se danas događa. Prema Galtonu, eugenika, koju je on utemeljio, zaslužila je status znanosti. Iz određenog kuta, eugenika ipak sadrži nešto znanstveno, koristi se nekim teorijama i rezultatima iz područja biologije, antropologije, demografije, psihologije itd. Očito je, međutim, da je osnova eugenike društvena i politička. Teorija je imala praktični krajnji cilj - očuvati "najdarovitije rase" i povećati brojnost nacionalne elite.

Pod utjecajem vlastitih neuspjeha koji su ga zadesili u Cambridgeu, Galton se pomno zainteresirao za problem: koje je podrijetlo najdarovitijih ljudi. Napisao je radove u kojima je uz pomoć statistike pokušao potvrditi hipotezu, potaknutu osobnim uvjerenjima, da su najdarovitiji pojedinci često bliski rođaci osoba koje su također darovite. Galtonov princip istraživanja bio je jednostavan: proučavao je populacije ljudi koji pripadaju društvenoj eliti (suci, državnici, znanstvenici). Identificirao je prilično značajan broj njihovih bliskih rođaka, koji su i sami bili istaknute ličnosti. Usporedbe su napravljene metodički, uzimajući u obzir različite stupnjeve povezanosti. Tako utvrđene korelacije očito su bile nestabilne i ograničene. U stvarnosti, tumačenje ovih statistika u korist teze o biološkom nasljeđu nipošto nije bilo očito. No sam Galton pripadao je engleskoj eliti, pa mu je psihološki bilo prilično lako dopustiti nasljeđe genija.

U povijesti biologije Galtonova se uloga obično podcjenjuje. Biolozi Galtona nisu doživljavali kao stručnjaka: njegovi biološki interesi bili su podređeni općenitijim interesima. Pa ipak, on je bio taj koji je, 10 godina prije Weissmana, formulirao dvije glavne odredbe svoje teorije. Galton se zainteresirao i za genetiku jer je nasljeđu pripisivao važnu ulogu u društvenim pojavama.

Primjena eugenike u području znanosti u nekim se slučajevima pokazuje plodonosnom, ali općenito eugenici nedostaje znanstvena osnova. Projekt usavršavanja pojedinih rasa, najdarovitijih, temelji se prvenstveno na ideološkim i političkim motivima. Činjenica da genetika može eugeničarima pružiti neke argumente uopće ne dokazuje niti istinitost niti etičku legitimnost ovog projekta. Koncept "rase" u Galtonovoj interpretaciji vrlo je fleksibilan. Prije svega, može odgovarati uobičajenoj ideji rase: žuto, bijelo, crno. On fleksibilnije koristi koncept "rase": rasu čini svaka homogena populacija u kojoj se određene karakteristike dosljedno nasljeđuju. Ova je ideja vrlo kontroverzna. Kriteriji za "dobru rasu" sami su prilično nejasni, ali glavni su takve kvalitete kao što su inteligencija, energija, fizička snaga i zdravlje.

Godine 1873 Galton je objavio članak "O poboljšanju nasljednosti". U njemu objašnjava da je prva dužnost čovječanstva dobrovoljno sudjelovanje u opći proces prirodni odabir. Prema Daltonu, ljudi moraju metodično i brzo činiti ono što priroda radi slijepo i sporo, naime pogodovati opstanku najvrjednijih i usporiti ili prekinuti reprodukciju nedostojnih. Mnogi su političari blagonaklono slušali takve izjave. Navedene su impresivne brojke: između 1899. i 1912. god. U SAD-u, 236 vazektomija učinjeno je na mentalno retardiranim muškarcima u državi Indiana. Ista država 1907. god glasovali za zakon koji predviđa sterilizaciju nasljednih degenerika, zatim su Kalifornija i 28 drugih država učinile isto. Godine 1935 ukupni broj operacije sterilizacije dosegle su 21 539. Nisu sve eugeničke mjere bile tako grube, iako su se temeljile na istoj filozofiji odabira najdarovitijih ljudi. Značajno je da ljudi od znanosti, velikog ugleda, nisu oklijevali predložiti vrlo stroge mjere. Laureat Nobelova nagrada Francuz Karel 1935. godine objavio je svoje djelo “This Unknown Creature is a Man” koje je doživjelo izniman uspjeh. U ovoj knjizi autor je objasnio da je, s obzirom na slabljenje prirodne selekcije, bilo potrebno obnoviti “biološku nasljednu aristokraciju”. Žaleći zbog naivnosti civiliziranih naroda, koja se očituje u očuvanju beskorisnih i štetnih stvorenja, savjetovao je stvaranje posebnih ustanova za eutanaziju kriminalaca.

Dakle, koncept “eugenizma” pokriva različite manifestacije stvarnosti, ali se sva raznolikost može svesti na dva oblika: militantni (svjesni) eugenizam i “meki” (nesvjesni) eugenizam. Prvi je najopasniji. Upravo je on iznjedrio nacističke plinske komore. Ali bilo bi pogrešno drugo smatrati bezopasnim. Također je karakterizira višeznačnost: neke aktivnosti vezane uz prepoznavanje i prevenciju nasljednih bolesti predstavljaju rudimentarni oblik eugenike.

Razlika između eugenizma i socijalnog darvinizma.

Zagovornici socijalnog darvinizma propovijedaju laissez-faire. Smatraju da je natjecanje među ljudima korisno i da će borba za egzistenciju osigurati opstanak najboljih jedinki, pa je dovoljno ne ometati spontani proces selekcije.

Što se tiče eugenike, u njoj postoji nešto od policajca: njen cilj je uspostaviti autoritarni sustav sposoban "znanstveno" proizvesti dobre pojedince i dobre gene koji su potrebni naciji. Ovdje je lako kliziti niz nagnutu ravninu: počinju s uspostavljanjem mapa genetskog identiteta, povećavaju broj testova za utvrđivanje prikladnosti za brak, zatvaraju kanale koji vode do opakih elemenata, a onda dolazi red na završni čin, primjerice eutanazija – humana i ekonomična. Nacistička eugenika imala je super-znanstvenu osnovu. Hitler se, kako bi opravdao kult “čiste rase”, izričito poziva na biologiju reprodukcije i teoriju evolucije.

Što danas znači biti eugeničar?

Situacija se uvelike promijenila od Galtonova vremena. Godine nacizma dovele su do toga da se eugenika morala povući u ideološkom i društvenom smislu. Ali golemi uspjesi biologije i genetski inženjering omogućio pojavu neoeugenike. Velika inovacija bio je razvoj metoda za identifikaciju "loših" gena, tj. geni odgovorni za bolesti. Genetski defekti mogu se otkriti u različitim fazama. U nekim slučajevima se pregledavaju osobe koje žele imati djecu, u drugima trudnice. Ako se otkrije ozbiljna anomalija u fetusu, može se postaviti pitanje pobačaja. Prepoznavanjem ozbiljnih genetskih grešaka u novorođenčadi, rano liječenje može vratiti izgubljenu funkciju. Tako je nastala nova situacija: od sada je moguće planirati grandioznu dugoročnu operaciju temeljitog čišćenja genskog fonda čovječanstva. To otvara brojna pitanja, kako tehnička tako i etička. Prije svega, gdje stati kada uništavamo gene? Ideal nemilosrdne genetske selekcije čini se kontroverznim u biološkom smislu;6 može li takva selekcija dovesti do osiromašenja genskog fonda čovječanstva? San eugeničara je koristiti selekciju gena sličnu selekciji u stočarstvu. Ali upravo su se uzgajivači stoke imali prilike uvjeriti da se sustavna selekcija može koristiti samo do određene granice: ako se neka sorta previše popravlja, njezina održivost ponekad je pretjerano smanjena. Trenutno postoje dva glavna trenda koja se međusobno suprotstavljaju. Jedan tabor čine pristalice oštrih mjera. Vjeruju da je genetski inženjering dao čovjeku oružje koje treba koristiti za dobrobit čovječanstva. Na primjer, dobitnik Nobelove nagrade za fiziologiju i medicinu Lederberg zagovornik je kloniranja ljudskih gena kao učinkovitog sredstva za stvaranje izvanrednih ljudi. U drugom su taboru oni koji traže da se područje ljudske genetike proglasi nepovredivim. U SAD-u je zahvaljujući privatnoj inicijativi već organizirano prikupljanje i čuvanje sperme od nobelovaca. Tako će se, ako je vjerovati nadležnima, umjetnom oplodnjom lako moći rađati djeca s izrazitim talentima. U stvarnosti, ništa ne ukazuje na to da je takav projekt znanstveno opravdan.

Niz činjenica ukazuje na to da danas istodobno postoje različiti razlozi koji pridonose uskrsnuću eugenike.

Thuillet P. “Iskušenja eugenizma.”

U knjizi. "Genetika i nasljeđe." M.: Mir, 1987.

Nasljedne bolesti spadaju u kategoriju bolesti koje se očituju pojavom trajnih promjena u procesima prijenosa genetske informacije ljudskim spolnim stanicama.

Opći pojmovi o nasljednim bolestima

Glavni uzrok ovih patologija su mutacije gena. Unatoč činjenici da se manja odstupanja u kromosomskom aparatu javljaju prilično često, ona se odmah uklanjaju ili dovode do poboljšanja određenih karakteristika tijela za sljedeće generacije ljudi. Ali, nažalost, neke promjene su prilično značajne, na primjer, smanjenje ili povećanje broja kromosoma u stanicama, što rezultira ozbiljnim anomalijama.

Većina mutacija nastaje pod utjecajem negativni faktori okoliš, kao što su ionizirajuće zračenje, otrovne tvari, neki lijekovi. Međutim, u nekim slučajevima nije moguće utvrditi uzrok nastalih promjena, pa se pretpostavlja da se pojavljuju slučajno, primjerice tijekom procesa oplodnje jajne stanice ili početne diobe spolnih stanica.

Metode liječenja nasljednih bolesti

Unatoč svim postignućima moderna medicina, liječenje nasljednih bolesti uključuje korištenje pretežno simptomatske terapije i ne dovodi do potpuni oporavak pacijenta, ali je usmjeren samo na smanjenje ozbiljnosti simptoma.

Najčešće korištene metode su:

• Dijetoterapija je važna faza u procesu uklanjanja negativnih posljedica niza bolesti. Na primjer, s fenilketonurijom, hrana koja sadrži fenilalanin, uključujući mlijeko, ribu i meso, potpuno je isključena iz prehrane. S pogreškama u prehrani, dobrobit pacijenta značajno se pogoršava, osim toga, dolazi do smanjenja stupnja inteligencije do razvoja teške idiotije. Stoga liječnici inzistiraju na praćenju prehrane i izdaju upozorenje da je nepoštivanje prepuno razvoja opasnih posljedica;
• dodatna opskrba koenzimima, posebno vitaminima;
• osiguravanje pravodobnog uklanjanja iz tijela toksina koji se nakupljaju zbog metaboličkih poremećaja. Dakle, s Wilson-Konovalovom bolešću, pacijent mora uzimati d-penicilamin za neutralizaciju bakra, a kako bi se spriječilo prekomjerno nakupljanje željeza u genoglobinopatijama, obično se propisuje desferal;
• uzimanje tvari čija je proizvodnja u tijelu blokirana zbog bolesti (na primjer, citidilne kiseline u slučaju orotoacidurije);
• recept za nedostajuće hormone za hipofizni nanizam i druga slična stanja;
• blokiranje prekomjerne aktivnosti enzima pomoću inhibitora;
• transplantacija tkiva, organa ili stanica s normalnim genetskim podacima.

Osim toga, upoznajući se s dostignućima genske terapije možete upoznati mogućnosti suvremene medicinske znanosti u liječenju kromosomskih abnormalnosti. Ovaj smjer se temelji na obavljanju prijenosa genetskog materijala u ljudsko tijelo pod uvjetom da se gen isporučuje takozvanim ciljnim stanicama pomoću razne metode.

Indikacije za upotrebu

Liječenje nasljednih bolesti provodi se samo ako je bolest točno identificirana. Istodobno, prije propisivanja terapijskih mjera provodi se niz pretraga kako bi se utvrdilo koji se hormoni i druge tvari u organizmu stvaraju u suvišku, a koji u nedovoljnim količinama kako bi se odabrala najučinkovitija doza lijekova.

Tijekom uzimanja lijekova stalno se prati stanje bolesnika i, ako je potrebno, mijenja se tijek liječenja.

Obično, lijekovi takve bolesnike treba uzimati doživotno ili dulje vrijeme (primjerice do završetka procesa rasta organizma), te se strogo i stalno pridržavati preporuka o prehrani.

Kontraindikacije

Pri razvoju tijeka terapije uzimaju se u obzir moguće pojedinačne kontraindikacije za uporabu i, ako je potrebno, zamjenjuju neke lijekove drugima.

Kod odluke o presađivanju organa ili tkiva za pojedine nasljedne bolesti mora se uzeti u obzir rizik od negativnih posljedica nakon operacije.

Dijagnostika

1. Prenatalni (intrauterini), t.j. ultrazvučna metoda skeniranja, rendgensko snimanje fetusa, aminoceteza - analiza amnionske tekućine s deskvamiranim fetalnim stanicama.

2. Postnatalni (nakon rođenja) – na temelju dermatoglifi(otisak prsta) i morfološka analiza (vanjski znakovi)

3. Pretklinički (presimptomatski)

4. Rana postnatalna dijagnoza (identifikacija) nasljednih bolesti koje se mogu liječiti.

Dijagnoza nasljedne patologije je složen i dugotrajan proces. Poteškoće uzrokuje velik broj nasljednih bolesti (ima ih oko 3,5 tisuće), raznolikost klinička slika svaki od njih, rijetka pojava nekih oblika. I zato što se nasljedne bolesti mogu javiti slično kao nenasljedne i pratiti ih.

Dakle, postavljanje dijagnoze sastoji se od dvije faze:

Opći klinički pregled bolesnika u skladu sa suvremenim zahtjevima;

Ako se sumnja na određenu nasljednu bolest, nužna je specijalizirana medicinsko-genetska pretraga.

Često je dovoljan opći klinički pregled za dijagnosticiranje najčešćih nasljednih bolesti, na pr. Downova bolest ahandroplazija itd. Međutim, ne treba zaboraviti da je za potpuno uklanjanje pogrešaka potrebno provesti posebne genetske metode ispitivanja.

Učestalost grubih kongenitalnih malformacija praćenih disfunkcijom je 2-3% u cijelom čovječanstvu.

Patogeneza

Nasljedne bolesti postoje dvije vrste: genetski i kromosomski. Geni se pak dijele na autosomne ​​(autosomno dominantni i autosomno recesivni) i spolno vezane (x-vezani i y-vezani).

Autosomno dominantne bolesti

Ovo nasljeđe karakterizira izravni prijenos defektnog gena s oboljelog roditelja na djecu. Međutim, za neke dominantne mutirane gene uočena je njihova nepotpuna manifestacija. U takvim slučajevima pacijenti možda neće pokazivati ​​neke simptome. Dakle, očito je da je u nizu slučajeva patologije potrebna temeljita analiza obiteljskog dijagrama - rodovnice. Takve mutacije uključuju bolesti kao što su:

koreja– nevoljni pokreti lica i udova, mentalni poremećaji

Glaukom– sljepoća i degeneracija živčanih stanica

Mišićna distrofija - abnormalnosti mišićne funkcije

Polipoza crijeva – više polipa koji se razvijaju u rak

Brahidaktilija (kratki prsti) – skraćene završne koštane falange

Achandroplasia– patuljasti rast

Autosomno recesivne bolesti

Recesivni geni također mogu biti podložni promjenama ili mutacijama. Međutim, ako je mutacija dominantnog gena popraćena promjenom svojstva koje kontrolira, tada mutacija recesivnog gena neće izazvati nikakve fenotipske promjene. Recesivni mutirani gen može se prenositi kroz nekoliko generacija sve dok se kao rezultat braka između dva nositelja ne pojavi dijete koje nasljeđuje isti defektan gen i od oca i od majke.

Anemija srpastih stanica- kronična hipoksija, tromboza i rana smrt

Hidrocefalus– nakupljanje tekućine u lubanji, fizički i psihički poremećaji

Kongenitalna gluhoća

Fenilketonurija – smanjen tonus mišića, depigmentacija kože, kose, šarenice, mentalna retardacija

Cistična fibroza – disfunkcija gušterače i drugih žlijezda, upala pluća i smrt

Tay-Sachsova bolest– paraliza, sljepoća, mentalno oštećenje i smrt prije 3 godine života

Y- i X-vezane bolesti povezane sa spolom

Hemofilija- nezgrušavanje krvi

Noćno sljepilo - nemogućnost gledanja u mraku

Hipertrihoza- Y-vezana dlakavost uha duž ruba ušne školjke

sindaktilija- membranozna fuzija 2. i 3. prsta stopala

Daltonizam- “sljepoća za boje”

Liječenje nasljednih bolesti

1. Simptomatski i patogenetski– utjecaj na simptome bolesti (genski defekt se čuva i prenosi na potomstvo):

1) dijetoterapija, osiguranje ulaska optimalnih količina tvari u tijelo, što olakšava manifestaciju najtežih manifestacija bolesti - npr. demencija, fenilketonurija.

2) farmakoterapija (unošenje faktora koji nedostaje u organizam)– povremene injekcije nedostajućih proteina, enzima, Rh globulina, transfuzije krvi, što privremeno poboljšava stanje bolesnika (anemija, hemofilija)

3) kirurške metode– vađenje organa, korekcija oštećenja ili transplantacija (rascjep usne, urođene srčane mane)

2. Eugeničke aktivnosti – kompenzacija za prirodne ljudske nedostatke u fenotipu (uključujući nasljedne), tj. poboljšanje ljudskog zdravlja kroz fenotip. Sastoje se od tretmana s prilagođenim okruženjem: prenatalna i postnatalna skrb za potomstvo, imunizacija, transfuzije krvi, transplantacija organa, plastična operacija dijeta, terapija lijekovima itd. Uključuje simptomatsko i patogenetsko liječenje, ali ne uklanja u potpunosti nasljedne nedostatke i ne smanjuje broj mutirane DNA u ljudskoj populaciji.

3. Etiološko liječenje – utjecaj na uzrok bolesti (treba dovesti do radikalne korekcije anomalija). Trenutno nije razvijeno. Svi programi u željenom smjeru fragmenata genetskog materijala koji određuju nasljedne anomalije temelje se na idejama genetskog inženjeringa (usmjerene, obrnuto inducirane mutacije kroz otkrivanje kompleksnih mutagena ili zamjena “bolesnog” fragmenta kromosoma u stanici s “zdrava” prirodnog ili umjetnog podrijetla)

Prevencija nasljednih bolesti

Preventivne mjere uključuju medicinsko genetske konzultacije, prenatalnu dijagnostiku i liječnički pregled. U mnogim slučajevima stručnjaci mogu ukazati roditeljima na vjerojatnost da imaju dijete s određenim nedostacima, kromosomskim bolestima ili metaboličkim poremećajima uzrokovanim mutacijama gena.

Medicinsko genetsko savjetovanje. Prilično je jasno izražena sklonost debljanju zbog nasljednih i genetski uvjetovanih patologija. Rezultati populacijskih istraživanja posljednjih godina pokazali su da se u prosjeku kod 7-8% novorođenčadi dijagnosticira neka vrsta nasljedne patologije ili nedostatka u razvoju. Najbolji način liječenja nasljedne bolesti bio bi ispravljanje patološke mutacije normalizacijom kromosomske ili genske strukture. Pokusi s "obrnutom mutacijom" provode se samo na mikroorganizmima. Međutim, moguće je da će genetski inženjering u budućnosti ispraviti pogreške prirode kod ljudi. Do sada je glavni način borbe protiv nasljednih bolesti promjena okolišnih uvjeta, zbog čega je razvoj patološkog naslijeđa manje vjerojatan, te prevencija putem medicinsko-genetičkog savjetovanja stanovništva.

Glavni cilj medicinskog genetskog savjetovanja je smanjiti učestalost bolesti ograničavanjem pojave potomaka s nasljednim patologijama. A za to je potrebno ne samo utvrditi stupanj rizika od bolesnog djeteta u obiteljima s obiteljskom poviješću, već i pomoći budućim roditeljima da ispravno procijene stupanj stvarne opasnosti.

Na medicinsko genetsko savjetovanje podliježu:

1) bolesnici s nasljednim bolestima i članovi njihovih obitelji;

2) članovi obitelji u kojima se ponavljaju bolesti nepoznatog uzroka;

3) djeca s poremećajima u razvoju sa sumnjom na kromosomske poremećaje;

4) roditelji djece s utvrđenim kromosomskim poremećajima;

5) supružnici s ponovljenim spontanim pobačajima i neplodnim brakovima;

6) bolesnici s poremećajima spolnog razvoja

7) osobe koje žele sklopiti brak ako jedno od njih ili netko od njihovih srodnika boluje od nasljedne bolesti.

U medicinsko genetičkoj konzultaciji pacijent se pregleda i sastavlja obiteljski rodovnik. Na temelju dobivenih podataka pretpostavlja se vrsta nasljeđivanja ove bolesti. U budućnosti se dijagnoza pojašnjava ili proučavanjem skupa kromosoma (u citogenetskom laboratoriju) ili uz pomoć posebnih biokemijskih studija (u biokemijskom laboratoriju).

Za bolesti s nasljednom predispozicijom zadaća medicinsko genetskog savjetovališta nije predvidjeti bolest kod potomaka, već utvrditi mogućnost razvoja ove bolesti s rodbinom pacijenta i razvijanje preporuka ako je potrebno liječenje ili odgovarajuće preventivne mjere. Rana prevencija, usmjeren na uklanjanje štetnih čimbenika koji izazivaju razvoj bolesti, od velike je važnosti, osobito kada visok stupanj predispozicija. Na bolesti kod kojih se takav preventivne akcije pokazuju se učinkovitima, prvenstveno u liječenju hipertenzije s njezinim komplikacijama, koronarne bolesti i moždanog udara, peptički ulkus, dijabetes.

Izgledi liječenja nasljednih bolesti u budućnosti

Danas su znanstvenici uspjeli samo utvrditi vezu između poremećaja kromosomskog aparata, s jedne strane, i raznih patoloških promjena u ljudskom tijelu, s druge strane. Što se tiče pitanja budućnosti medicinske genetike, možemo reći da će se dijagnostika i liječenje nasljednih bolesti tek razvijati jer od velikog je praktičnog interesa za kliničku medicinu. Utvrđivanje uzroka početnih poremećaja u kromosomskom sustavu, kao i proučavanje mehanizma razvoja kromosomskih bolesti također je zadatak bliske budućnosti, i to zadatak od iznimne važnosti, budući da se razvijaju učinkovite metode prevencije i liječenja kromosomskih bolesti. kromosomskih bolesti uvelike ovisi o njegovom rješenju.

Posljednjih godina, zahvaljujući uspješnom razvoju citogenetike, biokemije i molekularne biologije, postalo je moguće detektirati kromosomske i genske mutacije kod ljudi ne samo u postnatalnom razdoblju, već iu različitim fazama prenatalnog razvoja, tj. prenatalna dijagnoza nasljedne patologije postala je stvarnost. Prenatalna (prenatalna) dijagnostika uključuje niz mjera usmjerenih na sprječavanje pojave bolesnog djeteta u obitelji. Najveći uspjesi postignuti su u prenatalnoj dijagnostici kromosomskih sindroma i monogenih bolesti, dok je predviđanje patologija koje karakterizira poligensko nasljeđe znatno otežano. Metode prenatalne dijagnostike obično se dijele na invazivne i neinvazivne.

Kada se koriste invazivne metode, transabdominalno (kroz trbušni zid) ili transcervikalno (kroz vaginu i cerviks) uzimanje uzoraka fetalnih stanica u različitim fazama trudnoće i njihova naknadna analiza (citogenetička, molekularno genetička, biokemijska itd.). Citogenetske metode istraživanja omogućuju utvrđivanje kromosomskih aberacija u fetusa, biokemijskim metodama određuju aktivnost enzima ili koncentraciju određenih metaboličkih produkata, molekularno genetička analiza daje izravan odgovor na pitanje ima li fetus patološku mutaciju. u genu koji se proučava. Korištenje invazivnih metoda prenatalne dijagnostike pokazalo se najučinkovitijim, budući da njihovi rezultati omogućuju procjenu s visokom točnošću ima li fetus nasljednu patologiju. Uzimanje fetalnog materijala za prenatalnu dijagnostiku može se provoditi u različitim fazama trudnoće pod kontrolom ultrazvuka.

Trenutno se za sve nasljedne bolesti naširoko koristi simptomatsko liječenje, uz pomoć kojeg je moguće u jednom ili drugom stupnju smanjiti težinu kliničke slike bolesti. Uključuje primjenu raznih lijekova, fizioterapiju, klimoterapiju itd. Za neke nasljedne bolesti takvo liječenje je jedini mogući način ublažavanja razvijenih simptoma.

Neki pacijenti s nasljednom patologijom liječe se kirurški nakon rođenja, koristeći rekonstruktivnu kirurgiju (rascjep nepca, rascjep usne, analna fuzija, stenoza pilorusa, klupko stopalo, kongenitalna dislokacija zgloba kuka, srčane mane), ako je potrebno, koristeći transplantaciju tkiva i organa . Niz nedostataka koji nastaju kao posljedica poremećaja genotipa mogu se otkloniti samo kirurški (oštećenje oka retinoblastomom, mekonijski ileus u novorođenčadi s cističnom fibrozom).

Kod bolesti povezanih s metaboličkim poremećajima (fenilketonurija, galaktozemija, fruktozemija i dr.) primjenjuje se patogenetski tretman kojim se značajno korigiraju promjene u normalnom fenotipu pojedinca utječući na biokemijski mehanizam razvoja bolesti. U ovom slučaju bitna je informacija o specifičnim molekularnim poremećajima metaboličkog procesa u pojedinog bolesnika.

Primjer takvog liječenja je uspješna primjena dijetoterapije za korekciju fenotipa djeteta s fenilketonurijom i galaktozemijom. U slučaju poremećaja sinteze bilo kojeg hormona, nadomjesna terapija unošenjem ovog hormona u djetetov organizam (kongenitalna hipotireoza).

Najradikalniji i najučinkovitiji način liječenja nasljednih bolesti čovjeka je genska terapija, čije se mogućnosti danas intenzivno proučavaju eksperimentirajući na različitim biološkim modelima (stanice bakterija, biljaka, životinja, ljudi itd.) i koristeći klinička praksa.

Temeljno značenje metoda genska terapija sastoji se u zamjeni mutiranog proteina ljudskih stanica, koji je povezan s razvojem bolesti, s odgovarajućim normalnim proteinom, koji će se sintetizirati u takvim stanicama. U tu svrhu se u stanice pacijenta uvodi normalni proteinski gen (transgen), koji je dio konstrukta genetskog inženjeringa, tj. eksperimentalno konstruirana rekombinantna molekula DNA (na temelju vektorske molekule DNA).

Genska terapija trenutno se povezuje s ispravljanjem genetskih defekata u somatskim stanicama bolesne osobe. Najteži problemi genske terapije vezani su uz mehanizme dostave gena do željenih stanica, mogućnosti njegove učinkovite ekspresije u tim stanicama te mjere za sigurnost organizma. Za prijenos gena najčešće se koriste stanice koje su relativno lako dostupne za intervenciju. unutarnji organi i ljudska tkiva (crvene krvne stanice koštana srž, fibroblasti, jetrene stanice, limfociti). Takve se stanice mogu izolirati iz tijela, u njih uključiti željeni genski konstrukt, a zatim ponovno unijeti u tijelo pacijenta.

Za uvođenje potrebnih gena u ljudski organizam najčešće se koriste virusni vektori (virusna DNA - humani genski kompleks), plazmidni vektori (plazmidna DNA - ljudski gen), kao i umjetni makromolekularni sustavi (transgen kao dio liposomskog kompleksa). . Ograničena uporaba virusnih vektora povezana je s mogućom patogenošću virusa koji se koriste u te svrhe (retrovirusi) i njihovom sposobnošću induciranja imunološkog odgovora (adenovirusni konstrukti). Osim toga, u nekim slučajevima integracija virusnih kompleksa u ljudski genom može uzrokovati insercijske mutacije koje remete aktivnost pojedinih gena. Ograničenje veličine genetskog konstrukta koji je uključen u genom virusa također ima negativnu ulogu.

Istodobno, većina nevirusnih kompleksa je nisko toksična i nemutagena, pa je njihova uporaba poželjnija. Međutim, oni nisu bez nedostataka, koji uključuju kratko vrijeme ekspresija gena uključenih u njih i nedostatak dovoljne specifičnosti u odnosu na određena tkiva tijela.

Trenutno se potraga za najoptimalnijim opcijama za gensku terapiju provodi u različitim smjerovima. Stoga se pokušava koristiti mikroRNA za blokiranje aktivnosti određenih gena. Razvijene su metode za uvođenje DNA hibridnih plazmida injekcijom u mišićne i druge stanice (DNA imunizacija) ili korištenjem sustava DNA-kationskih liposoma (kompleks se naziva genosom), koji u interakciji s stanična membrana, lako prodiru u stanice, isporučujući tamo plazmidnu DNA. Obećavajućom se smatra i uporaba nekih drugih umjetnih makromolekularnih kompleksa nevirusne prirode (sintetski peptidi, kationski ili lipidni ligandi, osobito hidrofobni polikati), na temelju kojih su stvoreni sustavi koji osiguravaju prijenos gena u određena tkiva. . Treba napomenuti da pokušaji ljudske genske terapije koriste različite putove za prijenos normalnih gena. Takav prijenos (transgenoza) provodi se ili uvođenjem potrebnih gena u somatske stanice izolirane iz tijela (in vitro) s njihovim daljnjim unošenjem u organe ili krvotok, ili se provodi izravna transgenoza (in vivo), pomoću rekombinantnog vektora. s potrebnim genom.

Genska terapija koristi se u liječenju raznih monogenskih i multifaktorijalnih bolesti ljudi. Trenutno se radi na genskoj terapiji za hemofiliju, tešku kombiniranu imunodeficijenciju s nedostatkom adenozin deaminaze, Duchenneovu mišićnu distrofiju i obiteljsku hiperkolesterolemiju.

Dobar učinak transgenoze in vitro postignut je u liječenju imunodeficijencije s nedostatkom adenozin deaminaze umetanjem gena za ovaj ljudski enzim u mononuklearne stanice periferne krvi uklonjene iz tijela s kasnijim vraćanjem takvih stanica natrag u tijelo.

Postoje dokazi da genska terapija može liječiti obiteljsku hiperkolesterolemiju, koja je uzrokovana nedostatkom receptora lipoproteina niske gustoće. Gen za normalni lipoproteinski receptor uveden je u stanice jetre pacijenata pomoću retrovirusnog vektora in vitro, a zatim su takve stanice vraćene u tijelo pacijenta. Istodobno, neki su pacijenti uspjeli postići stabilnu remisiju uz smanjenje razine kolesterola za 50%.

Trenutno se razvija niz pristupa za liječenje određenih tumora pomoću metoda genetskog inženjeringa. Tako se za liječenje melanoma koriste tumorski infiltrirajući limfociti u koje je uveden gen faktora nekroze tumora. Kada se takvi limfociti uvedu u zahvaćeno tijelo, opaža se terapeutski učinak. Postoje dokazi o mogućnosti liječenja tumora mozga pomoću retrovirusnih vektora koji nose terapeutski učinak Transgen se prenosi samo na tumorske stanice koje se dijele, ali ne utječe na normalne stanice.

Dakle, u budućnosti, genska terapija može postati jedan od vodećih smjerova u liječenju ljudske nasljedne patologije zbog sposobnosti ispravljanja funkcija genetskog aparata pacijenta, čime se normalizira njegov fenotip.

ZADACI ZA SAMOSTALNI RAD

• 1. Koristeći podatke koje imate izradite dijagram in vitro transgeneze. Navedite primjere bolesti kod kojih se ova metoda terapije može primijeniti.
• 2. Među predloženim bolestima odaberite one za koje je moguće koristiti posebne dijete kao patogenetsko liječenje:
  • a) galaktozemija;
  • b) adrenogenitalni sindrom;
  • c) fenilketonurija;
  • d) Downova bolest;
  • d) hemofilija.
• 3. Uspostavite korespondenciju između bolesti i mogućih pristupa njihovom liječenju:
• 1) obiteljska hiperkolesterolemija; a) simptomatsko liječenje;
• 2) Downov sindrom; b) kirurško liječenje;
• 3) cistična fibroza; c) patogenetsko liječenje;
• 4) adrenogenitalni sindrom; d) genska terapija.
• 5) fenilketonurija;
• 6) urođeno iščašenje kuka;
• 7) talasemija.
• * * *

Izgledi za daljnji razvoj medicinske genetike povezani su s razvojem novih učinkovite metode rana dijagnoza nasljednih bolesti čovjeka i latentnog nositelja gena za patološka svojstva uz unaprjeđenje metoda prevencije i genske terapije nasljedne patologije. Pretpostavlja se da je moguće dešifrirati genetsku osnovu raznih multifaktorijalnih bolesti i otkriti načine za njihovu korekciju na molekularnoj razini. Također je vrlo važno riješiti problem zaštite ljudskog naslijeđa od štetnog djelovanja mutagenih čimbenika okoliša.

OPĆA PITANJA

Empirijski pokušaji liječenja bolesnika s nasljednom patologijom, poduzimani 200 godina do 30-ih godina 20. stoljeća, nisu dali pozitivne rezultate. Dijagnoza nasljedne bolesti ostala je smrtna presuda za bolesnika i njegovu obitelj: takve su obitelji smatrane degeneriranima. Ovaj položaj u medicini u prvim desetljećima 20. stoljeća. očito se također oslanjao na genetski koncept vrlo striktne determinacije Mendelovih nasljednih osobina. S tim u vezi, početkom 20.st. nastao negativna eugenika, pozivajući na prisilno ograničavanje rađanja među osobama s nasljednim patologijama. Srećom, praktična primjena negativne eugenike bila je kratkog vijeka zbog pritiska javnosti.

Godine 20-30 mogu se smatrati prekretnicom u liječenju nasljednih bolesti; tako su sredinom 20-ih pokusi na Drosophili dobili činjenice koje pokazuju različitim stupnjevima manifestacije djelovanja gena ovisno o utjecaju genotipskih ili vanjsko okruženje. Na temelju ovih činjenica formirani su pojmovi penetrantnosti, ekspresivnosti i specifičnosti djelovanja gena. Postala je moguća logična ekstrapolacija: ako okolina utječe na ekspresivnost gena, tada je, dakle, moguće smanjiti ili eliminirati patološki učinak gena u nasljednim bolestima. Na temelju ovih odredbi, izvanredni ruski biolog N.K. Koltsov je predložio i potkrijepio novi smjer u medicinskoj genetici - eufenika- nauk o dobroj manifestaciji nasljednih sklonosti. Po njegovom mišljenju, eufenika bi trebala proučavati sve uvjete okoline koji potiču ispoljavanje pozitivnih i neočitovanje negativnih (nasljednih bolesti) nasljednih svojstava.

* Ispravljeno i prošireno uz sudjelovanje dr. med. znanosti, prof. A.Yu. Asanova.

Po prvi put u svijetu neuropatolog i genetičar S.N. Davidenkov, na temelju vlastitog kliničko iskustvo i dostignuća eksperimentalne genetike, početkom tridesetih godina prošlog stoljeća ukazali su na pogrešnost mišljenja o neizlječivosti nasljednih bolesti i degeneracije obitelji s takvim bolestima. On, kao i N.K. Koltsov, pošao je od prepoznavanja uloge vanjskih i unutarnjih čimbenika okoliša u manifestaciji nasljednih bolesti. S N. Davidenkov je inzistirao na temeljnim mogućnostima uplitanja u funkcioniranje patoloških alela i sam je mnogo učinio na razvoju metoda liječenja nasljednih bolesti. živčani sustav. Ovakva polazna pozicija omogućila je razvoj različitih pristupa i metoda liječenja oboljelih od nasljednih bolesti na temelju dostignuća genetike, teorijske i kliničke medicine. Međutim, nedostatak informacija o patogenetskim mehanizmima nasljednih bolesti u to vrijeme ograničavao je mogućnosti razvoja metoda. Svi takvi pokušaji, unatoč ispravnim teorijskim načelima, ostali su empirijski.

Liječenje različitih nasljednih bolesti može uključivati ​​kako tradicionalne medicinske pristupe (lijekove, specifične dijete, kirurške korekcije i sl.), tako i djelovanje na nasljedne strukture „odgovorne“ za nastanak bolesti. Razine na koje je usmjerena terapijska intervencija uvelike su određene stanjem znanja o primarnom genetskom defektu, njegovim kliničkim manifestacijama, interakcijom s okolišnim čimbenicima i razumijevanjem načina na koji se defekt može ispraviti. Generalizirani dijagram točaka primjene terapijskih učinaka prikazan je na sl. 10.1.

Trenutno je, zahvaljujući uspjesima genetike općenito i značajnom napretku teorijske i kliničke medicine, moguće

Riža. 10.1. Shematski dijagram "meta" za liječenje nasljednih bolesti

tvrde da se mnoge nasljedne bolesti već uspješno liječe. Liječnik bi trebao imati ovu postavku.

Opći pristupi liječenju nasljednih bolesti slični su pristupima liječenju bolesti bilo koje druge etiologije. Kod nasljednih bolesti potpuno je očuvan princip individualiziranog liječenja, jer i kod nasljedne patologije liječnik ne liječi samo bolest, već bolest određene osobe. Moguće je da se u slučaju nasljedne patologije treba još strože pridržavati načela individualiziranog liječenja, jer je heterogenost nasljednih bolesti daleko od dešifriranja, pa stoga istu kliničku sliku mogu uzrokovati različite nasljedne bolesti. s različitom patogenezom. Ovisno o uvjetima pre- i postnatalne ontogeneze, kao io cjelokupnom ljudskom genotipu, fenotipske manifestacije mutacija u konkretna osoba može se modificirati u jednom ili drugom smjeru. Stoga je kod različitih pacijenata potrebna različita korekcija nasljedne bolesti.

Kao iu liječenju drugih dobro proučenih bolesti (na primjer, zaraznih), mogu se razlikovati 3 pristupa liječenju nasljednih bolesti i bolesti s nasljednom predispozicijom: simptomatski, patogenetski, etiotropni. U odnosu na nasljedne bolesti zasebna grupa Kirurške metode mogu se razlikovati, jer ponekad imaju funkciju simptomatske terapije, ponekad patogenetske, ponekad oboje.

Uz simptomatske i patogenetske pristupe, koriste se sve vrste suvremenog liječenja (medikamentozni, dijetetski, rendgenski, fizioterapeutski, klimatski i dr.). Genetska dijagnoza, klinički podaci o stanju bolesnika i cjelokupna dinamika bolesti određuju ponašanje liječnika tijekom čitavog razdoblja liječenja uz stalno i strogo pridržavanje Hipokratovog načela „ne naškodi“. U liječenju nasljednih bolesti treba biti posebno oprezan u poštivanju etičkih i deontoloških standarda: često takvi pacijenti imaju teške kronična patologija iz djetinjstva.

SIMPTOMATSKO LIJEČENJE

Iako nespecifično liječenje nije glavna stvar, zapravo se uvijek koristi, uključujući i u liječenju pacijenata s nasljednim bolestima. Koristi se simptomatsko liječenje

za sve nasljedne bolesti, čak i ako liječnik ima metode patogenetske terapije. Za mnoge oblike nasljedne patologije, simptomatsko liječenje ostaje jedino.

Simptomatska terapija lijekovima je raznolika i ovisi o obliku nasljednih bolesti. Jedan od drevnih primjera simptomatske terapije koji je preživio do danas je uporaba kolhicina za akutne napadaje gihtnog artritisa. Ovaj tretman koristili su Grci u antičkom razdoblju. Ostali primjeri simptomatskog liječenja mogu biti uporaba analgetika za nasljedne oblike migrene, specifični trankvilizatori za duševne manifestacije nasljednih bolesti, antikonvulzivi za konvulzivne simptome itd. Uspjesi ovog dijela terapije povezani su s napretkom farmakologije koja pruža sve veći izbor lijekova. Istodobno, dešifriranje patogeneze svake bolesti omogućuje nam razumijevanje uzroka simptoma, a na temelju toga postaje moguća suptilnija medicinska korekcija simptoma ako primarna patogenetska terapija još nije moguća.

Primjer je opća shema višekomponentno simptomatsko liječenje cistične fibroze. Primarna poveznica patogeneze (poremećaj transporta natrijevih i kloridnih iona) u ovoj bolesti još nije ispravljena.

Zbog činjenice da pacijenti izlučuju puno natrijevog klorida u znoj, djeci s cističnom fibrozom u vrućim i suhim klimatskim uvjetima savjetuje se dodatno dodavanje kuhinjske soli u hranu. Inače ponekad može doći do kolapsa s toplinskim udarom.

Nedostatak funkcije gušterače u bolesnika (prije ili kasnije nastupi) nadoknađuje se pripravcima suhih ekstrakata životinjskog pankreasa ili enzima u kapsulama (Pancreatin, Panzinorm , Festal ) i kolereticima. Na klinički znakovi disfunkcija jetre, provodi se tijek odgovarajuće terapije (Essentiale , metionin, kolin itd.).

Najozbiljniji i najteži za liječenje su poremećaji dišnog trakta. Blokada lumena malih bronha gustom sluzi uzrokuje razvoj infekcije u plućnom tkivu. Simptomatska (gotovo patogenetska) terapija usmjerena je na blokadu bronha i infekciju. Za smanjenje opstrukcije koriste se bronhospazmolitici.

i smjese za iskašljavanje (izoprenalin, aminofilin, atropin, efedrin itd.), mukolitici, uglavnom tioli. Način primjene lijeka (inhalacija, oralno, intramuskularno) ovisi o težini kliničke slike. Koriste se lijekovi koji smanjuju stvaranje unutarstanične sluzi, kao što je mukodin  (karbocistein). - Liječenje upalnih komplikacija na plućima kod cistične fibroze je teško, jer te komplikacije uzrokuje više vrsta bakterija, a ponekad i gljivice. U tu svrhu provodi se intenzivna mikrobiološki kontrolirana antibiotska terapija (cefalosporini treće generacije i dr.) te liječenje fluorokinolonima za suzbijanje infekcije Pseudomonas aeruginosa. Antibiotici se biraju ovisno o osjetljivosti mikroflore. Najveći učinak postiže se primjenom antibiotika inhalacijom i parenteralno. Kao što se može vidjeti na primjeru liječenje lijekovima cistične fibroze, multisimptomatske bolesti zahtijevaju primjenu nekoliko farmakokinetički kompatibilnih lijekova.

Simptomatsko liječenje nije samo medikamentozno. Mnoge vrste fizikalnih tretmana (klimoterapija, balneoterapija, različiti tipovi elektroterapija, toplinska terapija) koriste se za nasljedne bolesti živčanog sustava, nasljedne metaboličke bolesti i bolesti kostura. Nakon takvih tečajeva liječenja, pacijenti se osjećaju puno bolje, njihov životni vijek se povećava.

Praktično nema nasljedne bolesti kod koje ne bi bilo indicirano fizioterapijsko liječenje. Na primjer, liječenje cistične fibroze lijekovima stalno je podržano raznim fizioterapijskim postupcima (inhalacije, masaža itd.).

Simptomatsko liječenje uključuje rendgensko i radiološko liječenje nasljednih tumora prije i poslije operacije.

Mogućnosti simptomatskog liječenja mnogih bolesti ni izdaleka nisu iscrpljene, posebice u pogledu medikamentozne i dijetetske terapije.

Valja naglasiti da će se u budućnosti u velikoj mjeri koristiti simptomatsko liječenje, uz najnaprednije patogenetsko ili čak etiotropno liječenje nasljednih bolesti.

PATOGENETSKO LIJEČENJE

Liječenje bilo koje bolesti intervencijom u patogenezu uvijek je učinkovitije od simptomatskog liječenja. Kod nasljednih bolesti također su najopravdanije patogenetske metode, iako nisu u suprotnosti sa simptomatskim liječenjem. Kako se proučava patogeneza svake bolesti, pojavljuju se različite mogućnosti interveniranja u tom procesu, u tijeku bolesti ili u oporavku. Klinička medicina razvila se na temelju teorijskih ideja o patološkim procesima. Klinička genetika slijedi isti put u razvoju metoda liječenja.

U patogenetskom liječenju nasljednih bolesti posljednjih su godina korišteni temeljno novi pristupi temeljeni na dostignućima molekularne i biokemijske genetike. Pri opisu genskih bolesti (vidi poglavlje 4) navedeni su primjeri dešifriranih poremećenih metaboličkih veza, svih biokemijskih mehanizama kojima se razvija nasljedno determinirani patološki proces - od abnormalnog genskog produkta do kliničke slike bolesti. Naravno, na temelju toga moguće je svrhovito intervenirati u patogenezi bolesti, a takvo liječenje je zapravo ekvivalentno etiotropnom liječenju. Iako glavni uzrok (tj. mutirani gen) nije eliminiran, lanac patološki proces se prekida, a patološki fenotip (bolest) se ne razvija (tj. dolazi do kopiranja norme).

Patogenetsko liječenje trebalo bi se proširiti kako razvojna genetika napreduje. Do sada je njegov doprinos razvoju metoda liječenja nasljednih patologija beznačajan, iako su uspjesi posljednjih godina nesumnjivi. Trenutačno se liječenje temelji na korekciji pojedinačnih oštećenih karika, ali bilo bi učinkovitije intervenirati u patološki proces na razini sustavnih reakcija.

U patogenetskim pristupima liječenju nasljednih bolesti pretpostavlja se da bolesnici ili proizvode abnormalni protein (enzim) ili proizvode nedovoljno normalnih proteina (do točke potpunog nedostatka). Nakon tih događaja slijede promjene u lancu transformacije supstrata ili njegovog proizvoda. Poznavanje ovih principa i specifičnih putova djelovanja gena pomaže u ispravnom razvoju režima liječenja, pa čak i terapijskih strategija. To se posebno jasno vidi na primjeru nasljednih metaboličkih bolesti.

Riža. 10.2. Mogući pristupi patogenetskom liječenju nasljednih bolesti

U općenitom (možda malo pojednostavljenom) obliku mogući pristupi liječenju nasljednih metaboličkih bolesti prikazani su na sl. 10.2. Može se vidjeti da se za različite bolesti mogu koristiti različite metode korekcije. Za istu bolest intervencije se mogu koristiti na različitim razinama i u različitim fazama razvoja patološkog procesa.

Općenito, patogenetski pristupi liječenju nasljednih bolesti, ovisno o stupnju biokemijskog defekta, mogu se prikazati na sljedeći način. Liječenje se shematski svodi na nadoknadu ili uklanjanje nečega. Ako gen ne radi, tada se njegov proizvod mora zamijeniti; ako gen proizvodi nešto drugo osim toga

potrebno, a stvaraju se toksični proizvodi, tada je potrebno ukloniti takve proizvode i vratiti glavnu funkciju; ako gen proizvodi previše proizvoda, višak se uklanja.

Korekcija metabolizma na razini supstrata

Ovakva intervencija jedan je od najčešćih oblika liječenja nasljednih bolesti. Ispravak se može postići na različite načine, a primjeri su navedeni u nastavku. Supstrat je u ovom slučaju komponenta hrane koju metabolizira genetski određeni enzim (primjerice, fenilalanin, galaktoza), au slučaju nasljedne bolesti on je sudionik patološke reakcije.

Ograničenje određenih tvari u hrani(restrikcija prehrane) bila je prva uspješna mjera u liječenju nasljednih metaboličkih bolesti, kod kojih nema odgovarajućih enzima za normalnu transformaciju supstrata u hrani. Nakupljanje određenih toksičnih spojeva ili njihovih produkata metabolizma dovodi do postupnog razvoja bolesti. Za fenilketonuriju propisana je dijeta siromašna fenilalaninom. Unatoč nedostatku jetrene fenilalanin hidroksilaze, time se prekida patogenetska veza u razvoju bolesti. Dijete koje je nekoliko godina bilo na umjetnoj prehrani više neće bolovati od težeg oblika bolesti. Nakon nekoliko godina, osjetljivost živčanog sustava na fenilalanin i njegove proizvode naglo se smanjuje, a ograničenja u prehrani mogu se smanjiti. Ograničenje prehrane ne znači nužno uspostavljanje posebne dijete. Na primjer, nova metoda ograničavanja fenilalanina u prehrani za fenilketonuriju temelji se na gutanju želatinskih kapsula koje sadrže biljni enzim koji oslobađa prehrambeni proizvodi od fenilalanina. Ovim tretmanom koncentracija fenilalanina u krvi smanjuje se za 25%. Ova metoda je posebno prikladna za starije bolesnike s fenilketonurijom i trudnice kojima nije potrebna stroga dijeta.

Restrikcija prehrane koristi se u liječenju mnogih nasljednih bolesti metabolizma ugljikohidrata i aminokiselina (galaktozemija, nasljedna intolerancija na fruktozu i laktozu, argininemija, citrulinemija, cistinurija, histidinemija, metilmalonska acidemija, tirozinemija, propionska acidemija) i dr.

bolesti s poznatim primarnim defektom. Koriste se dijete specifične za svaku bolest.

Ograničavanjem određenih tvari u prehrani također je moguće liječiti bolesti kod kojih defekt u primarnom genskom produktu još nije dešifriran. Empirijski je utvrđeno, na primjer, da kod celijakije (vidi poglavlje 7) stalne dispeptičke simptome izaziva gluten. Za liječenje ove bolesti dovoljno je isključiti hranu koja sadrži gluten iz hrane.

Iako se selektivna restrikcija određenih tvari u prehrani naširoko koristi za poboljšanje liječenja određenih nasljednih metaboličkih bolesti, mnoga neriješena pitanja ostaju. Na primjer, unatoč 35-godišnjem iskustvu u liječenju fenilketonurije, optimalne granice dijete, trajanje tijeka liječenja za djecu, potreba za ograničenjima u lakšim oblicima nedostatka enzima i načela individualizacije prehrane još nisu u potpunosti utvrđeni. Ograničenje prehrane mora se provoditi uz strogu biokemijsku kontrolu metabolizma.

Dodatak prehrani Koristi se rjeđe od restrikcije, ali je i ova tehnika učinkovita u patogenetskom liječenju te je postala dio prakse liječenja dviju metaboličkih bolesti.

U Hartnupovom sindromu malapsorpcija triptofana javlja se kao posljedica defekta u transportnoj funkciji stanica crijevne sluznice. Biokemijska posljedica toga je nedostatak triptofana u krvi, hiperaminoacidoza, endogeni nedostatak nikotinska kiselina. Pacijenti doživljavaju dermatološke, neurološke i psihičke manifestacije pelagre. Simptomi bolesti se smanjuju ili čak nestaju kada se u prehranu djeteta uvede hrana bogata bjelančevinama (4 g/kg dnevno) i doda nikotinamid ili nikotinska kiselina (40-200 mg 4 puta dnevno).

Posebno uvjerljiv argument za liječenje nasljednih bolesti dodacima prehrani dolazi od liječenja glikogenoze tipa III (deficit amilo-1,6-glukozidaze). Ovu bolest prate hepatosplenomegalija, hipoglikemija natašte, progresivna miopatija, atrofija mišića, kardiomiopatija kao posljedica poremećaja ciklusa alanin-glukoza (niska koncentracija alanina). To dovodi do razgradnje aminokiselina u mišićima tijekom glukoneogeneze. Većina bolesne djece ozdravi ako proteini daju 20-25% energetske vrijednosti hrane, a ugljikohidrati - ne više od 40-50%.

Pojačano izlučivanje supstrata patološke reakcije može se provesti različitim metodama koje smanjuju koncentraciju toksičnog supstrata. Potpuno oslobađanje od patoloških produkata metabolizma teško je postići. Primjer pojačane eliminacije supstrata je učinak kelata u hepatolentikularnoj degeneraciji. Na primjer, penicilamin veže, mobilizira i ubrzava izlučivanje intracelularno nakupljenih iona bakra.

Kod hemoglobinopatija potrebno je pojačano izlučivanje željeza kako bi se spriječio razvoj hemosideroze parenhimskih organa.

Deferoksamin (desferal*) koji se koristi u te svrhe nakuplja feritine i oslobađa organizam od viška željeza.

Neizravni metabolički putovi također se mogu učinkovito koristiti za uklanjanje supstrata. Na primjer, normalne razine mokraćne kiseline u krvi mogu se postići uklanjanjem zaostalog dušika u obliku ne samo uree, već i njezinih metabolita. Ova se tehnika koristi za liječenje nasljednih bolesti uzrokovanih mnogim enzimopatijama ciklusa uree. Slični primjeri poznati su i za druge oblike nasljednih metaboličkih bolesti.

Gore su navedeni primjeri pojačane eliminacije supstrata uz pomoć lijekova. Isti se ciljevi mogu postići i fizikalno-kemijskim metodama oslobađanja supstrata nakupljenog u krvi (plazmafereza i hemosorpcija).

Plazmaferezom se uklanja velika količina plazme koja sadrži otrovnu tvar. Plazmafereza se može koristiti za oslobađanje krvi od viška lipida, masne kiseline, fitanska kiselina. Ova metoda se učinkovito koristi u liječenju Refsumove bolesti. Učinjeni su prvi uspješni pokušaji da se plazmaferezom liječe dvije lizosomske bolesti nakupljanja - Fabryjeva bolest i Gaucherova bolest.

Hemosorpcija pomaže u selektivnom uklanjanju tvari ili klasa tvari njihovim vezanjem na srodne ligande. Ova se metoda već koristi za liječenje obiteljske hiperkolesterolemije. Kao ligand za ekstrakorporalno vezanje LDL-a koristi se heparin-agaroza, što nažalost daje kratkotrajan učinak. Razina kolesterola vraća se na početnu vrijednost 3-7 dana nakon tretmana.

Alternativni metabolički putovi u liječenju nasljednih bolesti dati su u tablici. 10.1.

Tablica 10.1. Alternativni metabolički putovi u liječenju nasljednih bolesti

Ova metoda obrade je u mnogočemu slična metodama pojačanog uklanjanja supstrata. Razlika je samo u načinu postizanja cilja: u jednom slučaju se intenzivno uklanja sam supstrat, au drugom se supstrat prvo pretvara u neku vrstu spoja, a zatim se taj spoj uklanja.

Metabolička inhibicija koristi se kada je potrebno inhibirati sintezu supstrata ili njegovog prekursora nakupljenog tijekom nasljedne bolesti. Kao inhibitori koriste se različiti fiziološki aktivni spojevi. Na primjer, za Lesch-Nyhanov sindrom i giht koristi se alopurinol koji inhibira ksantin oksidazu, čime se smanjuje koncentracija mokraćne kiseline u krvi. Ciprofibrat inhibira sintezu

glicerida i stoga učinkovito smanjuje koncentraciju lipida u bolesnika s hiperkolesterolemijom (tip III). Strihnin se natječe u vezivanju glicina na receptore u središnjem živčanom sustavu, čime se poboljšavaju respiratorne i motoričke funkcije, čija je inhibicija uzrokovana visokim sadržajem glicina u cerebrospinalnoj tekućini kod teške ne-ketonske hiperglikemije.

Korekcija metabolizma na razini produkta gena

Ovakav pristup se koristi već dulje vrijeme, budući da je u mnogim slučajevima u kliničkoj medicini za neke bolesti utvrđena patogenetski ključna uloga nedostatka određenih tvari (inzulina, hormona rasta, antihemofilnog globulina i dr.).

Povrat proizvoda(ili dodatak) u svrhu ispravljanja metabolizma koristi se za takve poremećaje, čija je patogeneza uzrokovana abnormalnim enzimom koji ne osigurava proizvodnju proizvoda, ili drugim biološki aktivnim spojem.

Primjeri učinkovite pristupe Već postoje mnogi pristupi "ispravljanju" nasljednih metaboličkih poremećaja zamjenom proizvoda: uvođenje potrebnih steroida za kongenitalnu adrenalnu hiperplaziju, tiroksina za hipotireozu, hormona rasta za hipofizni nanizam, uridina za orotičnu aciduriju. Nažalost, još uvijek nema primjera zamjene unutarstaničnih proteina, iako je bilo pokušaja u tom smjeru (primjerice, u liječenju lizosomskih bolesti).

Slični primjeri poznati su ne samo za metaboličke poremećaje, već i za druge nasljedne bolesti. Dakle, uvođenje antihemofilnog globulina sprječava krvarenje u hemofiliji, γ-globulin pomaže kod agamaglobulinemije, inzulin - kod dijabetesa.

Kod acrodermatitis enteropathica dolazi do nedostatka cinka zbog defekta faktora vezanja cinka u crijevima. U tom se slučaju stanje bolesnika jednako poboljšava primjenom majčino mlijeko, koji sadrži faktor vezanja cinka, te oralno uzimanje pripravaka cinka. Čim koncentracija cinka u krvi dosegne normalnu razinu, stanje bolesnika se odmah poboljšava.

Za liječenje po principu zamjene proizvoda potrebno je poznavati suptilne mehanizme patogeneze i pažljivo i pažljivo intervenirati u te mehanizme (nadoknaditi proizvod). Stoga preliminarni pokušaji liječenja Menkesove bolesti zamjenom bakra nisu bili učinkoviti.

doveli do uspjeha, iako je koncentracija bakra i ceruloplazmina u krvi pacijenata dosegla normalnu razinu. Ispostavilo se da je kvar u ovoj bolesti uzrokovan kršenjem regulacije sinteze proteina koji veže bakar, što osigurava intracelularni sadržaj bakra. Iz tog razloga bakreni pripravci nisu poboljšali stanje bolesnika.

Potreba za poznavanjem suptilnih mehanizama metabolizma za liječenje može se ilustrirati na primjeru X-vezane hipofosfatemije. U ovoj bolesti primarni bubrežni defekt u apsorpciji fosfata dovodi do oslabljene (smanjene) mineralizacije kostiju (rahitis) i hipokalcijemije. Gutanje fosfata i 1,25-dihidroksikolekalciferola poboljšava mineralizaciju kostiju i smanjuje hipokalcijemiju, ali ne mijenja primarni nedostatak gubitka fosfata mokraćom. S tim u vezi, postoji visok rizik od hiperkalcijemije, što znači da je tijekom liječenja potrebno kontrolirati razinu kalcija u krvi.

Općenito, možemo očekivati ​​daljnji napredak u patogenetskom liječenju kroz zamjenu produkata (proteina, hormona) u vezi s uspjesima fizikalno-kemijske biologije, genetskog inženjerstva i biotehnologije. Metodama genetskog inženjeringa već se dobivaju specifični ljudski proteini i hormoni potrebni za nadoknadu oštećene metaboličke karike u liječenju nasljednih bolesti (inzulin, somatotropin, IFN i dr.).

Poznati su uspjesi u dobivanju i uzgoju transgene laboratorijske životinje. Iako je tehnički stvaranje transgenih domaćih životinja puno teže od laboratorijskih, to je rješiv zadatak. Velike životinje mogu osigurati velike količine proteina. Transgene životinje čije stanice proizvode željene proteine ​​mogu se nazvati bioreaktorima. Od njih možete dobiti potomstvo, t.j. moguća je reprodukcija iz generacije u generaciju.

Stvaranje transgenih životinja počinje spajanjem dvaju gena od kojih se svaki posebno klonira. Jedan gen kodira željeni protein, drugi se uzima iz žlijezde ili drugog organa koji će proizvesti taj protein. Na primjer, ako se protein proizvodi u mlijeku, tada će geni specifični za organe biti oni iz mliječne žlijezde.

Hibridna DNK ubrizgava se u oplođeno jajašce ili embrij. U otprilike 1-5% slučajeva dolazi do umetanja DNK

Riža. 10.3. Transgena svinja koja proizvodi ljudski hemoglobin

Riža. 10.4. Transgenski bik s ljudskim genom za laktoferin. Od njega su dobivena telad s istim genom

u genom. Sva jajašca se ugrađuju u maternicu ženki, a rođene životinje se testiraju na prisutnost hibridnog gena. Od životinje utemeljiteljice dobiva se potomstvo i tako nastaje stado.

Jedan primjer živih bioreaktora je svinja, koja proizvodi ljudski hemoglobin (slika 10.3). “Dizajniran” je 1991. Oko 15% svinjskih crvenih krvnih stanica sadrži ljudski hemoglobin. Njegovo

mogu se odvojiti od svinjskog hemoglobina pomoću preparativnih metoda. Takav hemoglobin ne sadrži ljudske viruse, iako se u nekim slučajevima ne mogu isključiti alergijske reakcije.

Još jedna transgena životinja je krava koja proizvodi ljudski laktoferin, koji se izlučuje mlijekom. Kao rezultat prijenosa transgenog jajeta rođen je bik (Sl. 10.4), koji je postao otac mnogih transgenih junica, koje su kasnije proizvodile laktoferin u mlijeku.

Riža. 10.5. Transgena koza čije mlijeko sadrži aktivator plazminogena (trombolitički enzim)

Također su dobivene i druge transgene životinje. Transgena koza (slika 10.5) s mlijekom izlučuje aktivator plazminogena koji otapa krvne ugruške, transgeni kunići izlučuju enzim α-glukozidazu za liječenje Pompeove bolesti, transgene kokoši nesu jaja s ljudskim protutijelima.

Domaći su znanstvenici posljednjih godina razvili kraću i jeftiniju metodu transgeneze ciljnih organa. Potrebni gen se ne unosi u jaje, već izravno u mliječnu žlijezdu. Transgen kod takvih životinja prisutan je samo u vimenu. Somatske transgene krave, svinje i koze proizvedene su da služe kao bioreaktori za farmaceutsku industriju.

Korekcija metabolizma na razini enzima

Višefazni put pretvorbe supstrata tijekom procesa izmjene provodi se uz pomoć odgovarajućih enzima. Velika grupa nasljedne bolesti uzrokovane su mutacijama gena koji određuju sintezu enzima (enzimopatije). Intervencija u razvoju bolesti (korekcija) na razini enzima primjer je patogenetskog liječenja primarnih stadija, tj. pristupa etiotropskom liječenju. Ova vrsta liječenja koristi se za ispravljanje nasljednih metaboličkih bolesti kod kojih je poznat funkcionalno nenormalan enzim. Za takvo liječenje moguće je uvesti kofaktor ili lijekovima inducirati (inhibirati) sintezu enzima ili nadoknaditi manjak enzima.

Uvođenje kofaktora koristi se kod mnogih nasljednih bolesti. Kao što je poznato, neki kongenitalne anomalije Metabolizam je povezan s poremećajem sinteze ili transporta specifičnih kofaktora, što mijenja normalnu katalitičku aktivnost enzima. U tim slučajevima dodatak odgovarajućeg kofaktora povećava aktivnost enzima i značajno ispravlja metabolički defekt. Pokazalo se da u stanjima ovisnim o vitaminima povećanje rezidualne aktivnosti mutantnih enzimskih kompleksa osigurava ne samo biokemijsko, već i kliničko poboljšanje stanja. Brojni su primjeri liječenja nasljednih bolesti dodavanjem kofaktora, čija je klasifikacija daleko od iscrpne prikazana u tablici. 10.2.

Tablica 10.2. Metabolički poremećaji, u čijem se liječenju dodaje kofaktor

Tablica 10.2 pokazuje da u liječenju nasljednih bolesti isti kofaktor može obavljati različite funkcije. Primjena kofaktora za intrauterino liječenje fetusa (kao u slučaju β-ovisne metilmalonske acidemije) čini se obećavajućom.

Modifikacija enzimske aktivnosti

Ovo je već ustaljeni pristup u liječenju nasljednih metaboličkih bolesti. Strategija takvog liječenja prikazana je u tablici. 10.3, koji daje neke primjere.

Tablica 10.3. Liječenje nasljednih bolesti modificiranjem enzimske aktivnosti

Kraj tablice 10.3

Indukcija sinteze enzima može se koristiti za povećanje rezidualne aktivnosti enzima davanjem lijekova. Na primjer, fenobarbital i srodni lijekovi stimuliraju funkciju endoplazmatskog retikuluma i sintezu za njega specifičnih enzima. U tom smislu, fenobarbital se koristi za liječenje Gilbertovog i Crigler-Najjarovog sindroma. Istodobno se smanjuje razina bilirubina u krvnoj plazmi. Ovaj pristup je od posebne važnosti kod bolesti uzrokovanih nedovoljnom proizvodnjom enzima proizvedenih u endoplazmatskom retikulumu.

Indukcija sinteze enzima s danazolom (derivat etiniltestosterona) koristi se za liječenje nedostatka α 1 -antitripsina i angioedema. U slučaju nedostatka α 1 -antitripsina, primjena danazola tijekom 30 dana značajno povećava razinu ovog proteina u serumu. Tako, ovu metodu može se koristiti za prevenciju plućnih komplikacija.

Angioedem je popraćen smanjenjem količine funkcionalno aktivnog inhibitora esteraze C u serumu za 50%. Korištenje androgena povećava razinu inhibitora esteraze za 3-5 puta. Profilaktička oralna primjena danazola smanjuje ili sprječava akutni angioedem, ima minimalnu virilizaciju i povezana je s najmanjom toksičnošću za jetru.

Supresija sinteze enzima koristi se za liječenje akutnih porfirija, čija je biokemijska osnova povećana proizvodnja aminolevulinat sintetaze. Hematin inhibira sintezu ovog enzima i brzo se uklanja akutni napadi porfirija.

Zamjena enzima

Uspjesi suvremene enzimologije omogućuju izdvajanje ovog dijela u patogenetskom liječenju nasljednih bolesti. Riječ je o intervenciji na primarnoj razini proteinski proizvod gen. Suvremene metode omogućuju dobivanje količine aktivnog enzima u eksperimentalne i kliničke svrhe koja je potrebna za njegovu nadoknadu kod određenih nasljednih bolesti. Gore su razmatrani slučajevi nadomjesne terapije: hormoni za endokrinopatije, antihemofilni globulin za hemofiliju, γ-globulin za agamaglobulinemiju. Strategija enzimske terapije temelji se na istom principu točnog podudaranja produkta koji nedostaje.

Glavno pitanje suvremenog razvoja u području enzimske terapije su metode isporuke enzima ciljnim stanicama i substaničnim formacijama uključenim u metaboličku patologiju.

Radna hipoteza o egzogenoj primjeni enzima temeljila se na činjenici da su lizosomi često mjesto patološkog procesa, a istovremeno igraju veliku ulogu u staničnom metabolizmu. Mogućnost dostave enzima u lizosome, održavanje njihove aktivnosti u stanici i interakcija sa supstratom ispitani su u pokusima s kulturama fibroblasta dobivenih od osoba s različitim lizosomskim bolestima nakupljanja. Enzimi uneseni u medij kulture poboljšali su metabolizam odgovarajućeg spoja. Ova korekcija je dokazana u različitim glikosfingolipidozama, mukopolisaharidozama, glikogenozama i glikoproteinozama. Pokusi su pokazali da je moguće zamijeniti enzim koji prodire u stanicu, dolazi do lizosoma i normalizira pretvorbu supstrata. Međutim, intramuskularna, intravenska i intratrahealna primjena enzima dobivenih iz gljiva ili organa goveda oslabljenim pacijentima s glikogenozom, mukopolisaharidozama, metakromatskom leukodistrofijom i Fabryjevom bolešću nije dala značajnije pozitivne rezultate. Slijedom toga, u strategiji enzimske terapije bilo je potrebno odrediti glavne smjerove, koji su sažeti u nastavku.

Sposobnost dobivanja dovoljnih količina stabilnih, neimunogenih i sterilnih enzima visoke specifične aktivnosti.

Zaštita unesene aktivnosti od biotransformacije i imunološki nadzor, kao i isporuka enzima u ciljno tkivo i subcelularne formacije uključene u patološki proces.

Testiranje modela sisavaca za procjenu i odabir najbolja strategija enzimska terapija.

Odgovarajuće planirana i odobrena biokemijska i klinička ispitivanja na pacijentima.

U 70-im godinama XX. stoljeća. pokazana je mogućnost dobivanja enzima iz ljudskih tkiva i razvijeni su sustavi za praćenje sudbine enzima u tijelu sisavaca. Prva klinička ispitivanja provedena su na različitim lizosomskim poremećajima. To su bile GM2 gangliozidoza (β-heksosaminidaza A iz urina), glikogenoza tip II (placentalna α-galaktozidaza), Fabryjeva bolest (placentalna α-galaktozidaza), Gaucherova bolest (placentalna β-glukozidaza). Prije kliničkog testiranja, utvrđeno je da visoko pročišćeni ljudski enzimi hidroliziraju prirodne supstrate. Test je pokazao da se enzimi kada se daju intravenozno ili supkutano nalaze u tkivo jetre. Istodobno se koncentracija enzima u krvi smanjuje, a u jetri povećava. Međutim, oni ne prodiru u mozak zbog barijernih funkcija moždanih ovojnica. To dovodi do zaključka da je za svaku bolest nužna specifična dostava enzima do ciljnih stanica. Njihova dostava do različitih staničnih struktura može zahtijevati specifično pročišćavanje ili neku kemijsku modifikaciju enzima.

U razvoju metoda enzimskog liječenja nasljednih bolesti potrebno je, prije svega, usredotočiti se na patogenetske mehanizme bolesti: u kojim se stanicama, na koji način i u kojem obliku taloži reakcijski supstrat, s jedne strane, s jedne strane, s druge strane, s druge strane, s druge strane, s druge strane, s jedne strane, s jedne strane na druge. i na koji način enzim normalno dolazi do supstrata, koji su međufazi metabolizma - s jedne?druge. Zahvat u patofiziološki mehanizam odgovoran za sintezu, distribuciju i akumulaciju supstrata može se koristiti u terapijske svrhe: u nekim slučajevima potrebno je produžiti vrijeme cirkulacije enzima u krvi, u drugima nužan za olakšavanje dostave enzima u strogo definirane stanice.

Iz analize primarne stanične patologije u različitim lizosomskim bolestima nakupljanja jasno je da se čak i bitno slične bolesti međusobno razlikuju.

Primarni defekt je lokaliziran u neuronima (sfingolipidoze, glikoproteinoze), u stanicama retikuloendotelnog sustava (Niemann-Pickova bolest, Gaucherova bolest), endotelu, Schwannovim stanicama i poprečno-prugastim mišićima.

Eksperimentalni razvoj u području enzimske terapije nasljednih bolesti omogućio je objektivnu procjenu unosa enzimskih molekula od strane receptora, hepatocita, stanica retikuloendotelnog sustava, fibroblasta, vaskularnih endotelnih stanica itd. Time je povećana mogućnost ciljanog razvoja liječenja nasljednih bolesti, prvenstveno novim metodama dostave enzima do ciljnih stanica u sintetskim vezikulama nosačima ili mikrokapsulama liposoma ili u prirodnim elementima – autolognim eritrocitima. Takve metode isporuke razvijaju se za liječenje ne samo nasljednih bolesti, već i drugih patologija. Usmjerena dostava ljekovite tvari u organe, tkiva i stanice - gorući problem medicine općenito.

Suvremeni napredak u fizikalnoj i kemijskoj biologiji omogućuje stvaranje novih oblika mikroinkapsuliranih enzimski pripravci(posredovana isporuka) ili osigurati potpunije hvatanje enzima koji cirkulira u krvi receptorima ciljnih stanica (posredovana recepcija).

Liposom je višeslojna vezikula s izmjeničnim vodenim i lipidnim slojevima. Prilikom formiranja liposoma možete mijenjati naboj stijenke, njihovu veličinu i broj slojeva. Protutijela na ciljne stanice mogu se pričvrstiti na membranu liposoma, što će osigurati točniju isporuku liposoma. Liposomi puni enzima na različite načine injekcije su dobro uhvaćene od strane stanica. Njihovu lipidnu ljusku uništava endogena lipaza, a oslobođeni enzim stupa u interakciju sa supstratom.

Uz stvaranje umjetnih nosača - liposoma - razvijaju se metode punjenja eritrocita enzimima. U tom slučaju mogu se koristiti homologne ili čak autologne crvene krvne stanice. Punjenje enzima može se postići hipotonijom ili dijalizom ili endocitozom izazvanom klorpromazinom.

Izgledi za liječenje nasljednih bolesti zamjenom enzima ovise o uspjehu enzimologije, staničnog inženjerstva i fizikalno-kemijske biologije. Novi pristupi trebali bi osigurati izolaciju visoko pročišćenih enzima iz specifičnih ljudskih tkiva, njihovo uvođenje u stanicu u aktivnom obliku posrednim primanjem ili neizravnom dostavom, sprječavanje bioinaktivacije i isključivanje imunoloških reakcija. Već postoje pristupi rješavanju svakog od ovih problema, pa se možemo nadati još uspješnijem razvoju enzimske terapije nasljednih bolesti.

KIRURGIJA

Kirurško liječenje nasljednih bolesti zauzima značajno mjesto u sustavu zdravstvene zaštite bolesnika. To je zbog činjenice da su, prvo, mnogi oblici nasljedne patologije popraćeni morfogenetskim abnormalnostima, uključujući razvojne nedostatke. Drugo, osnaživanje kirurška tehnika učinio dostupnima mnoge teške operacije. Treće, reanimacija i intenzivna njega spašavaju živote novorođenčadi s nasljednim bolestima, a takvi pacijenti zahtijevaju naknadno kirurško zbrinjavanje.

Kirurško zbrinjavanje bolesnika s nasljednom patologijom u opći pogled uključuje uklanjanje, korekciju, transplantaciju. Operacije su često usmjerene na uklanjanje simptoma bolesti. Međutim, u nekim slučajevima kirurško liječenje nadilazi simptomatsko liječenje, približavajući se učinku patogenetskog liječenja. Na primjer, kirurška premosnica može se koristiti za promjenu putanje patološke transformacije supstrata patoloških reakcija. Za tipove glikogenoze I i III, anastomoza se pravi između portalne i donje šuplje vene. To omogućuje da dio glukoze, nakon apsorpcije u crijevima, zaobiđe jetru i ne taloži se u njoj u obliku glikogena. Slično rješenje predloženo je za obiteljsku hiperkolesterolemiju (tip IIa) - anastomoza između jejunuma i ileuma. To dovodi do smanjene apsorpcije kolesterola.

Primjeri općeg kirurškog liječenja uključuju operaciju za nasljednu polipozu debelog crijeva (uklanjanje), splenektomiju za hemoglobinopatije, uklanjanje oka za

retinoblastom, bubrezi s Wilmsovim tumorom itd. U nekim slučajevima kirurško liječenje je dio kompleksne terapije. Na primjer, kod cistične fibroze moguć je mekonijski ileus u novorođenčadi, a tijekom razvoja bolesti javlja se pneumotoraks. Oba se mogu ukloniti kirurški.

Važno mjesto u liječenju nasljednih bolesti zauzima rekonstruktivna kirurgija: s nesjedinjenjem Gornja usna, urođene mane srce, atrezija gastrointestinalnog trakta, hipospadija, za korekciju mišićno-koštani sustav itd.

Transplantacija organa i tkiva kao metoda liječenja nasljednih bolesti sve više ulazi u praksu. Alotransplantacija se može smatrati prijenosom normalne genetske informacije na pacijenta s metaboličkim poremećajem. Ovaj pristup uključuje transplantaciju stanica, tkiva i organa koji sadrže normalnu DNK za proizvodnju aktivnih enzima ili drugih genskih proizvoda u primatelja. Posebno je učinkovit kada je patološki proces ograničen na jedan organ ili tkivo, koje se transplantira.

Alotransplantacija se već provodi za različite nasljedne bolesti i omogućuje kontinuirano nadoknađivanje nedostatka enzima, hormona, imunološke funkcije ili učinkovito zaštititi organ od funkcionalnih poremećaja uzrokovanih mutacijom strukturnog gena. U tablici 10.4 navedene su nasljedne bolesti kod kojih se primjenjuje alotransplantacija.

Tablica 10.4. Primjena alotransplantacije u patogenetskom liječenju nasljednih bolesti

Kraj tablice 10.4

Suvremena transplantologija ima veliki potencijal, a njezini uspjesi mogu se koristiti u liječenju nasljednih bolesti. Brojni su izvještaji o uspješnim transplantacijama organa (koštane srži, timusa, jetre fetusa, jetre donora, gušterače, slezene i osobito bubrega) s onima navedenima u tablici. 10.4 države. Popravci transplantacije patološki mehanizmi nasljedni poremećaji.

Uz transplantaciju organa razvijaju se i metode transplantacije stanica čija funkcija zauzima ključno mjesto u patogenezi nasljednih metaboličkih poremećaja. U nastavku će biti riječi o liječenju matičnim stanicama.

Zaključno treba obratiti pozornost na goleme mogućnosti kirurškog liječenja nasljednih bolesti, koje još uvijek nisu u potpunosti iskorištene. U tom pogledu mikrokirurgija i endoskopska kirurgija su vrlo perspektivne.

ETIOTROPNO LIJEČENJE: STANIČNA I GENSKA TERAPIJA

Uvod

Etiotropno liječenje bilo koje bolesti je optimalno, jer uklanja glavni uzrok bolesti i, kao rezultat, potpuno ga liječi. Unatoč uspjesima simptomatske i patogenetske terapije nasljednih bolesti, ostaje otvoreno pitanje njihovog etiotropnog liječenja. Što je dublje znanje na području teorijskog

biološke biologije, češće će se postavljati pitanje radikalnog liječenja nasljednih bolesti.

Međutim, uklanjanje uzroka nasljedne bolesti znači tako ozbiljne manipulacije genetskim informacijama kod ljudi, kao što je isporuka normalnog gena u stanicu, isključivanje mutantnog gena ili obrnuta mutacija patološkog alela. Ti su zadaci prilično teški čak i kod zahvata u najjednostavnije organizme. Osim toga, da bi se provelo etiotropno liječenje bilo koje nasljedne bolesti, potrebno je promijeniti strukturu DNK i to ne u jednoj stanici, već u više stanica koje funkcioniraju (i samo u onima koje funkcioniraju!). Prije svega, za ovo morate znati koja je promjena nastala u genu kao rezultat mutacije, tj. nasljedna bolest mora biti opisana kemijskim formulama.

Teškoće etiotropnog liječenja nasljednih bolesti su očite, ali već postoje brojne mogućnosti za njihovo prevladavanje, stvorene uspješnim dekodiranjem ljudskog genoma i napretkom molekularne medicine.

Nekoliko temeljnih otkrića u genetici i molekularnoj biologiji stvorilo je preduvjete za razvoj i kliničko ispitivanje metoda etiotropnog liječenja nasljednih bolesti (genska i stanična terapija).

U eksperimentima s tumorskim virusima koji sadrže RNA i DNA (ranih 1970-ih), otkrivena je sposobnost virusa da prenose gene u transformirane stanice i formuliran je koncept korištenja virusa kao prijenosnika gena, drugim riječima, koncept stvaranja vektorski sustav(rekombinantna DNA). Uspjeh postignut u eksperimentima s rekombinantnom DNA već sredinom 1970-ih pružio je gotovo neograničene mogućnosti za izolaciju i manipulaciju eukariotskim (uključujući i ljudske) genima. Početkom 80-ih dokazana je visoka učinkovitost prijenosa gena na temelju vektorskih sustava u stanice sisavaca in vitro I in vivo.

Temeljna pitanja genske terapije kod ljudi su riješena. Prvo, geni se mogu izolirati zajedno s bočnim (graničnim) regijama koje sadrže barem važne regulacijske sekvence. Drugo, izolirani geni mogu se lako umetnuti u strane stanice. "Kirurgija" transplantacije gena je raznolika.

Razvoj genske terapije bio je nevjerojatno brz. Prvi protokol genske terapije kod ljudi sastavljen je 1987. godine i testiran 1989. godine, a 1990. godine započela je genska terapija pacijenata.

Etiotropno liječenje nasljednih bolesti može se provoditi na razini stanica ili gena. Tijelo pacijenta mora dobiti dodatnu genetsku informaciju koja može ispraviti nasljedni nedostatak, s genomom alogene stanice ili u obliku posebno stvorenog genetski modificiranog konstrukta.

Pod pojmom "stanična terapija" razumjeti način liječenja transplantacijom stanica. Transplantirane stanice zadržavaju genotip davatelja, pa se transplantacija može smatrati oblikom genske terapije, jer dovodi do promjena u somatskom genomu. Genska terapija- metoda liječenja uvođenjem dodatnih genetskih informacija u stanice pojedinca na razini DNA ili RNA (genetski modificirani konstrukti) ili promjenom ekspresije gena.

Općenito, do danas su identificirana četiri smjera etiotropnog liječenja:

Alogena transplantacija stanica (stanična terapija);

Uvođenje genetski modificiranih konstrukata u tkivo bolesnika (genska terapija);

Transplantacija transgenih stanica s ciljanim genetski modificiranim konstruktom (kombinirana terapija);

Promjena ekspresije gena (genska terapija).

Stanična terapija

Transplantacija stanica ili stanična terapija trenutno je dio regenerativne medicine koja se brzo razvija. U odnosu na liječenje nasljednih bolesti govorimo o o transplantaciji alogenih stanica, jer autologna transplantacija ne mijenja mutirani genom stanica. Najviše učinkovite rezultate stanična terapija može se postići transplantacijom Matične stanice. Imaju sposobnost umnožavanja u nediferenciranom stanju, a drugi dio se diferencira u stanice patološki promijenjenog organa, poboljšavajući njegovu funkciju. Što su matične stanice, gdje se nalaze, koje su njihove vrste i funkcije pogledajte u knjizi “Biologija matičnih stanica i stanične tehnologije u 2 sveska”. uredio M.A. Paltseva.

Izvori matičnih stanica prikazani su u tablici. 10.5.

Tablica 10.5. Vrste matičnih stanica koje se koriste u liječenju nasljednih bolesti

Prva po vremenu uporabe i obujmu izvršenih transplantacija stanica je koštana srž i matične stanice hematopoeze dobivene njezinim uzgojem, te multipotentne mezenhimalne stromalne stanice. U kasnim 60-im godinama prošlog stoljeća transplantacija koštane srži je prvi put korištena za liječenje primarnih imunodeficijencija. Posljednjih godina krv iz pupkovine također se koristi kao izvor hematopoetskih matičnih i mezenhimalnih stromalnih stanica.

Embrionalna jetra - dobar izvor matične stanice jetrene i nehepatičke (nakon uzgoja) diferencijacije. Stanična frakcija embrionalne jetre nakon transplantacije u tijelo primatelja obavlja funkcije jetre, što je posebno važno u hitnim slučajevima oštećenja jetre.

Poprečnoprugasti mišići u kulturi tvore mioblaste, miocite, mezangioblaste, koji imaju sposobnost samorazmnožavanja i diferencijacije u suprotnom smjeru u poprečnoprugaste mišićne stanice.

Transplantacija hematopoetskih matičnih stanica koristi se kao učinkovita terapija za nasljedne metaboličke bolesti, uglavnom lizosomske bolesti nakupljanja I peroksisomalni. Ukupno je u svijetu učinjeno oko 1000 transplantacija za više od 20 bolesti. Liječenje transplantacijom hematopoetskih matičnih stanica za

nasljedne metaboličke bolesti temelje se na proizvodnji enzima koji nedostaju u tijelu zbog funkcioniranja donorskih stanica. Od svih kliničkih ispitivanja za više od 20 bolesti samo su tri oblika dala uvjerljive rezultate koji omogućuju preporuku transplantacije takvih stanica kao metode liječenja. Ovaj Hurlerov sindrom, X-vezana adrenoleukodistrofija I Krabbeova bolest(leukodistrofija globoidnih stanica). Za ove oblike razrađeni su uvjeti kondicioniranja, predtransplantacijska terapija, stroge indikacije i dob djece.

Veliko područje u staničnoj terapiji zauzimaju bolesti krvi i hematopoetskih organa povezane s nedostatkom proizvoda koštane srži. Najvažniji uvjet je odabir donora na temelju HLA antigena kako bi se smanjila reakcija transplantata protiv domaćina. Ne zadržavajući se na tehničkoj strani stanične terapije, navest ćemo bolesti koje se već liječe hematopoetskim matičnim stanicama. Ovo ne isključuje druge vrste liječenja. Transplantacija hematopoetskih matičnih stanica koristi se za liječenje sljedećih bolesti: Fanconijeva anemija, primarne imunodeficijencije, hemoglobinopatije. Transfuzija monocitnih frakcija koštane srži daje lošije rezultate zbog veće antigenosti zrelih stanica u odnosu na hematopoetske matične stanice.

Prije više od 15 godina stanična terapija korištena je za liječenje nasljednih bolesti kostiju - ahondroplazija i osteogenesis imperfecta. Transplantirane su mezenhimalne stromalne stanice dobivene iz koštane srži. Liječenje je bilo usmjereno na pospješivanje rasta kostiju. Doista, korištenje mezenhimalnih stromalnih stanica proizvelo je učinak ubrzanog produljenja kostiju tijekom distrakcijske osteogeneze u ahondroplaziji i značajno povećanje visine u bolesnika s osteogenesis imperfecta.

Za staničnu terapiju bolesti živčanog sustava postoje brojni izvori matičnih stanica: iz živčanog sustava, masnog tkiva, koštane srži itd. Mezenhimalne stromalne stanice koštane srži mogu se diferencirati u neutralne matične stanice. Iako se provode brojni eksperimentalni razvoji, potvrđuju se novi pristupi, ispituju se novi kliničkim protokolima liječenje bolesnika matičnim stanicama bolesti složenih u patogenezi kao što su Alzheimerova bolest, Huntingtonova koreja, Parkinsonova bolest, Duchenneova miopatija, do sada jedna

nisu postignuti značajni rezultati liječenja. Svi klinički protokoli stanične terapije živčanog sustava podliježu primarnom ispitivanju toksičnosti i biološke sigurnosti.

Učinkovitost liječenja matičnim stanicama obično je niska, a terapijski učinak traje samo prvih 6 mjeseci, pa terapiju stanicama treba smatrati dodatnom, a ne glavnom metodom liječenja. Važna metoda liječenja je kombinacija stanične terapije s lijekovima, osobito enzimskim, za nasljedne metaboličke bolesti. Predstoji još puno rada kako bismo doveli do prvih rezultata učinkovitih i sigurnih metoda liječenja. Unatoč brojnim kliničkim studijama stanične terapije, odobreni protokoli liječenja za specifične nozološki oblici ne još (vrsta stanica, broj, način primjene stanica, vrijeme ponovnog uvođenja).

Genska terapija

Genska terapija uvođenjem genetski modificiranih konstrukata u stanice i tkiva bolesnika (transgenoza in vivo) može stimulirati rast tkiva, rad organa. U ovoj vrsti terapije stvaraju se funkcionalno sposobni genetski konstrukti (genetski vektor). laboratorijskim uvjetima. Ovi konstrukti moraju uključivati ​​ciljni gen (ili njegov glavni dio), vektor, promotor

(Slika 10.6).

Riža. 10.6. Karta genetskog konstrukta (plazmid pAng1) s genom za angiogenin. Oznake: Ang - cDNA gena za angiogenin; PrCMV - neposredni rani promotor/pojačivač citomegalovirusa; PrSV40 - rani promotor/porijeklo virusa SV40; BGH polyA - signal poliadenilacije gena goveđeg hormona rasta; SV40 polyA - kasni signal poliadenilacije virusa SV40; neo r - gen otpornosti na neomicin; amp r - gen otpornosti na ampicilin; ori - početak replikacije (f1 - f1 fag; ColE1 - ColE1 plazmidi)

Predstavljena genska terapija ispitana je prvenstveno za liječenje kardiovaskularnih bolesti: koronarne bolesti srca i kronične ishemije donjih udova.

Iako angiogenezu provodi čitava skupina gena (oko

12), dva najkritičnija ciljna gena odabrana su za testiranje učinkovitosti genske terapije. U slučaju koronarne bolesti (u akutnim i kroničnim stanjima) korišteno je uvođenje gena VEGF(faktor rasta vaskularnog endotela).

Priprema gena na temelju plazmidnog konstrukta koji sadrži gen VEGF165 ljudski, uvodi se u završnoj fazi operacija (koronarna arterijska premosnica, transmiokardijalna laserska revaskularizacija, minimalno invazivna revaskularizacija miokarda) u područje koje zahtijeva neoangiogenezu. U svih bolesnika zabilježeno je kliničko poboljšanje: uočen je prijelaz na povoljniju klasu angine pektoris, smanjena je doza korištenih nitropreparata; uzorak sa tjelesna aktivnost otkriveno povećanje praga tolerancije; svi su pacijenti primijetili poboljšanje kvalitete života. Scintigrafijom je utvrđeno smanjenje ukupne površine, kao i izraženosti defekata nakupljanja radiofarmaka u odnosu na prijeoperacijsku sliku.

Nekoliko tisuća pacijenata s koronarna bolest srca u različitim fazama. Postupak uvođenja genetskih konstrukata u miokard je siguran. Pozitivan učinak genske terapije zabilježen je u većini kliničkih studija, ali je mali (8-10%).

Terapijsku angiogenezu u liječenju kritične ishemije donjih ekstremiteta provodili su različiti autori uvođenjem u mišiće nogu i bedara nativne DNA koja kodira protein VEGF, gen FGF(faktor rasta fibroblasta), rekombinantni konstrukti na bazi raznih adenovirusa s genom za angiogenin - ANG.

U našoj studiji pacijentima su predstavljeni genetski modificirani konstrukti s genom ANG izravnim intramuskularne injekcije u skupinu mišića tibije zahvaćenog ekstremiteta tri puta u jednakim dozama (3x10 9 jedinica koje stvaraju plak) u razmaku od 3 dana. Svaki postupak uključivao je 4-5 izravnih intramuskularnih injekcija 0,3-0,5 ml otopine, ravnomjerno raspoređenih na površini od 15-20x5-6 cm. Rezultati liječenja procijenjeni su nakon 6-24 mjeseca.

U kliničkim promatranjima, u svim je slučajevima zabilježen pozitivan učinak: vrijeme (udaljenost) bezbolnog hoda se povećalo, indeks brahijalnog gležnja se povećao, trofični ulkusi su se smanjili ili čak zacijelili, a perfuzija mišića donjih ekstremiteta povećana. .

Podaci iz literature i naša zapažanja pokazuju da pozitivan učinak traje 6-18 mjeseci, nakon čega postoji potreba za ponovljenim injekcijama lijeka. Dakle, genetski modificirani konstrukti koji sadrže gene ANG I VEGF promiču proizvodnju faktora neoangiogeneze i potiču rast krvne žile u ishemijskim tkivima. O stanju, problemima i perspektivama genske terapije vidi istoimeni članak A.V. Kiseleva i sur. na CD-u.

Liječenje transgenim stanicama

Liječenje transgenim stanicama s ciljanim genetski modificiranim konstruktom može se nazvati kombiniranom terapijom. Za provedbu ove vrste stanično-genske terapije potrebno je u stanicu unijeti ciljni gen. Ova kombinacija kombinira svojstva staničnog vektora, funkciju gena i učinak stanične terapije.

Transgenoza(prijenos genetskog materijala) in vitro je usmjeren na somatske ciljne stanice koje su prethodno izolirane iz tijela (na primjer, resektiranu jetru, kulturu limfocita, koštanu srž, kulturu fibroblasta, tumorske stanice). Mnogi su pristupi već testirani za uvođenje DNK u stanice sisavaca: kemijski (mikroprecipitati kalcijevog fosfata, DEAE-dekstran, dimetil sulfoksid); stapanje stanica (mikroćelije, protoplasti); fizikalne (mikroinjekcije, elektroporacija, laserske mikroinjekcije); virusni (retrovirusi, adenovirusi, adeno-pridruženi virusi). Mnoge nevirusne metode su neučinkovite (osim elektroporacije i laserske mikroinjekcije). Najučinkovitiji prijenosnici DNA u stanice su “prirodne šprice” - virusi.

Postupak transgenoze stanica treba završiti provjerom uspješnosti. Transgenoza se može smatrati uspješnom ako najmanje 5% svih tretiranih stanica ima uneseni genetski materijal.

Ultimativni postupak genske terapije putem transgenoze somatske stanice in vitro- Ovo reimplantacija transgene ciljne stanice. Može biti organotropan (jetrene stanice se unose kroz portalna vena) ili ektopični (stanice koštane srži ubrizgavaju se kroz perifernu venu).

Stanična genska terapija ušla je u kliničku praksu brže nego što se moglo očekivati. Varijante njegove primjene mogu se ilustrirati na primjeru tri bolesti.

Nedostatak ADA. Četverogodišnja djevojčica (SAD) bolovala je od rijetke nasljedne bolesti - primarne imunodeficijencije (teški kombinirani oblik), uzrokovane mutacijom gena ADA. Sve 4 godine djevojčica je živjela u sterilnoj kutiji. (Pacijenti s ovom bolešću ne mogu tolerirati nikakav kontakt s bilo kojom infekcijom zbog potpunog nedostatka imuniteta.)

Limfociti pacijenta su prethodno odvojeni od ostalih krvnih elemenata, a T-limfociti su potaknuti na rast. Zatim in vitro u njih je uveden gen ADA pomoću retrovirusnog vektora. Ovako pripremljeni “genetski modificirani” limfociti vraćeni su u krvotok.

Ovaj događaj zbio se 14. rujna 1990. godine i taj se datum smatra rođendanom prave genske terapije. Od ove godine počeo je izlaziti časopis “Gene Therapy”.

Iz protokola kliničkog ispitivanja postalo je jasno da se najprije limfociti pacijenata s teškom imunodeficijencijom mogu izolirati, uzgojiti u laboratoriju, u njih unijeti gen, a zatim vratiti u krvotok.

pacijentova struja. Drugo, pacijentovo liječenje bilo je učinkovito. Ukupni broj limfocita porastao je na normalne razine, a količina ADA proteina u T stanicama porasla je na 25% normale. Treće, 6 mjeseci prije sljedećeg tretmana, broj "genetski modificiranih" limfocita i ADA enzima u stanicama ostao je konstantan. Djevojčica je iz sterilnog boksa prevezena kući (slika 10.7).

Riža. 10.7. Prve dvije djevojčice liječene genskom terapijom za tešku kombiniranu primarnu imunodeficijenciju zbog nedostatka adenozin deaminaze (ADA), otprilike 2,5 godine nakon početka liječenja

Izbor bolesti za početak korištenja genske terapije bio je dobro promišljen. Gen ADA do tada je bio kloniran, bio je srednje veličine i dobro integriran u retrovirusne vektore. Prethodno, tijekom transplantacije koštane srži sa

U nedostatku ADA, pokazalo se da T limfociti igraju ključnu ulogu u bolesti. Stoga bi genska terapija trebala biti usmjerena na te ciljne stanice. Važna točka je bila da funkcioniranje imunološki sustav moguće s razinom ADA proteina od 5-10% kontrole. Konačno, ADA- “genetski modificirani” T-limfociti imali su selektivnu prednost u odnosu na originalne defektne stanice.

Obiteljska hiperkolesterolemija. LDL receptori, koji imaju ključnu ulogu u metabolizmu kolesterola, sintetiziraju se u stanicama jetre. U skladu s tim, genska terapija treba biti usmjerena na hepatocite (ciljane stanice). Jedan pokušaj takvog liječenja učinjen je u SAD-u kod 29-godišnje žene s teškom aterosklerozom koronarnih arterija. Učinak prethodne kirurške premosnice već je prošao. Bolesnikov brat umro je od iste bolesti prije svoje 30. godine. Genska terapija za pacijenta je provedena u nekoliko faza.

Pacijent je podvrgnut djelomičnoj (oko 15%) hepatektomiji. Uklonjeni režanj jetre je ispran otopinom kolagenaze da se odvoje hepatociti. Dobili smo oko 6 milijuna hepatocita. Te su stanice zatim uzgojene u 800 posuda s kulturama u hranjivom mediju. Tijekom rasta u kulturi, retrovirusni vektor korišten je kao prijenosno sredstvo za ugradnju normalnog LDL gena. Transgeni hepatociti su prikupljeni i ubrizgani pacijentu kroz kateter u portalnu venu (tako da su stanice dospjele u jetru). Nekoliko mjeseci kasnije, biopsija jetre otkrila je da novi gen funkcionira u nekim stanicama. Razina LDL-a u krvi pala je za 15-30%. Poboljšanje stanja pacijentice omogućilo joj je liječenje samo lijekovima koji snižavaju razinu kolesterola.

Rak. Izuzetno brz napredak u proučavanju ljudskog genoma i metodama genetskog inženjeringa omogućuje razvoj genske terapije ne samo za monogenski nasljedne bolesti, već i za multifaktorijalne bolesti kao što je rak. Genska terapija maligne neoplazme je već započela, iako na tom putu ima mnogo poteškoća zbog potrebe da se osigura selektivnost, specifičnost, osjetljivost i sigurnost prijenosa gena. Trenutno se koristi sljedeća strategija genske terapije raka: povećanje imunogenosti tumora umetanjem gena citokina, gena koji kodiraju glavni kompleks histokompatibilnosti i liganda limfocita; ciljanu dostavu (vektoriranje) tumorskih citokina u stanice koje su

unutar tumora, toksični učinci mogu se lokalno ostvariti (na primjer, u limfocitima koji infiltriraju tumor); korištenje tumor-specifičnih aktivatora predlijekova, tj. umetanje gena koji aktiviraju enzimski predlijek spojenih s promotorskim sustavima, koji se ostvaruju kroz različito kontroliranu (idealno tumor-specifičnu) transkripciju; uvođenje marker gena koji mogu omogućiti identifikaciju minimalno preostalih nakon operacije ili rastućih tumora; umjetno potiskivanje funkcija gena umetanjem gena.

Nekoliko pokušaja genske terapije maligni tumori povezan s uvođenjem IL-2 ili TNF gena u stanice reseciranog tumora. Te se stanice zatim supkutano ubrizgavaju u područje bedara. Nakon 3 tjedna uklanja se regionalni limfni čvor (za mjesto ubrizgavanja mješavine transgenih tumorskih stanica). T-limfociti izolirani iz ovog čvora se uzgajaju. Osim toga, limfociti iz tumora se umnožavaju (infiltriraju tumor). Pacijentu se ubrizgava ukupna masa limfocita, što osigurava imunološka reakcija na tumorske stanice. Tako su se liječili oboljeli od malignog melanoma, raka bubrega i uznapredovalog karcinoma raznih organa.

Promjena ekspresije gena kao metoda liječenja

Ovo područje genske terapije otvorilo se za znanstveni razvoj zbog napretka funkcionalne genomike kao dijela ljudskog genoma, drugim riječima, s povećanjem znanja o osnovi normalne i patološke ekspresije gena. Promjene u ekspresiji gena mogu se postići farmakološkom modulacijom ili RNA interferencijom. Danas možemo govoriti o tri smjera u razvoju metoda liječenja nasljednih bolesti promjenom ekspresije gena: povećanje ekspresije u genu koji određuje bolest; povećana ekspresija u genu koji nije povezan s bolešću; smanjenje ekspresije produkta abnormalnog dominantnog gena. - Kod nasljednog angioedema (autosomno dominantna bolest) bolesnici neočekivano razvijaju submukozni i subkutani neurotični edem. To je zbog nedovoljne proizvodnje inhibitora esteraze komponente komplementa C1. Zbog brza priroda napadaja edema, profilaktički se propisuje liječenje sintetskim androgenima (danazol). Androgeni značajno povećavaju količinu

C1 inhibitor mRNA (moguće u normalnim i mutantnim lokusima). Učestalost ozbiljnih napada u bolesnika naglo se smanjuje.

Terapija farmakološkom modulacijom ekspresije gena može biti usmjerena na povećanje ekspresije normalnog gena kako bi se kompenzirao učinak mutacije u drugom genu. Hipometilacija DNA povećava količinu fetalnog hemoglobina kod odraslih. Povećanje razine fetalnog hemoglobina (α2γ2) sasvim je odgovarajuće za bolesnika s anemijom srpastih stanica, budući da je hemoglobin F (fetalni) normalni prijenosnik kisika i sprječava polimerizaciju hemoglobina S. Bit modulacije je sljedeća - metilacija promotora inhibira se uzimanjem analoga citidina decitabina (5-aza-2" -deoksicitidina) koji se uključuje umjesto citidina. Blokada metilacije dovodi do povećanja ekspresije gena γ-globina i udjela hemoglobina F u krvi.Ova će kombinacija očito biti korisna za liječenje β-talasemije.

Smanjenje ekspresije dominantnog gena može se postići RNA interferencijom (za informacije o maloj interferirajućoj RNA, vidi Poglavlje 1). U mnogim nasljednim bolestima patološke promjene uzrokovane su toksičnim produktima (proteini u nestabilnim bolestima ponavljajuće ekspanzije) ili smanjenjem doprinosa normalnih proteina (abnormalni kolagen u osteogenesis imperfecta). Patogenetski je jasno da je potrebno smanjiti količinu sinteze mutiranog proteina bez poremećaja sinteze proteina iz normalnog alela. Ovaj cilj se može postići RNK interferencijom. Kratki RNA lanci vežu se za ciljnu RNA i uzrokuju njezino raspadanje. Na temelju brzog napretka u proučavanju malih RNA (small interfering RNAs), možemo se nadati velikom potencijalu ove tehnologije za liječenje nasljednih bolesti, iako je RNAi terapija još uvijek u ranoj fazi razvoja.

Rizici stanične i genske terapije

Kao što se može vidjeti iz gornjih primjera, era ljudske genske terapije već je započela. Utvrđena su načela i metodološki pristupi genskoj terapiji, odabrane su bolesti potencijalno podložne tome

liječenje. Radovi se nastavljaju istovremeno u različite zemlje i to u raznim smjerovima. Već sada je očito da će se genskom terapijom liječiti ne samo nasljedne i kardiovaskularne bolesti, već i zloćudni tumori te kronične virusne infekcije.

Istodobno, treba napomenuti da se ove metode moraju koristiti izuzetno pažljivo (ovo se odnosi posebno na primjenu, a ne na razvoj!). Ovo je posebno važno u liječenju nasljednih bolesti (osobito onih uznapredovalih), čak i ako postoje još odlučniji pomaci u načinu na koji se geni dostavljaju ciljnim stanicama. Individualne rezultate liječenja potrebno je pažljivo pratiti i strogo poštivati ​​etička i deontološka načela.

Već su identificirane tri vrste rizika stanične i genske terapije.

Neželjena reakcija na vektor ili kombinaciju vektor/bolest. Po barem, jedan je pacijent preminuo zbog abnormalnog imunološkog odgovora na uneseni gen s adenovirusnim vektorom. Zaključak iz ovog slučaja je već donesen - pri izboru vektora potrebno je voditi računa o patofiziološkim karakteristikama nasljedne bolesti.

Insercijska mutageneza koja dovodi do malignih neoplazmi. Postoji mogućnost da je prenesena stanica ili gen (svejedno - u čisti oblik ili s transgenom stanicom) mogu aktivirati protoonkogene ili poremetiti supresore tumora. Prethodno neočekivani mehanizam onkogeneze otkriven je kod nekih pacijenata nakon genske terapije za X-vezanu kombiniranu imunodeficijenciju. Prijenos gena u ovih pacijenata pridonio je razvoju limfoproliferativne bolesti.

Onkološki rizik tijekom stanične terapije zbog genetske nestabilnosti transplantata stanica, u čijoj kulturi često nastaju abnormalni kromosomski klonovi.

Sve vrste rizika mogu se minimizirati pravilnim metodama testiranja sigurnosti.

ZAKLJUČAK

Dakle, liječenje nasljednih bolesti je neobično težak zadatak koji se ne može uvijek učinkovito riješiti. Unatoč tome, mora biti stalan i uporan. Nestabilnost, a često i pod-

dovoljna ozbiljnost učinaka terapije ne znači odbijanje njezinog kontinuiranog provođenja, ne samo s kliničkog gledišta, već i iz deontoloških razloga. U ovom slučaju treba uzeti u obzir dvije značajke liječenja nasljednih bolesti:

Potreba za dugotrajnim praćenjem liječenja;

Početna dijagnostička točnost prije propisivanja liječenja zbog genetske heterogenosti nasljednih bolesti.

KLJUČNE RIJEČI I POJMOVI

Vrste simptomatskog liječenja Genska terapija (opća shema)

Genska terapija malignih neoplazmi Genska terapija monogenih bolesti (primjeri) Eufenika

Koncept degeneriranih obitelji Korekcija metabolizma na razini proizvoda Korekcija metabolizma na razini supstrata Stanična terapija Matične stanice Negativna eugenika

Primjeri simptomatskog liječenja lijekovima

Principi patogenetskog liječenja

Transgenoza

Enzimska terapija nasljednih bolesti Kirurške metode liječenja

Biologija matičnih stanica i stanične tehnologije: u 2 sveska / ur. M.A. Paltseva. - M.: Medicina, 2009. - 728 str.

Dolgikh M.S. Mogućnosti genske terapije, njezine metode, objekti i perspektive // ​​Advances in modern biology. - T. 124. - Br. 2. -

123-143 str.

Marakhonov A.V., Baranova A.V., Skoblov M.Yu. RNA interferencija: temeljni i primijenjeni aspekti // Medicinska genetika. - 2008. - br. 10. - str. 44-55.