Prostredie nebolo nikdy nemenné. Ani v minulosti nebola úplne zdravá. Medzi novovekom v dejinách ľudstva a všetkými predchádzajúcimi je však zásadný rozdiel. IN V poslednej dobe Tempo environmentálnych zmien sa tak zrýchlilo a rozsah zmien sa tak rozšíril, že problém skúmania dôsledkov sa stal naliehavým.

Negatívny vplyv prostredia na ľudskú dedičnosť možno vyjadriť v dvoch formách:

faktory prostredia môžu „prebudiť“ tichý alebo umlčať fungujúci gén,

faktory prostredia môžu spôsobiť mutácie, t.j. zmeniť ľudský genotyp.

K dnešnému dňu, zaťaženie mutáciami v ľudskej populácii predstavovalo 5%, a zoznam dedičné choroby zahŕňa asi 2000 chorôb. Značnú ujmu ľudstvu spôsobujú novotvary spôsobené mutáciami v somatických bunkách. Zvýšenie počtu mutácií znamená zvýšenie počtu prirodzených potratov. Dnes až 15 % plodov odumrie počas tehotenstva.

Jednou z najdôležitejších úloh súčasnosti je úloha vytvorenia monitorovacej služby pre ľudský genofond, ktorá by registrovala počet mutácií a mieru mutácií. Napriek zjavnej jednoduchosti tohto problému jeho skutočné riešenie naráža na množstvo ťažkostí. Hlavná ťažkosť spočíva v obrovskej genetickej rozmanitosti ľudí. Obrovský je aj počet genetických odchýlok od normy.

V súčasnosti sa odchýlkami od normy v ľudskom genotype a ich fenotypovým prejavom zaoberá lekárska genetika, v rámci ktorej sa vyvíjajú metódy prevencie, diagnostiky a liečby dedičných chorôb.

Metódy prevencie dedičných chorôb.

Prevencia dedičných chorôb sa môže uskutočniť niekoľkými spôsobmi.

A) Je možné prijať opatrenia oslabenie účinku mutagénnych faktorov: zníženie dávky žiarenia, zníženie počtu mutagénov v prostredí, zabránenie mutagénnym vlastnostiam sér a vakcín.

B) Sľubný smer je hľadanie antimutagénnych ochranných látok . Antimutagény sú zlúčeniny, ktoré neutralizujú samotný mutagén predtým, ako reaguje s molekulou DNA alebo odstraňujú poškodenie molekuly DNA spôsobené mutagénmi. Na tento účel sa používa cysteín, po zavedení ktorého je telo myši schopné tolerovať smrteľnú dávku žiarenia. Množstvo vitamínov má antimutagénne vlastnosti.

C) Účelom prevencie dedičných chorôb je genetické poradenstvo. Zároveň je zabránené úzko súvisiacim manželstvám (príbuzenskej plemenitbe), pretože to prudko zvyšuje pravdepodobnosť, že budú mať deti homozygotné pre abnormálny recesívny gén. Identifikujú sa heterozygotní nosiči dedičných chorôb. Genetik nie je právnická osoba, nemôže konzultovaným zakázať ani dovoliť mať deti. Jeho účelom je pomôcť rodine reálne posúdiť mieru nebezpečenstva.

Metódy diagnostiky dedičných chorôb.

A) Metóda hromadnej (preosievacej) diagnostiky .

Táto metóda sa používa vo vzťahu k novorodencom na zistenie galaktozémie, kosáčikovej anémie, fenylketonúrie.

B) Ultrazvukové vyšetrenie.

V 70. rokoch 20. storočia na 1. medzinárodnom genetickom kongrese vznikla myšlienka predstavenia lekárska prax prenatálna diagnostika dedičných chorôb. Dnes je najpoužívanejšou metódou ultrazvukové vyšetrenie. Jeho hlavná výhoda spočíva v masovom charaktere vyšetrenia a schopnosti identifikovať odchýlky v 18. – 23. týždni tehotenstva, kedy ešte plod nie je sám o sebe životaschopný.

IN) Amniocentéza.

V gestačnom veku 15-17 týždňov sa injekčnou striekačkou prepichne močový mechúr plodu a odsaje sa malé množstvo plodovej tekutiny, v ktorej sú deskvamované bunky epidermis plodu. Tieto bunky sa pestujú v kultúre na špeciálnych živných médiách počas 2-4 týždňov. Potom pomocou biochemickej analýzy a štúdia chromozómovej sady je možné identifikovať asi 100 génov a takmer všetky chromozomálne a genómové anomálie. Metóda amniocentézy sa úspešne používa v Japonsku. Tu sú povinné a bezplatné všetky ženy nad 35 rokov, ako aj ženy, ktoré už majú deti s odchýlkami od normy. Amniocentéza je pomerne časovo náročný a nákladný zákrok, no ekonómovia vypočítali, že náklady na testovanie 900 žien sú oveľa nižšie ako náklady na hospitalizáciu jednej pacientky s dedičnými abnormalitami.

G) cytogenetickej metódy.

Vzorky ľudskej krvi sa študujú, aby sa určili anomálie chromozomálneho aparátu. Toto je obzvlášť dôležité pri určovaní prenosu chorôb u heterozygotov.

D) biochemická metóda.

Na základe genetickej kontroly syntézy bielkovín. Registrácia rôznych typov proteínov umožňuje odhadnúť frekvenciu mutácií.

Spôsoby liečby dedičných chorôb.

A) Diétna terapia.

Spočíva v stanovení správne zvolenej stravy, ktorá zníži závažnosť prejavu ochorenia. Napríklad pri galaktozémii dochádza k patologickej zmene v dôsledku skutočnosti, že neexistuje žiadny enzým, ktorý by štiepil galaktózu. Galaktóza sa hromadí v bunkách, čo spôsobuje zmeny v pečeni a mozgu. Liečba choroby sa uskutočňuje predpísaním stravy, ktorá vylučuje galaktózu v potravinách. Genetický defekt je zároveň zachovaný a prenášaný na potomstvo, chýbajú však obvyklé prejavy ochorenia u človeka, ktorý používa túto diétu.

B ) Zavedenie chýbajúceho faktora do tela.

Pri hemofílii sa vykonávajú proteínové injekcie, ktoré dočasne zlepšujú stav pacienta. V prípade dedičných foriem cukrovky telo neprodukuje inzulín, ktorý reguluje metabolizmus sacharidov. V tomto prípade sa do tela vstrekuje inzulín.

IN) Chirurgické metódy.

Niektoré dedičné ochorenia sú sprevádzané anatomickými abnormalitami. V tomto prípade sa používa chirurgické odstránenie orgánov alebo ich častí, korekcia, transplantácia. Napríklad pri polypóze sa odstráni konečník, operujú sa vrodené srdcové chyby.

G) Génová terapia- odstránenie genetických chýb. Na tento účel je v somatických bunkách tela zahrnutý jeden normálny gén. Tento gén v dôsledku bunkovej reprodukcie nahradí patologický gén. Génová terapia prostredníctvom zárodočných buniek sa v súčasnosti vykonáva u zvierat. Normálny gén sa vloží do vajíčka s abnormálnym génom. Vajíčko sa implantuje do tela samice. Z tohto vajíčka sa vyvinie organizmus s normálnym genotypom. Génová terapia sa plánuje použiť iba v prípadoch, keď je choroba život ohrozujúca a nedá sa liečiť inými prostriedkami.

Za stránkami školskej učebnice.

Niektoré otázky eugeniky.

Nápad umelé zlepšeniečlovek nie je nový. Ale až v roku 1880. objavil sa pojem „eugenika“. Toto slovo zaviedol bratranec Charlesa Darwina, F. Galton. Eugeniku definoval ako vedu o zlepšovaní potomstva, ktorá sa v žiadnom prípade neobmedzuje len na otázky inteligentných krížov, ale najmä v prípade človeka sa zaoberá všetkými vplyvmi, ktoré sú schopné dať tým najnadanejším rasám maximálnu šancu prevládajú nad menej nadanými rasami.

Samotný výraz „eugenizmus“ pochádza z gréckeho slova pre človeka dobrej rodiny, šľachtického pôvodu, dobrej rasy.

Galton nepochybne uznával určitú úlohu prostredia vo vývoji jednotlivca, no v konečnom dôsledku veril, že „rasa“ je dôležitejšia ako životné prostredie, t.j. zdôraznil to, čo dnes nazývame genetický faktor.

Myšlienka zlepšenia ľudskej populácie prostredníctvom biologické metódy má skvelú minulosť. Historici našli argumenty tohto typu aj u Platóna. Napriek tomu bol Galton originálny, pretože vyvinul úplnú teóriu. Jeho spisy sú hlavným zdrojom, ku ktorému by sme sa mali obrátiť pri analýze toho, čo sa dnes deje. Podľa Galtona si eugenika, ktorú založil, zaslúžila štatút vedy. Z istého uhla pohľadu eugenizmus obsahuje niečo vedecké, využíva niektoré teórie a výsledky z oblasti biológie, antropológie, demografie, psychológie atď. Je však zrejmé, že základ eugenizmu je sociálny a politický. Teória mala praktický konečný cieľ – zachovať „najnadanejšie rasy“, zvýšiť počet elity národa.

Pod vplyvom vlastných neúspechov v Cambridge sa Galton začal sústredene zaujímať o nasledujúci problém: aký je pôvod najnadanejších ľudí. Napísal diela, v ktorých sa pomocou štatistík pokúšal potvrdiť hypotézu podnietenú jeho osobným presvedčením, že najnadanejšími jedincami sú často blízki príbuzní ľudí, ktorí sú tiež nadaní. Princíp vedenia výskumu bol pre Galtona jednoduchý: študoval populácie ľudí patriacich k spoločenskej elite (sudcovia, štátnici, vedci). Identifikoval pomerne významný počet ich blízkych príbuzných, ktorí boli sami významnými osobnosťami. Porovnania sa robili metodicky s prihliadnutím na rôzne stupne príbuzenstva. Takto stanovené korelácie boli zjavne nestabilné a obmedzené. V skutočnosti interpretácia týchto štatistík v prospech tézy o biologickej dedičnosti nebola v žiadnom prípade zrejmá. Sám Galton však patril k anglickej elite, takže psychologicky bolo pre neho celkom jednoduché pripustiť dedičstvo génia.

V histórii biológie sa Galtonova úloha zvyčajne podceňuje. Biológovia nevnímali Galtona ako špecialistu: jeho biologické záujmy boli podriadené všeobecnejším záujmom. A predsa to bol on, kto 10 rokov pred Weismannom sformuloval dve hlavné ustanovenia svojej teórie. Galton prejavil záujem aj o genetiku, pretože dedičnosti pripisoval dôležitú úlohu v spoločenských javoch.

Aplikácia eugeniky v oblasti vedy je v niektorých prípadoch plodná, ale vo všeobecnosti eugenika nemá vedecký základ. Projekt vylepšovania jednotlivých rás, tých najnadanejších, sa opiera predovšetkým o ideologické a politické motívy. Skutočnosť, že genetika môže poskytnúť eugenikom niektoré argumenty, vôbec nedokazuje ani pravdivosť, ani etickú legitimitu tohto projektu. Pojem „rasa“ v interpretácii Galtona je veľmi voľný. V prvom rade to môže zodpovedať bežnej myšlienke rasy: žltá, biela, čierna. Používa pojem „rasa“ a pružnejšie: rasu tvorí akákoľvek homogénna populácia, v ktorej sa vytrvalo dedia určité vlastnosti. Táto myšlienka je veľmi kontroverzná. Kritériá pre „dobrú rasu“ sú samy osebe dosť vágne, ale hlavnými z nich sú také vlastnosti ako inteligencia, energia, fyzická sila a zdravie.

V roku 1873 Galton publikoval článok „O zlepšení dedičnosti“. V ňom vysvetľuje, že prvou povinnosťou ľudstva je dobrovoľne sa zúčastniť spoločný proces prirodzený výber. Podľa Daltona by ľudia mali metodicky a rýchlo robiť to, čo príroda robí slepo a pomaly, a to: uprednostňovať prežitie tých najhodnejších a spomaliť alebo prerušiť rozmnožovanie nehodných. Mnohí politici takéto vyhlásenia priaznivo počúvali. Boli citované pôsobivé čísla: medzi rokmi 1899 a 1912. V Spojených štátoch amerických bolo vykonaných 236 operácií vazektómie na mentálne retardovaných mužoch v štáte Indiana. Rovnaký stav v roku 1907. hlasovali za zákon stanovujúci sterilizáciu dedičných degenerátov, potom Kalifornia a 28 ďalších štátov urobili to isté. V roku 1935 celkový počet počet sterilizačných operácií dosiahol 21 539. Nie všetky eugenické aktivity boli také hrubé, hoci boli založené na rovnakej filozofii výberu najnadanejších ľudí. Je pozoruhodné, že veľmi známi vedci vedy neváhali navrhnúť veľmi prísne opatrenia. Laureát nobelová cena Francúz Karel v roku 1935. vydal svoje dielo „Toto neznáme stvorenie je človek“, ktoré zožalo mimoriadny úspech. V tejto knihe autor vysvetlil, že vzhľadom na oslabenie prirodzeného výberu je potrebné obnoviť „biologickú dedičnú aristokraciu“. Ľutoval naivitu civilizovaných národov, ktorá sa prejavuje zachovávaním neužitočných a škodlivých tvorov, avizoval vytvorenie špeciálnych inštitúcií na eutanáziu zločincov.

Pojem „eugenizmus“ teda pokrýva rôznorodé prejavy reality, no všetku rôznorodosť možno zredukovať na dve formy: militantný (vedomý) eugenizmus a „mäkký“ (nevedomý) eugenizmus. Prvý je najnebezpečnejší. Bol to on, kto dal vzniknúť plynovým komorám nacistov. Bolo by však chybou považovať druhú za neškodnú. Aj to je nejednoznačné: niektoré činnosti súvisiace s odhaľovaním a prevenciou dedičných chorôb sú základnou formou eugenizmu.

Rozdiel medzi eugenizmom a sociálnym darwinizmom.

Stúpenci sociálneho darwinizmu hlásajú nezasahovanie. Veria, že súťaživosť medzi ľuďmi je užitočná a boj o existenciu zabezpečí prežitie tých najlepších jedincov, takže stačí nezasahovať do procesu výberu, ktorý nastáva spontánne.

Pokiaľ ide o eugenizmus, má niečo ako policajt: jeho cieľom je vytvoriť autoritatívny systém schopný produkovať „vedecky“ dobrých jedincov a dobré gény, ktoré národ potrebuje. Tu je ľahké ísť z kopca: počnúc vytvorením máp genetickej identity, zvýšením počtu testov na určenie vhodnosti na manželstvo, zablokovaním kanálov vedúcich k zlým prvkom a potom príde na rad posledný akt, napríklad eutanázia - humánny a ekonomický. Nacistická eugenika mala supervedecké opodstatnenie. Hitler, aby ospravedlnil kult „čistej rasy“, sa výslovne odvoláva na biológiu reprodukcie a teóriu evolúcie.

Čo to dnes znamená byť eugenikom?

Od čias Galtona sa situácia výrazne zmenila. Roky existencie nacizmu viedli k tomu, že eugenizmus, ideologicky a sociálne, musel ustúpiť. Ale veľké pokroky v biológii a genetické inžinierstvo umožnil neoeugenizmus. Veľkou novinkou bol vývoj metód na identifikáciu „zlých“ génov, t.j. gény zodpovedné za choroby. Genetické defekty sa dajú zistiť v rôznych štádiách. V niektorých prípadoch sa vyšetrujú ľudia, ktorí chcú mať deti, v iných tehotné ženy. Ak má plod vážnu anomáliu, potom môže vzniknúť otázka potratu. Identifikáciou závažných genetických chýb u novorodencov sa v dôsledku včasnej liečby môže obnoviť stratená funkcia. Nastala tak nová situácia: odteraz je možné plánovať veľkolepú dlhodobú operáciu generálnej opravy ľudského genofondu. To vyvoláva množstvo otázok, technických aj etických. Po prvé, kde sa zastaviť pri vybíjaní génov? Ideál nemilosrdného genetického výberu sa zdá byť z biologického hľadiska kontroverzný.Mohol by takýto výber viesť k ochudobneniu ľudského genofondu? Snom eugenikov je použiť génovú selekciu podobnú selekcii v chove zvierat. Ale práve chovatelia dobytka mali možnosť presvedčiť sa, že systematickú selekciu možno použiť len do určitej hranice: pri príliš veľkom zveľaďovaní odrody sa jej životaschopnosť niekedy nadmerne znižuje. V súčasnosti stoja proti sebe dva hlavné trendy. Jeden tábor tvoria zástancovia tvrdých opatrení. Veria, že genetické inžinierstvo vložilo do rúk človeka zbraň, ktorá by mala byť použitá v prospech ľudstva. Napríklad nositeľ Nobelovej ceny za fyziológiu alebo medicínu Lederberg je zástancom klonovania ľudských génov ako účinného prostriedku na vytváranie výnimočných ľudí. V druhom tábore sú tí, ktorí požadujú, aby bola sféra ľudskej genetiky vyhlásená za nedotknuteľnú. V Spojených štátoch sa už vďaka súkromnej iniciatíve podarilo zorganizovať odber a konzerváciu spermií nositeľov Nobelovej ceny. Týmto spôsobom, ak sa má dôverovať zodpovedným osobám, bude možné prostredníctvom umelého oplodnenia ľahko produkovať deti s výnimočným talentom. V skutočnosti nám nič neumožňuje tvrdiť, že takýto projekt je vedecky opodstatnený.

O tom, že dnes existujú súčasne rôzne dôvody, ktoré prispievajú k vzkrieseniu eugenizmu, svedčí množstvo faktov.

Tuye P. "Pokušenia eugenizmu".

V knihe. "Genetika a dedičnosť". M.: Mir, 1987.

Dedičné choroby patria do kategórie chorôb prejavujúcich sa výskytom pretrvávajúcich zmien v prenose genetickej informácie ľudskými zárodočnými bunkami.

Všeobecné pojmy dedičných chorôb

Hlavnou príčinou týchto patológií sú génové mutácie. Napriek tomu, že drobné odchýlky v chromozomálnom aparáte sa vyskytujú pomerne často, sú okamžite eliminované alebo vedú k zlepšeniu určitých vlastností tela pre nasledujúce generácie ľudí. Bohužiaľ, niektoré zmeny sú dosť významné, napríklad zníženie alebo zvýšenie počtu chromozómov v bunkách, čo vedie k vážnym anomáliám.

Väčšina mutácií sa vyskytuje pod vplyvom negatívnych faktorov prostredia, ako je ionizujúce žiarenie, toxické látky, niekt lieky. V niektorých prípadoch však nie je možné zistiť príčinu zmien, ku ktorým došlo, preto sa predpokladá, že sa objavia náhodne, napríklad pri oplodnení vajíčka alebo pri počiatočnom delení zárodočných buniek.

Metódy liečby dedičných chorôb

Napriek všetkým úspechom moderná medicína, liečba dedičných ochorení zahŕňa použitie prevažne symptomatickej terapie a nevedie k úplné zotavenie pacienta a je zameraná len na zníženie stupňa prejavu symptómov.

Najčastejšie sa používajú tieto metódy:

• diétna terapia je dôležitou etapou v procese zbavovania sa negatívnych dôsledkov mnohých chorôb. Napríklad pri fenylketonúrii sú zo stravy úplne vylúčené potraviny obsahujúce fenylalanín, vrátane mlieka, rýb a mäsa. Pri chybách vo výžive sa pacientova pohoda výrazne zhoršuje, navyše dochádza k poklesu stupňa inteligencie až po rozvoj ťažkej idiocie. Preto lekári trvajú na dodržiavaní stravy a vydávajú varovanie, že jej nedodržiavanie je spojené s vývojom nebezpečných následkov;
• dodatočný príjem koenzýmov, najmä vitamínov;
• zabezpečenie včasného odstránenia toxínov z tela, ktoré sa hromadia v dôsledku metabolických porúch. Takže pri Wilsonovej-Konovalovovej chorobe by mal pacient na neutralizáciu medi užívať d-penicilamín a aby sa zabránilo nadmernej akumulácii železa pri genoglobinopatiách, zvyčajne sa predpisuje desferal;
• príjem látok, ktorých produkcia v tele je zablokovaná v dôsledku choroby (napríklad kyselina cytidylová v prípade orotoacidúrie);
• vymenovanie chýbajúcich hormónov v hypofýzovom nanizmu a iných podobných stavoch;
• blokovanie nadmernej aktivity enzýmov pomocou inhibítorov;
• transplantácia tkanív, orgánov alebo buniek s normálnou genetickou informáciou.

Okrem toho sa môžete dozvedieť o možnostiach modernej lekárskej vedy v liečbe chromozomálnych abnormalít oboznámením sa s úspechmi génovej terapie. Tento smer je založený na realizácii prenosu genetického materiálu v Ľudské telo za predpokladu, že gén je dodaný do takzvaných cieľových buniek pomocou rôzne metódy.

Indikácie na vymenovanie

Liečba dedičných ochorení sa vykonáva iba v prípade presnej diagnózy ochorenia. Zároveň sa pred predpísaním terapeutických opatrení vykonáva množstvo analýz, aby sa zistilo, ktoré hormóny a iné látky sa v tele produkujú prebytočne a ktoré sú nedostatočné na výber najefektívnejšieho dávkovania liekov.

V procese užívania liekov neustále monitorujú stav pacienta a v prípade potreby robia zmeny v priebehu liečby.

zvyčajne lieky takíto pacienti by sa mali užívať celoživotne alebo dlhodobo (napr. až do ukončenia procesu telesného rastu) a prísne a neustále dodržiavať diétne odporúčania.

Kontraindikácie

Pri vývoji liečebného postupu sa berú do úvahy možné individuálne kontraindikácie na použitie av prípade potreby sa jeden liek nahradí iným.

Ak sa pri určitých dedičných ochoreniach rozhodne o transplantácii orgánov alebo tkanív, je potrebné vziať do úvahy riziko negatívnych následkov po operácii.

Diagnostika

1. Prenatálne (vnútromaternicové), t.j. ultrazvukovým skenovaním, rtg plodu, aminocetézou - rozbor plodovej vody s deskvamovanými fetálnymi bunkami.

2. Postnatálna (po narodení) – na základe dermatoglyfy(odtlačok prsta) a morfologická analýza (vonkajšie znaky)

3. Predklinické (presymptomatické)

4. Včasná postnatálna diagnostika (identifikácia) dedičných chorôb, ktoré je možné liečiť.

Diagnóza dedičnej patológie je zložitý a časovo náročný proces. Ťažkosti spôsobuje veľké množstvo dedičných chorôb (je ich asi 3,5 tis.), rôzne klinický obraz každý z nich, zriedkavý výskyt niektorých foriem. A tiež tým, že dedičné choroby môžu prebiehať podobne ako tie nededičné, sprevádzať ich.

Diagnóza teda pozostáva z dvoch fáz:

Všeobecné klinické vyšetrenie pacienta v súlade s modernými požiadavkami;

Pri podozrení na konkrétne dedičné ochorenie je potrebné špecializované lekárske genetické vyšetrenie.

Na diagnostiku najznámejších dedičných chorôb často stačí všeobecné klinické vyšetrenie, napr. downova choroba, achdroplázia atď. Nemali by sme však zabúdať, že na úplné odstránenie chýb je potrebné vykonať špeciálne genetické metódy vyšetrenia.

Frekvencia hrubých vrodených chýb, sprevádzaných dysfunkciou, je 2-3% celého ľudstva.

Patogenéza

dedičné choroby sú dvoch typov: genetický a chromozomálne. Genetické sa zase delia na autozomálne (autozomálne dominantné a autozomálne recesívne) a viazané na pohlavie (viazané na x a y).

Autozomálne dominantné ochorenia

Takáto dedičnosť je charakterizovaná priamym prenosom defektného génu z postihnutého rodiča na deti. U niektorých dominantných mutantných génov je však pozorovaná ich neúplná expresia. V takýchto prípadoch pacienti nemusia vykazovať niektoré príznaky. Je teda zrejmé, že v niektorých prípadoch patológie je potrebná dôkladná analýza rodinnej schémy - rodokmeňa. Tieto mutácie zahŕňajú choroby, ako sú:

Chorea- mimovoľné pohyby tváre a končatín, duševné poruchy

Glaukóm- slepota a degenerácia nervových buniek

Svalová dystrofia - abnormality svalovej funkcie

Črevná polypóza - mnohopočetné polypy, ktoré sa menia na rakovinu

Brachydaktýlia (krátky prst) - skrátené kostné falangy

Achandroplasia- nanizmus

Autozomálne recesívne ochorenia

Recesívne gény môžu byť tiež zmenené alebo zmutované. Ak je však mutácia dominantného génu sprevádzaná zmenou ním riadeného znaku, potom mutácia recesívneho génu nespôsobí žiadne fenotypové zmeny. Recesívny mutantný gén sa môže prenášať cez niekoľko generácií, až kým sa v dôsledku manželstva medzi dvoma nosičmi neobjaví dieťa, ktoré zdedí to isté. defektný gén od otca aj matky.

kosáčiková anémia- chronická hypoxia, trombóza a smrť v ranom veku

Hydrocefalus- hromadenie tekutiny v lebke, fyzické a duševné poruchy

vrodená hluchota

fenylketonúria - zníženie svalového tonusu, depigmentácia kože, vlasov, dúhovky, mentálna retardácia

Cystická fibróza - dysfunkcia pankreasu a iných žliaz, zápal pľúc a smrť

Tay-Sachsova choroba- ochrnutie, slepota, duševná porucha a smrť do 3 rokov

Y- a X-viazané ochorenia

Hemofília- nezrážanlivosť krvi

nočná slepota - neschopnosť vidieť v tme

Hypertrichóza - Y-viazané ochlpenie uší pozdĺž okraja ušnice

syndaktýlia - membranózna fúzia 2. a 3. prsta na nohe

Farbosleposť- Farbosleposť

Liečba dedičných chorôb

1. symptomatická a patogenetická- vplyv na symptómy ochorenia (genetický defekt je zachovaný a prenášaný na potomstvo):

1) diétna terapia, zabezpečenie príjmu optimálneho množstva látok do organizmu, čím sa zmierňujú prejavy najťažších prejavov ochorenia – napríklad demencia, fenylketonúria.

2) farmakoterapia (zavedenie chýbajúceho faktora do tela)- periodické injekcie chýbajúcich bielkovín, enzýmov, globulínov Rh faktora, krvná transfúzia, ktorá dočasne zlepšuje stav pacientov (anémia, hemofília)

3) chirurgické metódy– odobratie orgánov, náprava poškodenia alebo transplantácia (rázštep pery, vrodené srdcové chyby)

2. Eugenické aktivity - kompenzácia prirodzených nedostatkov človeka vo fenotype (vrátane dedičných), t.j. zlepšenie ľudského zdravia prostredníctvom fenotypu. Spočívajú v liečbe adaptívnym prostredím: prenatálna a postnatálna starostlivosť o potomstvo, imunizácia, transfúzia krvi, transplantácia orgánov, plastická operácia, diéta, medikamentózna terapia atď. Zahŕňa symptomatickú a patogenetickú liečbu, ale neodstraňuje úplne dedičné defekty a neznižuje množstvo mutantnej DNA v ľudskej populácii.

3. Etiologická liečba - vplyv na príčinu ochorenia (mal by viesť ku kardinálnej korekcii anomálií). V súčasnosti nie je vyvinutá. Všetky programy v požadovanom smere fragmentov genetického materiálu, ktoré určujú dedičné anomálie, sú založené na myšlienkach genetického inžinierstva (riadené, reverzne indukované mutácie prostredníctvom objavenia komplexných mutagénov alebo nahradením „chorého“ fragmentu chromozómu v bunke „ zdravého“ prírodného alebo umelého pôvodu)

Prevencia dedičných chorôb

Preventívne opatrenia zahŕňajú lekárske genetické konzultácie, prenatálnu diagnostiku a klinické vyšetrenie. Špecialisti v mnohých prípadoch môžu rodičom naznačiť pravdepodobnosť výskytu dieťaťa s určitými chybami, chromozomálnym ochorením alebo metabolickými poruchami spôsobenými génovými mutáciami.

Lekárske genetické poradenstvo. Trend k zvýšeniu hmotnosti dedičnej a dedične spôsobenej patológie je celkom jasne vyjadrený. Výsledky populačných štúdií v posledných rokoch ukázali, že v priemere 7-8% novorodencov má nejakú dedičnú patológiu alebo malformácie. Najlepšou metódou liečby dedičnej choroby by bola korekcia patologickej mutácie normalizáciou chromozomálnej alebo génovej štruktúry. Pokusy o "spätnej mutácii" sa vykonávajú iba na mikroorganizmoch. Je však možné, že v budúcnosti génové inžinierstvo napraví chyby prírody aj u ľudí. Hlavnými spôsobmi boja proti dedičným ochoreniam sú zatiaľ zmeny podmienok prostredia, v dôsledku ktorých je rozvoj patologickej dedičnosti menej pravdepodobný, a prevencia prostredníctvom medicínskeho genetického poradenstva obyvateľstva.

Hlavným cieľom lekárskeho genetického poradenstva je znížiť výskyt chorôb obmedzením výskytu potomkov s dedičnou patológiou. A na to je potrebné nielen stanoviť mieru rizika chorého dieťaťa v rodinách so zaťaženou dedičnosťou, ale aj pomôcť budúcim rodičom správne posúdiť mieru skutočného nebezpečenstva.

Nasledujúce položky sú predmetom odporúčania na lekárske genetické poradenstvo:

1) pacienti s dedičnými chorobami a členovia ich rodín;

2) členovia rodín, v ktorých sa opakujú prípady ochorenia neznámej príčiny;

3) deti s malformáciami s podozrením na chromozomálne poruchy;

4) rodičia detí s preukázanými chromozomálnymi poruchami;

5) manželia s opakovanými spontánnymi potratmi a neplodnými manželstvami;

6) pacienti s narušeným sexuálnym vývojom

7) osoby, ktoré chcú uzavrieť manželstvo, ak jeden z nich alebo jeden z ich príbuzných trpí dedičnou chorobou.

Na lekárskej genetickej konzultácii sa vyšetrí pacient a zostaví sa rodokmeň. Na základe získaných údajov sa predpokladá typ dedičnosti tejto choroby. V budúcnosti sa diagnóza upresňuje buď vyšetrením chromozómovej sady (v cytogenetickom laboratóriu), alebo pomocou špeciálnych biochemických štúdií (v biochemickom laboratóriu).

Pri ochoreniach s dedičnou predispozíciou nie je úlohou lekárskeho genetického poradenstva predpovedať ochorenie u potomstva, ale určiť možnosť vývoja túto chorobu od príbuzných pacienta a vypracovanie odporúčaní v prípade potreby liečby alebo vhodných preventívnych opatrení. Včasná prevencia zameraný na odstránenie škodlivých faktorov, ktoré vyvolávajú vývoj ochorenia, má veľký význam, najmä keď vysoký stupeň predispozície. K chorobám, pri ktorých napr preventívne akcie sú účinné, predovšetkým hypertenzia s jej komplikáciami, ischemická choroba srdca a cievne mozgové príhody, peptický vred, cukrovka.

Vyhliadky na liečbu dedičných chorôb v budúcnosti

Dnes sa vedcom podarilo zistiť iba súvislosť medzi porušením chromozomálneho aparátu na jednej strane s rôznymi patologickými zmenami v ľudskom tele na strane druhej. K otázke budúcnosti lekárskej genetiky môžeme povedať, že diagnostika a liečba dedičných chorôb sa bude len rozvíjať. má veľký praktický význam pre klinickú medicínu. Identifikácia príčin počiatočných porúch v chromozómovom systéme, ako aj štúdium mechanizmu vývoja chromozomálnych chorôb je tiež úlohou blízkej budúcnosti a úlohou prvoradého významu, pretože vývoj účinných metód pre prevencia a liečba chromozomálnych ochorení do značnej miery závisí od jej riešenia.

V posledných rokoch sa vďaka úspešnému rozvoju cytogenetiky, biochémie a molekulárnej biológie podarilo odhaliť chromozomálne a génové mutácie u ľudí nielen v postnatálnom období, ale aj v rôznych štádiách prenatálneho vývoja, t. prenatálna diagnostika dedičnej patológie sa stala realitou. Prenatálna (prenatálna) diagnostika zahŕňa súbor opatrení zameraných na zabránenie výskytu chorého dieťaťa v rodine. Najväčšie úspechy sa dosiahli v prenatálnej diagnostike chromozomálnych syndrómov a monogénnych ochorení, pričom predikcia patológie charakterizovanej polygénnou dedičnosťou je oveľa ťažšia. Metódy prenatálnej diagnostiky sa zvyčajne delia na invazívne a neinvazívne.

Pri použití invazívnych metód, transabdominálnych (cez brušnej steny) alebo transcervikálnym (cez vagínu a krčok maternice) odberom fetálnych buniek v rôznych štádiách tehotenstva a ich následným rozborom (cytogenetický, molekulárne genetický, biochemický atď.). Cytogenetické výskumné metódy umožňujú identifikovať chromozomálne aberácie u plodu, biochemickými metódami určiť aktivitu enzýmov alebo koncentráciu určitých metabolických produktov, molekulárno-genetická analýza dáva priamu odpoveď na otázku, či má plod patologickú mutáciu skúmaný gén. Najúčinnejšie je použitie invazívnych metód prenatálnej diagnostiky, pretože ich výsledky umožňujú s vysokou presnosťou posúdiť prítomnosť dedičnej patológie u plodu. Odber fetálneho materiálu na prenatálnu diagnostiku sa môže vykonávať v rôznych štádiách tehotenstva pod ultrazvukovou kontrolou.

V súčasnosti sa pri všetkých dedičných ochoreniach široko používa symptomatická liečba, pomocou ktorej je možné do určitej miery znížiť závažnosť klinického obrazu ochorenia. Zahŕňa užívanie rôznych liekov, fyzioterapiu, klimatoterapiu atď.. Pri niektorých dedičných ochoreniach je takáto liečba jediným možným spôsobom na zmiernenie vzniknutých symptómov.

Niektorí pacienti s dedičnou patológiou sa liečia chirurgicky po narodení pomocou rekonštrukčnej chirurgie (rázštep podnebia, rázštep pery, análny uzáver, pylorická stenóza, equinovarus, vrodená dislokácia bedrového kĺbu, srdcové chyby), ak je to potrebné, pomocou transplantácie tkanív a orgánov. Množstvo defektov, ktoré vznikli v dôsledku porušenia genotypu, je možné odstrániť iba chirurgicky (poškodenie oka pri retinoblastóme, mekóniový ileus u novorodencov s cystickou fibrózou).

Pri ochoreniach spojených s poruchami látkovej premeny (fenylketonúria, galaktozémia, fruktozémia a i.) sa využíva patogenetická liečba, ktorá dokáže výrazne korigovať zmeny normálneho fenotypu jedinca ovplyvnením biochemického mechanizmu rozvoja ochorenia. Zároveň sú veľmi dôležité informácie o špecifických molekulárnych poruchách väzieb metabolického procesu u konkrétneho pacienta.

Príkladom takejto liečby je úspešné použitie diétnej terapie na úpravu fenotypu dieťaťa s fenylketonúriou a galaktozémiou. V prípade narušenia syntézy akéhokoľvek hormónu, substitučná liečba zavedením tohto hormónu do tela dieťaťa (vrodená hypotyreóza).

Najradikálnejším a najefektívnejším spôsobom liečby dedičných chorôb človeka je génová terapia, ktorej možnosti sa dnes intenzívne študujú, experimentujú na rôznych biologických modeloch (bunky baktérií, rastlín, zvierat, človeka a pod.) a využívajú sa v klinickej praxi.

Základný význam metód génová terapia spočíva v nahradení mutantného proteínu ľudských buniek, ktorý je spojený s rozvojom ochorenia, zodpovedajúcim normálnym proteínom, ktorý bude v takýchto bunkách syntetizovaný. Na tento účel sa do buniek pacienta zavedie normálny proteínový gén (transgén), ktorý je súčasťou geneticky upraveného konštruktu, t.j. experimentálne navrhnutá rekombinantná molekula DNA (založená na vektorovej molekule DNA).

Génová terapia je v súčasnosti spojená s nápravou genetických defektov somatických buniek chorého človeka. Najkomplexnejšie problémy génovej terapie sú spojené s mechanizmami prenosu génu do požadovaných buniek, možnosťami jeho efektívnej expresie v týchto bunkách a bezpečnostnými opatreniami organizmu. Na prenos génov sa najčastejšie využívajú bunky, ktoré sú pomerne ľahko dostupné pre zásah. vnútorné orgány a ľudské tkanivá (červené bunky kostná dreň fibroblasty, pečeňové bunky, lymfocyty). Takéto bunky možno izolovať z tela, zahrnúť do nich požadovaný génový konštrukt a potom ich znovu zaviesť do tela pacienta.

Na zavedenie požadovaných génov do ľudského tela sa najčastejšie používajú vírusové vektory (komplexná vírusová DNA - ľudský gén), plazmidové vektory (plazmidová DNA - ľudský gén), ako aj umelé makromolekulárne systémy (transgén ako súčasť lipozomálneho komplexu). . Obmedzené použitie vírusových vektorov je spojené s možnou patogenitou vírusov používaných na tento účel (retrovírusy), ich schopnosťou vyvolať imunitnú odpoveď (adenovírusové konštrukty). Navyše v niektorých prípadoch môže byť integrácia vírusových komplexov do ľudského genómu príčinou inzerčných mutácií, ktoré vedú k narušeniu aktivity jednotlivých génov. Zohráva negatívnu úlohu a obmedzuje veľkosť genetického konštruktu, ktorý je zahrnutý v genóme vírusu.

Väčšina nevírusových komplexov je zároveň málo toxická, nemutagénna, preto je ich použitie výhodnejšie. Nie sú však bez nevýhod, medzi ktoré patrí krátky čas expresia génov v nich obsiahnutých a nedostatok dostatočnej špecifickosti vo vzťahu k určitým tkanivám tela.

V súčasnosti sa hľadanie najoptimálnejších variantov génovej terapie uskutočňuje rôznymi smermi. Uskutočňujú sa teda pokusy použiť mikroRNA na blokovanie aktivity určitých génov. Boli vyvinuté metódy na zavedenie DNA hybridných plazmidov injekciou do svalových a iných buniek (imunizácia DNA) alebo pomocou systémov DNA-katiónových lipozómov (komplex sa nazýva genozóm), ktoré interagujú s bunková membránaľahko prenikajú do buniek a dodávajú tam plazmidovú DNA. Za perspektívne sa považuje aj využitie niektorých ďalších umelých makromolekulárnych komplexov nevírusovej povahy (syntetické peptidy, katiónové alebo lipidové ligandy, najmä hydrofóbne polykatióny), na základe ktorých boli vytvorené systémy zabezpečujúce prenos génov do určitých tkanív. . Treba poznamenať, že v prebiehajúcich pokusoch o humánnu génovú terapiu sa používajú rôzne spôsoby prenosu normálnych génov. Takýto prenos (transgenóza) sa uskutočňuje buď zavedením potrebných génov do somatických buniek izolovaných z tela (in vitro) s ich ďalším zavedením do orgánov alebo krvného obehu, alebo priamou transgenézou (in vivo) pomocou rekombinantného vektora s potrebným gén.

Génová terapia nachádza uplatnenie pri liečbe rôznych monogénnych a multifaktoriálnych ľudských chorôb. V súčasnosti sa pracuje na génovej terapii hemofílie, ťažkej kombinovanej imunodeficiencie s deficitom adenozíndeaminázy, Duchennovej myodystrofie a familiárnej hypercholesterolémie.

Dobrý účinok in vitro transgenézy sa dosiahol pri liečbe imunodeficiencie s deficitom adenozíndeaminázy vložením génu tohto ľudského enzýmu do periférnych krvných mononukleárnych buniek extrahovaných z tela s následným návratom takýchto buniek späť do tela.

Existujú dôkazy, že génová terapia sa môže použiť na liečbu familiárnej hypercholesterolémie spôsobenej nedostatkom receptora lipoproteínu s nízkou hustotou. Gén normálneho lipoproteínového receptora bol zavedený do pečeňových buniek pacientov pomocou retrovírusového vektora in vitro a potom boli takéto bunky vrátené do tela pacienta. Zároveň sa niektorým pacientom podarilo dosiahnuť stabilnú remisiu s poklesom hladiny cholesterolu o 50 %.

V súčasnosti sa vyvíja množstvo prístupov na liečbu určitých nádorov metódami genetického inžinierstva. Na liečbu melanómu sa teda používajú tumor-infiltrujúce lymfocyty, do ktorých bol zavedený gén tumor nekrotizujúceho faktora. Pri zavedení takýchto lymfocytov do postihnutého organizmu sa pozoruje terapeutický účinok. Existujú dôkazy o možnosti liečby mozgových nádorov pomocou retrovírusových vektorov, ktoré sú nositeľmi liečivý účinok transgén len do deliacich sa nádorových buniek, ale neovplyvňuje normálne bunky.

Génová terapia sa tak v budúcnosti môže stať jedným z popredných smerov v liečbe dedičnej patológie človeka vďaka schopnosti korigovať funkcie genetického aparátu pacienta, a tým normalizovať jeho fenotyp.

ÚLOHY PRE SAMOSTATNÚ PRÁCU

• 1. Pomocou informácií, ktoré máte, vytvorte graf in vitro transgenézy. Uveďte príklady chorôb, pri ktorých je možné túto metódu terapie použiť.
• 2. Z navrhovaných ochorení vyberte tie, pri ktorých je možné použiť špeciálnu diétu ako patogenetickú liečbu:
  • a) galaktozémia;
  • b) adrenogenitálny syndróm;
  • c) fenylketonúria;
  • d) Downova choroba;
  • e) hemofília.
• 3. Vytvorte súlad medzi chorobami a možnými prístupmi k ich liečbe:
• 1) rodinná hypercholesterolémia; a) symptomatická liečba;
• 2) Downov syndróm; b) chirurgická liečba;
• 3) cystická fibróza; c) patogenetická liečba;
• 4) adrenogenitálny syndróm; d) génová terapia.
• 5) fenylketonúria;
• 6) vrodená dislokácia bedra;
• 7) talasémia.
• * * *

Vyhliadky na ďalší rozvoj lekárskej genetiky sú spojené s vývojom nových efektívne metódy skorá diagnózaľudské dedičné choroby a latentné prenášanie génov pre patologické znaky so zdokonalením metód prevencie a génovej terapie dedičnej patológie. Predpokladá sa, že je možné dešifrovať genetický základ rôznych multifaktoriálnych ochorení a objaviť spôsoby ich nápravy na molekulárnej úrovni. Je tiež veľmi dôležité vyriešiť problém ochrany ľudskej dedičnosti pred škodlivými účinkami mutagénnych faktorov prostredia.

VŠEOBECNÉ OTÁZKY

Empirické pokusy liečiť pacientov s dedičnou patológiou počas 200 rokov až do 30. rokov XX storočia nepriniesli pozitívne výsledky. Diagnóza dedičnej choroby zostala vetou pre pacienta a jeho rodinu: takéto rodiny boli považované za degenerované. Táto pozícia v medicíne v prvých desaťročiach XX storočia. opieral sa zrejme aj o genetický koncept veľmi prísneho určenia mendelovských dedičných znakov. V tomto ohľade na začiatku XX storočia. vznikol negatívna eugenika, vyzývajúc na násilné obmedzenie rodenia detí u osôb s dedičnou patológiou. Našťastie praktická implementácia negatívnej eugeniky mala kvôli tlaku verejnosti krátke trvanie.

Za zlom v liečbe dedičných chorôb možno považovať 20-30 rokov, takže v polovici 20. rokov sa pri pokusoch na Drosophile získali fakty, ktoré ukazujú rôznej miere prejavy pôsobenia génov v závislosti od vplyvu genotypovej resp vonkajšie prostredie. Na základe týchto skutočností sa sformovali pojmy penetrácia, expresivita a špecifickosť pôsobenia génov. Bola možná logická extrapolácia: ak prostredie ovplyvňuje expresivitu génov, potom je možné znížiť alebo eliminovať patologický účinok génov pri dedičných chorobách. Na základe týchto ustanovení vynikajúci ruský biológ N.K. Koltsov navrhol a zdôvodnil nový smer v lekárskej genetike - eufenický- náuka o dobrom prejave dedičných sklonov. Podľa jeho názoru by eufenika mala študovať všetky podmienky prostredia, ktoré stimulujú prejav pozitívnych a neprejavujúcich sa negatívnych (dedičných chorôb) dedičných vlastností.

* Opravené a doplnené za účasti Dr. med. vedy, prof. A.Yu Asanova.

Prvýkrát na svete neuropatológ a genetik S.N. Davidenkov, na základe vlastného klinické skúsenosti a výdobytky experimentálnej genetiky, začiatkom 30. rokov poukázali na mylnosť názoru o nevyliečiteľnosti dedičných chorôb a degenerácii rodín s takýmito chorobami. On, rovnako ako N.K. Koltsov, vychádzal z uznania úlohy faktorov vonkajšieho a vnútorného prostredia pri prejavoch dedičných chorôb. S.N. Davidenkov trval na základných možnostiach zásahu do fungovania patologických alel a sám veľa urobil pre vývoj metód liečby dedičných chorôb. nervový systém. Takáto východisková pozícia umožnila vyvinúť rôzne prístupy a metódy liečby ľudí s dedičnými chorobami na základe výdobytkov genetiky, teoretickej a klinickej medicíny. Nedostatok informácií o patogenetických mechanizmoch dedičných ochorení však v tom čase obmedzoval možnosti vývoja metód. Všetky takéto pokusy, napriek správnym teoretickým postojom, zostali empirické.

Liečba rôznych dedičných chorôb môže zahŕňať ako tradičné prístupy v medicíne (lieky, špecifické diéty, chirurgická korekcia atď.), tak aj účinky na dedičné štruktúry, ktoré sú „vinné“ pri vzniku ochorenia. Úrovne, na ktoré smeruje terapeutický účinok, sú do značnej miery determinované stavom vedomostí o primárnom genetickom defekte, jeho klinických prejavoch, interakcii s faktormi prostredia a pochopením spôsobov, akými je možné defekt korigovať. Zovšeobecnený diagram bodov aplikácie terapeutických účinkov je na obr. 10.1.

V súčasnosti je to vďaka pokroku v genetike všeobecne a výraznému pokroku v teoretickej a klinickej medicíne možné

Ryža. 10.1. Schematický diagram "cieľov" na liečbu dedičných chorôb

tvrdia, že mnohé dedičné choroby sa už úspešne liečia. Toto nastavenie by malo byť u lekára.

Všeobecné prístupy k liečbe dedičných ochorení sú podobné prístupom k liečbe ochorení akejkoľvek inej etiológie. Pri dedičných ochoreniach je plne zachovaný princíp individualizovanej liečby, pretože lekár aj s dedičnou patológiou nelieči len chorobu, ale chorobu konkrétneho človeka. Je možné, že pri dedičnej patológii by sa mal princíp individualizovanej liečby dodržiavať ešte prísnejšie, pretože heterogenita dedičných chorôb nie je ani zďaleka rozlúštená a v dôsledku toho môžu rôzne dedičné choroby s rôznou patogenézou spôsobiť rovnaký klinický obraz. V závislosti od podmienok pre- a postnatálnej ontogenézy, ako aj od celého genotypu človeka sa fenotypové prejavy mutácií v r. konkrétna osoba môžu byť upravené v jednom alebo druhom smere. Preto je u rôznych pacientov potrebná rôzna korekcia dedičného ochorenia.

Rovnako ako pri liečbe iných dobre preštudovaných chorôb (napríklad infekčných chorôb) možno rozlíšiť 3 prístupy k liečbe dedičných chorôb a chorôb s dedičnou predispozíciou: symptomatický, patogenetický, etiotropný. Pokiaľ ide o dedičné choroby v samostatná skupina chirurgické metódy možno rozlíšiť, pretože niekedy vykonávajú funkcie symptomatickej terapie, niekedy patogenetické, niekedy oboje.

Pri symptomatických a patogenetických prístupoch sa využívajú všetky druhy modernej liečby (medikamentózna, diétna, rádiologická, fyzioterapeutická, klimatická a pod.). Genetická diagnostika, klinické údaje o stave pacienta a celá dynamika ochorenia určujú správanie lekára počas celého obdobia liečby pri neustálom a prísnom dodržiavaní Hippokratovho princípu „neškodiť“. Pri liečbe dedičných chorôb treba byť obzvlášť opatrný pri dodržiavaní etických a deontologických noriem: títo pacienti majú často ťažké chronická patológia z detstva.

SYMPTOMATICKÁ LIEČBA

Hoci nešpecifická liečba nie je hlavná, v skutočnosti sa používa stále, a to aj pri liečbe pacientov s dedičnými chorobami. Používa sa symptomatická liečba

pri všetkých dedičných ochoreniach, aj keď má lekár metódy patogenetickej terapie. Pre mnohé formy dedičnej patológie zostáva symptomatická liečba jedinou.

Lieková symptomatická terapia je rôznorodá a závisí od formy dedičných ochorení. Jedným zo starých príkladov symptomatickej terapie, ktorá prežila dodnes, je použitie kolchicínu pri akútnych záchvatoch dnavej artritídy. Túto liečbu používali Gréci už v staroveku. Ďalšími príkladmi symptomatickej liečby môžu byť analgetiká pri dedičných formách migrény, špecifické trankvilizéry pri psychických prejavoch dedičných chorôb, antikonvulzíva pri kŕčových prejavoch atď. Úspech tohto úseku terapie je spojený s pokrokom farmakológie, poskytujúcej stále širší výber liekov. Rozlúštenie patogenézy každej choroby zároveň umožňuje pochopiť príčinu symptómu a na tomto základe je možná jemnejšia medikamentózna korekcia symptómov, ak primárna patogenetická terapia ešte nie je možná.

Príkladom je všeobecná schéma viaczložková symptomatická liečba cystickej fibrózy. Primárna väzba patogenézy (zhoršený transport iónov sodíka a chlóru) u tohto ochorenia ešte nebola upravená.

Vzhľadom na to, že pacienti vylučujú veľa chloridu sodného s potom, deťom s cystickou fibrózou v horúcom a suchom podnebí sa odporúča pridávať do jedla kuchynskú soľ. V opačnom prípade môže niekedy dôjsť ku kolapsu s tepelným šokom.

Pankreatická insuficiencia u pacientov (skôr či neskôr sa objaví) sa dopĺňa prípravkami suchých extraktov pankreasu zvierat alebo enzýmami v kapsulách (pankreatín, panzinorm , festal  ) a choleretikami. O klinické príznaky pri poruchách funkcie pečene sa vykonáva vhodná liečba (Essentiale , metionín, cholín atď.).

Najzávažnejšie a ťažko liečiteľné sú poruchy dýchania. Blokovanie lúmenu malých priedušiek hustým hlienom spôsobuje rozvoj infekcie v pľúcnom tkanive. Symptomatická (takmer patogenetická) terapia je zameraná na bronchiálnu obštrukciu a infekciu. Bronchospazmolytiká sa používajú na zníženie obštrukcie.

a expektoračné zmesi (izoprenalín, eufillin , atropín, efedrín atď.), mukolytické lieky, najmä tioly. Spôsob podania lieku (inhaláciou, perorálne, intramuskulárne) závisí od závažnosti klinického obrazu. Používajú sa lieky, ktoré znižujú tvorbu vnútrobunkového hlienu, napríklad mukodín  (karbocysteín). - Liečba zápalových komplikácií v pľúcach pri cystickej fibróze je náročná úloha, keďže tieto komplikácie sú spôsobené viacerými druhmi baktérií, niekedy aj plesní. Na tento účel sa uskutočňuje intenzívna mikrobiologicky kontrolovaná antibiotická terapia (cefalosporíny tretej generácie atď.), Ako aj liečba fluorochinolónmi na boj proti Pseudomonas aeruginosa. Antibiotiká sa vyberajú v závislosti od citlivosti mikroflóry. Najväčší účinok je daný zavedením antibiotík inhalačne a parenterálne. Ako je vidieť v príklade medikamentózna liečba cystická fibróza, multisymptomatické ochorenia vyžadujú použitie viacerých farmakokineticky kompatibilných liekov.

Symptomatická liečba nie je len liečivá. Mnoho druhov fyzikálnej liečby (klimatoterapia, balneoterapia, odlišné typy elektroliečba, termoterapia) sa používajú pri dedičných chorobách nervového systému, dedičných chorobách látkovej premeny, chorobách kostry. Po takýchto liečebných postupoch sa pacienti cítia oveľa lepšie, ich dĺžka života sa zvyšuje.

Prakticky neexistujú také dedičné ochorenia, pri ktorých by fyzioterapia nebola indikovaná. Napríklad medikamentózna liečba cystickej fibrózy je neustále posilňovaná rôznymi fyzioterapeutickými postupmi (inhalácie, masáže atď.).

Symptomatická môže zahŕňať röntgenovú rádiologickú liečbu dedičných nádorov pred a po operácii.

Možnosti symptomatickej liečby mnohých ochorení nie sú ani zďaleka vyčerpané, najmä pri medikamentóznej a diétnej terapii.

Treba zdôrazniť, že symptomatická liečba sa bude v budúcnosti vo veľkom využívať spolu s čo najdokonalejšou patogenetickou, prípadne až etiotropnou liečbou dedičných ochorení.

PATOGENETICKÁ LIEČBA

Liečba akéhokoľvek ochorenia zásahom do patogenézy je vždy účinnejšia ako symptomatická liečba. Pri dedičných ochoreniach sú patogenetické metódy tiež najviac opodstatnené, hoci sa nebránia symptomatickej liečbe. Keď sa študuje patogenéza každého ochorenia, objavujú sa rôzne možnosti zásahu do tohto procesu v priebehu ochorenia alebo pri rekonvalescencii. Klinická medicína sa vyvinula na základe teoretických predstáv o patologických procesoch. Klinická genetika sleduje rovnakú cestu vo vývoji liečebných postupov.

V posledných rokoch sa na patogenetickú liečbu dedičných chorôb používajú zásadne nové prístupy založené na úspechoch molekulárnej a biochemickej genetiky. Pri popise génových chorôb (pozri kapitolu 4) boli uvedené príklady dešifrovaných narušených metabolických väzieb, všetkých biochemických mechanizmov, ktorými sa vyvíja dedične podmienený patologický proces, od abnormálneho génového produktu až po klinický obraz choroby. Prirodzene, na tomto základe možno cielene zasahovať do patogenézy ochorenia a takáto liečba je v podstate ekvivalentná etiotropnej. Hoci hlavná príčina (t.j. mutantný gén) nie je eliminovaná, reťazec patologický proces sa preruší a patologický fenotyp (ochorenie) sa nevyvinie (t. j. dochádza k normokopírovaniu).

Patogenetická liečba by sa mala rozširovať s pokrokom vývojovej genetiky. Jej prínos k rozvoju metód liečby dedičnej patológie je zatiaľ zanedbateľný, hoci o úspechoch posledných rokov niet pochýb. V súčasnosti je liečba založená na korekcii jednotlivých zlomených článkov, no efektívnejšie by bolo zasiahnuť do patologického procesu na úrovni systémových reakcií.

V patogenetických prístupoch k liečbe dedičných ochorení sa predpokladá, že u pacientov sa buď tvorí abnormálny proteín (enzým), alebo sa normálny proteín nevytvára v dostatočnom množstve (až do úplnej absencie). Po týchto udalostiach nasledujú zmeny v reťazci transformácie substrátu alebo jeho produktu. Poznanie týchto princípov a špecifických spôsobov realizácie pôsobenia génu pomáha správne vypracovať liečebné režimy a dokonca aj terapeutickú stratégiu. Zvlášť jasne je to vidieť na príklade dedičných metabolických ochorení.

Ryža. 10.2. Možné prístupy k patogenetickej liečbe dedičných ochorení

V zovšeobecnenej (možno trochu zjednodušenej) podobe možné prístupy k liečbe dedičných metabolických ochorení sú uvedené na obr. 10.2. Je vidieť, že pri rôznych ochoreniach možno použiť rôzne spôsoby korekcie. Pre tú istú chorobu môžu byť intervencie použité na rôznych úrovniach a v rôznych štádiách vývoja patologického procesu.

Vo všeobecnosti možno patogenetické prístupy k liečbe dedičných ochorení v závislosti od úrovne biochemického defektu reprezentovať nasledovne. Liečba sa schematicky redukuje na nahradenie alebo odstránenie niečoho. Ak gén nefunguje, potom je potrebné nahradiť jeho produkt; ak gén neprodukuje čo

potrebné a tvoria sa toxické produkty, potom je potrebné takéto produkty odstrániť a nahradiť hlavnú funkciu; ak gén produkuje príliš veľa produktu, potom sa jeho nadbytok odstráni.

Korekcia výmeny na úrovni substrátu

Takáto intervencia je jednou z najbežnejších foriem liečby dedičných chorôb. Oprava môže byť poskytnutá rôznymi spôsobmi, ktorých príklady sú uvedené nižšie. Substrátom je v tomto prípade zložka potravy, ktorá sa metabolizuje pomocou geneticky podmieneného enzýmu (napríklad fenylalanín, galaktóza) a pri dedičnom ochorení je účastníkom patologickej reakcie.

Obmedzenie určitých látok v potravinách(diétne obmedzenie) bolo prvým úspešným opatrením v liečbe dedičných metabolických ochorení, pri ktorých neexistujú vhodné enzýmy na normálnu premenu substrátov v potravinách. Akumulácia určitých toxických zlúčenín alebo ich metabolických produktov vedie k postupnému rozvoju ochorenia. Fenylketonúria sa lieči diétou s nízkym obsahom fenylalanínu. Napriek absencii pečeňovej fenylalanínhydroxylázy je patogenetická väzba vo vývoji ochorenia prerušená. Dieťa, ktoré bolo niekoľko rokov na umelej strave, už nebude trpieť ťažkou formou ochorenia. Po niekoľkých rokoch sa citlivosť nervovej sústavy na fenylalanín a produkty jeho premeny prudko zníži a možno obmedziť stravovacie obmedzenia. Diétne obmedzenie nemusí nutne znamenať zostavenie špeciálnej diéty. Napríklad nový spôsob obmedzenia príjmu fenylalanínu v potrave pri fenylketonúrii je založený na požití želatínových kapsúl obsahujúcich rastlinný enzým, ktorý uvoľňuje produkty na jedenie z fenylalanínu. Pri tejto liečbe sa koncentrácia fenylalanínu v krvi zníži o 25 %. Táto metóda je užitočná najmä u starších pacientov s fenylketonúriou a tehotných žien, ktoré nepotrebujú prísnu diétu.

Diétne obmedzenie sa využíva pri liečbe mnohých dedičných ochorení metabolizmu sacharidov a aminokyselín (galaktozémia, dedičná intolerancia fruktózy a laktózy, argininémia, citrulínémia, cystinúria, histidinémia, metylmalónová acidémia, tyrozinémia, propiónová acidémia) a iné.

ochorenia so známym primárnym defektom. Používajú sa diéty špecifické pre každú chorobu.

Obmedzením niektorých látok v strave je možné liečiť aj choroby, pri ktorých sa ešte nepodarilo rozlúštiť defekt primárneho génového produktu. Empiricky sa napríklad zistilo, že pri celiakii (pozri kapitolu 7) vyvoláva lepok neustále dyspeptické symptómy. Na liečbu tohto ochorenia stačí vylúčiť z potravy potraviny obsahujúce lepok.

Hoci sa selektívne obmedzovanie niektorých látok v potravinách vo veľkej miere využíva na zlepšenie liečby niektorých dedičných metabolických ochorení, stále zostáva veľa nevyriešených otázok. Napríklad napriek 35-ročným skúsenostiam s liečbou fenylketonúrie, optimálne limity diéty, dĺžka trvania liečby u detí, potreba obmedzenia pri menej závažných formách enzýmového deficitu, zásady individualizácie diéta ešte nie je úplne stanovená. Diétne obmedzenia by sa mali vykonávať pod prísnou biochemickou metabolickou kontrolou.

doplnok stravy sa používa menej často ako obmedzenie, ale táto technika je účinná aj v patogenetickej liečbe a vstúpila do praxe liečby dvoch metabolických ochorení.

Pri Hartnapovom syndróme dochádza v dôsledku poruchy transportnej funkcie buniek črevnej sliznice k malabsorpcii tryptofánu. Biochemickým dôsledkom toho je absencia tryptofánu v krvi, hyperaminoacidóza, endogénny deficit kyselina nikotínová. Pacienti majú dermatologické, neurologické a psychiatrické prejavy pelagry. Príznaky ochorenia sa znižujú alebo dokonca vymiznú so zavedením potravín s vysokým obsahom bielkovín (4 g / kg denne) do stravy dieťaťa a pridaním nikotínamidu alebo kyseliny nikotínovej (40-200 mg 4-krát denne).

Obzvlášť presvedčivý argument v prospech liečby dedičných chorôb pomocou doplnkov stravy poskytuje liečba glykogenózy typu III (deficit amylo-1,6-glukozidázy). Toto ochorenie je sprevádzané hepatosplenomegáliou, hypoglykémiou nalačno, progresívnou myopatiou, svalovou atrofiou, kardiomyopatiou v dôsledku porušenia alanín-glukózového cyklu (nízka koncentrácia alanínu). To vedie k rozkladu aminokyselín vo svaloch počas glukoneogenézy. Väčšina chorých detí sa zlepšuje, ak bielkoviny poskytujú 20-25% energetickej hodnoty potravy a sacharidy - nie viac ako 40-50%.

Zvýšené vylučovanie substrátu patologickej reakcie sa môže uskutočniť rôznymi metódami, ktoré znižujú koncentráciu toxického substrátu. Úplné oslobodenie od patologických metabolických produktov je ťažké dosiahnuť. Príkladom zvýšeného vylučovania substrátu je účinok chelátov pri hepatolentikulárnej degenerácii. Napríklad penicilamín viaže, mobilizuje a urýchľuje vylučovanie intracelulárne nahromadených iónov medi.

Pri hemoglobinopatiách je potrebné zvýšené vylučovanie železa, aby nevznikla hemosideróza parenchýmových orgánov.

Používa sa na tieto účely, deferoxamín (desferal *) akumuluje feritíny a oslobodzuje telo od prebytočného železa.

Na odstránenie substrátu možno účinne použiť aj nepriame metabolické cesty. Napríklad normálnu hladinu kyseliny močovej v krvi je možné zabezpečiť vylučovaním zvyškového dusíka vo forme nielen močoviny, ale aj jej metabolitov. Táto technika sa používa na liečbu dedičných ochorení spôsobených mnohými enzymopatiami cyklu močoviny. Podobné príklady sú známe pre iné formy dedičných metabolických ochorení.

Vyššie boli uvedené príklady zvýšenej eliminácie substrátov pomocou liekov. Rovnaké ciele možno dosiahnuť pomocou fyzikálno-chemických metód uvoľňovania zo substrátu nahromadeného v krvi (plazmaferéza a hemosorpcia).

Plazmaferézou sa odstráni veľký objem plazmy obsahujúcej toxickú látku. Plazmaferéza sa môže použiť na zbavenie krvi prebytočných lipidov, mastné kyseliny, kyselina fytánová. Táto metóda sa účinne používa pri liečbe Refsumovej choroby. Uskutočnili sa prvé úspešné pokusy liečiť dve lyzozomálne ochorenia, Fabryho chorobu a Gaucherovu chorobu, pomocou plazmaferézy.

Hemosorpcia pomáha selektívne odstraňovať látky alebo triedy látok ich naviazaním na príbuzné ligandy. Táto metóda sa už používa na liečbu familiárnej hypercholesterolémie. Heparín-agaróza sa používa ako ligand na mimotelovú väzbu LDL, čo, žiaľ, poskytuje krátkodobý účinok. Hladiny cholesterolu sa vrátili na východiskovú hodnotu 3-7 dní po liečbe.

Alternatívne spôsoby výmeny pri liečbe dedičných chorôb sú uvedené v tab. 10.1.

Tabuľka 10.1. Alternatívne metabolické cesty v liečbe dedičných chorôb

Táto metóda úpravy je v mnohých ohľadoch podobná metódam zvýšeného odstraňovania substrátu. Rozdiel spočíva iba v spôsoboch dosiahnutia cieľa: v jednom prípade sa substrát priamo vylučuje a v druhom prípade sa substrát najskôr premení na nejaký druh zlúčeniny a potom sa táto zlúčenina odstráni.

metabolická inhibícia sa používa, keď je potrebné spomaliť syntézu substrátu nahromadeného počas dedičnej choroby alebo jej prekurzora. Ako inhibítory sa používajú rôzne fyziologicky aktívne zlúčeniny. Napríklad pri Lesch-Nyhanovom syndróme a dne sa používa alopurinol, ktorý inhibuje xantínoxidázu, čím znižuje koncentráciu kyseliny močovej v krvi. Ciprofibrát inhibuje syntézu

glyceridov, a preto účinne znižuje koncentráciu lipidov u pacientov s hypercholesterolémiou (typ III). Strychnín súťaží o väzbu glycínu na receptory v CNS, čo zlepšuje respiračné a motorické funkcie, ktorých inhibícia je spôsobená vysokými hladinami glycínu v mozgovomiechovom moku pri ťažkej neketónovej hyperglycinémii.

Korekcia metabolizmu na úrovni génového produktu

Tento prístup sa používa už dlho, keďže v mnohých prípadoch sa v klinickej medicíne pri niektorých ochoreniach stanovila patogeneticky kľúčová úloha absencie určitých látok (inzulín, rastové hormóny, antihemofilný globulín a pod.).

Vrátenie peňazí za produkt(alebo aditíva) na účely úpravy metabolizmu sa používa pri takých poruchách, ktorých patogenéza je spôsobená abnormálnym enzýmom, ktorý nezabezpečuje produkciu produktu alebo inej biologicky aktívnej zlúčeniny.

Príklady efektívnymi prístupmi dedičných metabolických porúch nahradením prípravku je už možné „napraviť“: zavedenie potrebných steroidov pri vrodenej adrenálnej hyperplázii, tyroxínu pri hypotyreóze, rastového hormónu pri hypofyzárnom nanizmu, uridínu pri orotickej acidúrii. Žiaľ, zatiaľ neexistujú žiadne príklady náhrady intracelulárnych proteínov, hoci sa v tomto smere uskutočnili pokusy (napríklad pri liečbe lyzozomálnych ochorení).

Podobné príklady sú známe nielen pri poruchách metabolizmu, ale aj pri iných dedičných ochoreniach. Zavedenie antihemofilného globulínu teda zabraňuje krvácaniu pri hemofílii, γ-globulín pomáha pri agamaglobulinémii, inzulíne - pri cukrovke.

Pri acrodermatitis enteropathica vzniká nedostatok zinku v dôsledku poruchy faktora viažuceho zinok v čreve. V tomto prípade sa stav pacientov rovnako zlepšuje a zavádzanie materské mlieko obsahujúce faktor viažuci zinok a perorálne prípravky zinku. Len čo koncentrácia zinku v krvi dosiahne normálnu úroveň, stav pacientov sa okamžite zlepší.

Pre liečbu založenú na princípe úhrady produktu treba poznať jemné mechanizmy patogenézy a zasahovať do týchto mechanizmov (preplácať prípravok) opatrne a opatrne. Predbežné pokusy liečiť Menkesovu chorobu nahradením medi teda neuspeli

viedla k úspechu, hoci koncentrácia medi a ceruloplazmínu v krvi pacientov dosiahla normálnu úroveň. Ukázalo sa, že defekt tohto ochorenia je spôsobený porušením regulácie syntézy proteínu viažuceho meď, ktorý poskytuje intracelulárny obsah medi. Z tohto dôvodu prípravky medi nezlepšili stav pacientov.

Potrebu poznať jemné mechanizmy metabolizmu na liečbu možno ilustrovať na príklade X-viazanej hypofosfatémie. Pri tomto ochorení vedie primárny renálny defekt v absorpcii fosfátov k poruche (zníženiu) mineralizácie kostí (rachitída) a hypokalciémii. Perorálny fosfát a 1,25-dihydroxycholekalciferol zlepšujú mineralizáciu kostí a znižujú hypokalciémiu, ale nemení primárny defekt straty fosfátov močom. V tomto ohľade existuje vysoké riziko hyperkalcémie, čo znamená, že počas liečby je potrebné kontrolovať obsah vápnika v krvi.

Vo všeobecnosti možno očakávať ďalšie pokroky v patogenetickej liečbe nahradením produktov (proteíny, hormóny) v súvislosti s úspechmi fyzikálno-chemickej biológie, genetického inžinierstva a biotechnológie. Metódy genetického inžinierstva už produkujú špecifické ľudské proteíny a hormóny potrebné na doplnenie narušeného metabolického spojenia pri liečbe dedičných ochorení (inzulín, somatotropín, IFN atď.).

Známe sú úspechy v získavaní a chove. transgénne laboratórne zvieratá. Hoci je technicky vytvorenie transgénnych hospodárskych zvierat oveľa náročnejšie ako laboratórnych, je to riešiteľná úloha. Z veľkých zvierat môžete získať veľké množstvo bielkovín. Transgénne živočíchy, ktorých bunky produkujú požadované proteíny, môžeme nazvať bioreaktory. Môžete z nich získať potomstvo, t.j. reprodukcia je možná z generácie na generáciu.

Vytvorenie transgénnych zvierat začína zosieťovaním dvoch génov, z ktorých každý je klonovaný samostatne. Jeden gén kóduje požadovaný proteín, druhý sa odoberá zo žľazy alebo iného orgánu, ktorý bude tento proteín produkovať. Napríklad, ak je proteín produkovaný v mlieku, potom špecifickými orgánovými génmi budú gény z mliečnej žľazy.

Fúzna DNA sa vstrekne do oplodneného vajíčka alebo embrya. Asi v 1-5% prípadov sa vloží DNA

Ryža. 10.3. Transgénne prasa, ktoré produkuje ľudský hemoglobín

Ryža. 10.4. Transgénny býk s génom pre ľudský laktoferín. Od neho boli získané teľatá s rovnakým génom

do genómu. Všetky vajíčka sa implantujú do maternice samíc a narodené zvieratá sa kontrolujú na prítomnosť hybridného génu. Od zakladajúceho zvieraťa sa získavajú potomkovia a vytvárajú tak stádo.

Jedným príkladom živého bioreaktora je prasa produkujúce ľudský hemoglobín (obrázok 10.3). Bol „navrhnutý“ v roku 1991. Asi 15 % erytrocytov ošípaných obsahuje ľudský hemoglobín. Jeho

možno oddeliť od prasačieho hemoglobínu pomocou preparatívnych metód. Takýto hemoglobín neobsahuje ľudské vírusy, hoci v niektorých prípadoch nie sú vylúčené alergické reakcie.

Ďalším transgénnym zvieraťom je krava, ktorá produkuje ľudský laktoferín, ktorý sa vylučuje do mlieka. V dôsledku implantácie transgénneho vajíčka sa narodil býk (obr. 10.4), ktorý sa stal otcom mnohých transgénnych jalovíc, následne produkujúcich laktoferín s mliekom.

Ryža. 10.5. Transgénna koza, ktorej mlieko obsahuje aktivátor plazminogénu (trombolytický enzým)

Získali sa aj iné transgénne zvieratá. Transgénna koza (obr. 10.5) vylučuje s mliekom aktivátor plazminogénu, ktorý rozpúšťa krvné zrazeniny, transgénne králiky – enzým α-glukozidáza na liečbu Pompeho choroby, transgénne kurčatá znášajú vajíčka s ľudskými protilátkami.

V posledných rokoch domáci vedci vyvinuli časovo menej náročnú a lacnú metódu transgenézy cieľových orgánov. Potrebný gén nie je vstreknutý do vajíčka, ale priamo do mliečnej žľazy. Transgén u takýchto zvierat je prítomný iba vo vemene. Boli získané somatické transgénne kravy, ošípané a kozy, ktoré slúžia ako bioreaktory pre farmaceutický priemysel.

Korekcia metabolizmu na úrovni enzýmov

Viacstupňový spôsob transformácie substrátu v priebehu výmeny sa uskutočňuje pomocou zodpovedajúcich enzýmov. veľká skupina dedičné ochorenia sú spôsobené mutáciami v génoch, ktoré určujú syntézu enzýmov (enzymopatie). Zásah do rozvoja ochorenia (náprava) na úrovni enzýmu je príkladom patogenetickej liečby primárnych štádií, t.j. blížiace sa k etiotropnej liečbe. Tento typ liečby sa používa na úpravu dedičných metabolických ochorení, pri ktorých je známy funkčne abnormálny enzým. Na takúto liečbu je možné podávať kofaktor alebo indukovať (inhibovať) syntézu enzýmu pomocou liekov alebo kompenzovať nedostatok enzýmu.

Zavedenie kofaktora sa používa pri mnohých dedičných ochoreniach. Ako je známe, niektoré vrodené anomálie metabolizmus sú spojené s poruchou syntézy alebo transportu špecifických kofaktorov, čo mení normálnu katalytickú aktivitu enzýmu. V týchto prípadoch pridanie vhodného kofaktora zvyšuje aktivitu enzýmu a do značnej miery koriguje metabolický defekt. Ukázalo sa, že v stavoch závislých od vitamínov poskytuje zvýšenie reziduálnej aktivity komplexov mutantných enzýmov nielen biochemické, ale aj klinické zlepšenie stavu. Sú známe početné príklady liečby dedičných chorôb pridaním kofaktorov, ktorých klasifikácia nie je ani zďaleka vyčerpávajúca, uvedená v tabuľke. 10.2.

Tabuľka 10.2. Metabolické poruchy, pri liečbe ktorých sa pridáva kofaktor

Tabuľka 10.2 ukazuje, že pri liečbe dedičných ochorení môže rovnaký kofaktor vykonávať rôzne funkcie. Zdá sa, že bude sľubné zavedenie kofaktora pre vnútromaternicovú liečbu plodu (ako v prípade β-dependentnej metylmalónovej acidémie).

Modifikácia enzymatickej aktivity

Toto je už zavedený prístup v liečbe dedičných metabolických ochorení. Stratégia takejto liečby je uvedená v tabuľke. 10.3 pre vybrané príklady.

Tabuľka 10.3. Liečba dedičných chorôb modifikáciou enzymatickej aktivity

Koniec tabuľky 10.3

Indukcia syntézy enzýmov sa môže použiť na zvýšenie reziduálnej enzýmovej aktivity podávaním liečiv. Napríklad fenobarbital a príbuzné lieky stimulujú funkciu endoplazmatického retikula a syntézu preň špecifických enzýmov. V tomto ohľade sa fenobarbital používa na liečbu syndrómu Gilbert a Crigler-Najjar. Tým sa znižuje hladina bilirubínu v krvnej plazme. Tento prístup je obzvlášť dôležitý pri ochoreniach spôsobených nedostatočnou produkciou enzýmov produkovaných v endoplazmatickom retikule.

Indukcia syntézy enzýmov danazolom (derivát etinyltestosterónu) sa používa na liečbu nedostatku α1-antitrypsínu a angioedému. V prípade nedostatku α 1 -antitrypsínu užívanie danazolu počas 30 dní výrazne zvyšuje hladinu tohto proteínu v sére. teda túto metódu možno použiť na prevenciu pľúcnych komplikácií.

Angioedém je sprevádzaný poklesom množstva funkčne aktívneho inhibítora sérovej esterázy C o 50 %. Použitie androgénov zvyšuje hladinu inhibítora esterázy 3-5 krát. Profylaktický perorálny danazol znižuje alebo zabraňuje akútnemu angioedému, vyvoláva minimálnu virilizáciu a je spojený s najmenšou pečeňovou toxicitou.

Potlačenie syntézy enzýmov sa používa na liečbu akútnych porfýrií, ktorých biochemickým základom je zvýšená produkcia aminolevulinátsyntetázy. Hematín inhibuje syntézu tohto enzýmu a rýchlo sa odstraňuje akútne záchvaty porfýria.

Úhrada enzýmov

Úspechy modernej enzymológie umožňujú vyčleniť túto sekciu v patogenetickej liečbe dedičných chorôb. Tento zásah je na primárnej úrovni. proteínový produkt gén. Moderné metódy umožňujú získať na experimentálne a klinické účely také množstvo aktívneho enzýmu, ktoré je potrebné na jeho doplnenie pri niektorých dedičných ochoreniach. Prípady kompenzačnej terapie boli diskutované vyššie: hormóny pre endokrinopatie, antihemofilný globulín pre hemofíliu, γ-globulín pre agamaglobulinémiu. Podľa rovnakého princípu presného párovania chýbajúceho produktu je vybudovaná stratégia enzýmovej terapie.

Hlavnou otázkou moderného vývoja v oblasti enzýmovej terapie sú metódy dodávania enzýmov do cieľových buniek a subcelulárnych útvarov zapojených do metabolickej patológie.

Pracovná hypotéza exogénneho podávania enzýmu bola založená na skutočnosti, že lyzozómy sú často miestom patologického procesu a zároveň hrajú hlavnú úlohu v bunkovom metabolizme. Možnosť dodania enzýmu do lyzozómov, zachovanie ich aktivity v bunke a interakcia so substrátom boli testované v experimentoch s fibroblastovými kultúrami získanými od jedincov s rôznymi lyzozomálnymi ochoreniami. Enzýmy zavedené do kultivačného média zlepšili výmenu príslušnej zlúčeniny. Takáto korekcia bola preukázaná u rôznych glykosfingolipidóz, mukopolysacharidóz, glykogenóz a glykoproteinóz. Experimenty ukázali, že je možné nahradiť enzým, ktorý preniká do bunky, dostáva sa do lyzozómov a normalizuje transformáciu substrátu. Intramuskulárne, intravenózne a intratracheálne podanie enzýmov pochádzajúcich z húb alebo orgánov dobytka, oslabených pacientov s glykogenózou, mukopolysacharidózami, metachromatickou leukodystrofiou a Fabryho chorobou však neprinieslo vážne pozitívne výsledky. Preto bolo v stratégii enzymoterapie potrebné určiť hlavné smery, ktoré sú zhrnuté nižšie.

Možnosť získania dostatočného množstva stabilných, neimunogénnych a sterilných enzýmov s vysokou špecifickou aktivitou.

Ochrana zavedenej aktivity pred biotransformáciou a imunitným dohľadom, ako aj dodanie enzýmu do cieľového tkaniva a subcelulárnych útvarov zapojených do patologického procesu.

Validácia modelu u cicavcov na vyhodnotenie a výber najlepšia stratégia enzýmová terapia.

Vhodne plánované a schválené biochemické a klinické štúdie u pacientov.

V 70-tych rokoch XX storočia. ukázala sa možnosť získavania enzýmov z ľudských tkanív a boli vyvinuté systémy na sledovanie osudu enzýmov v tele cicavcov. Prvé klinické štúdie sa uskutočnili pri rôznych lyzozomálnych poruchách. Boli to GM2-gangliozidóza (β-hexosaminidáza A z moču), glykogenóza typu II (placentárna α-galaktozidáza), Fabryho choroba (placentárna α-galaktozidáza), Gaucherova choroba (placentárna β-glukozidáza). Pred klinickým testovaním sa zistilo, že vysoko purifikované ľudské enzýmy hydrolyzujú prírodný substrát. Test ukázal, že enzýmy sa pri intravenóznom alebo subkutánnom podaní nachádzajú v pečeňového tkaniva. Súčasne sa znižuje koncentrácia enzýmov v krvi a zvyšuje sa v pečeni. Do mozgu však neprenikajú kvôli bariérovým funkciám mozgových blán. To vedie k záveru o potrebe špecifického dodania enzýmov do cieľových buniek pri každom ochorení. Ich dodanie do rôznych bunkových štruktúr môže vyžadovať špecifické čistenie alebo určitú chemickú modifikáciu enzýmu.

Pri vývoji metód liečby dedičných chorôb pomocou enzýmov je v prvom rade potrebné zamerať sa na patogenetické mechanizmy chorôb: v ktorých bunkách, akým spôsobom a v akej forme sa ukladá reakčný substrát, na ruky, a akým spôsobom sa enzým bežne dostáva k substrátu, aké sú medzistupne metabolizmu - s iným. Je to zásah do patofyziologického mechanizmu zodpovedného za syntézu, distribúciu a akumuláciu substrátu, ktorý sa môže použiť na terapeutické účely: v niektorých prípadoch je potrebné zvýšiť čas cirkulácie enzýmu v krvi, v iných prípadoch na uľahčenie dodania enzýmu do presne definovaných buniek.

Z analýzy primárnej bunkovej patológie pri rôznych lyzozomálnych ochoreniach je možné vidieť, že aj v podstate podobné ochorenia sa navzájom líšia.

Primárny defekt je lokalizovaný v neurónoch (sfingolipidózy, glykoproteinózy), v bunkách retikuloendotelového systému (Niemann-Pickova choroba, Gaucherova choroba), endoteli, Schwannových bunkách, priečne pruhovaných svaloch.

Experimentálny vývoj v oblasti enzýmovej terapie dedičných ochorení umožnil objektívne posúdiť záchyt molekúl enzýmu receptormi, hepatocytmi, bunkami retikuloendotelového systému, fibroblastmi, bunkami cievneho endotelu atď. Tým sa zvýšili možnosti cieleného rozvoja liečby dedičných ochorení, predovšetkým s využitím nových metód dodania enzýmov do cieľových buniek v syntetických nosných vezikulách alebo lipozómových mikrokapsulách alebo v prírodných elementoch - autológnych erytrocytoch. Takéto spôsoby podávania sa vyvíjajú na liečbu nielen dedičných chorôb, ale aj iných patológií. Riadené doručenie liečivých látok do orgánov, tkanív a buniek je naliehavým problémom pre medicínu vo všeobecnosti.

Moderné pokroky vo fyzikálno-chemickej biológii umožňujú vytvárať nové formy mikroenkapsulácií enzýmové prípravky(sprostredkované dodanie) alebo poskytnúť úplnejšie zachytenie enzýmu cirkulujúceho v krvi receptormi cieľových buniek (sprostredkovaný príjem).

Lipozóm je viacvrstvová vezikula so striedajúcimi sa vodnými a lipidovými vrstvami. Pri vytváraní lipozómov je možné meniť náboj steny, ich veľkosť a počet vrstiev. Protilátky proti cieľovým bunkám môžu byť prišité k lipozómovej membráne, čo zabezpečí presnejšie dodanie lipozómov. Lipozómy nabité enzýmami rôzne cesty injekcie sú dobre zachytené bunkami. Ich lipidový obal je zničený endogénnou lipázou a uvoľnený enzým interaguje so substrátom.

Spolu s tvorbou umelých nosičov - lipozómov - sa vyvíjajú metódy na nakladanie erytrocytov enzýmami. V tomto prípade sa môžu použiť homológne alebo dokonca autológne erytrocyty. Enzýmové zaťaženie sa môže uskutočniť hypotóniou alebo dialýzou alebo endocytózou indukovanou chlórpromazínom.

Vyhliadky na liečbu dedičných chorôb náhradou enzýmov závisia od úspechu enzymológie, bunkového inžinierstva a fyzikálno-chemickej biológie. Nové prístupy by mali zabezpečiť izoláciu vysoko purifikovaných enzýmov zo špecifických ľudských tkanív, ich zavedenie v aktívnej forme do bunky sprostredkovaným prijatím alebo sprostredkovaným doručením, prevenciu bioinaktivácie a vylúčenie imunitných reakcií. Existujú už prístupy k riešeniu každého z týchto problémov, takže môžeme dúfať v ešte úspešnejší rozvoj enzýmovej terapie dedičných chorôb.

CHIRURGIA

Chirurgická liečba dedičných chorôb zaujíma dôležité miesto v systéme lekárskej starostlivosti o pacientov. Je to spôsobené tým, že po prvé, mnohé formy dedičnej patológie sú sprevádzané morfogenetickými abnormalitami vrátane malformácií. Po druhé, posilnenie chirurgická technika sprístupnil mnohé náročné operácie. Po tretie, resuscitácia a intenzívna starostlivosť zachraňujú životy novorodencov s dedičnými chorobami a takíto pacienti potrebujú následnú chirurgickú starostlivosť.

Chirurgická starostlivosť o pacientov s dedičnou patológiou v všeobecný pohľad zahŕňa odstránenie, korekciu, transplantáciu. Operácie sú často zamerané na odstránenie príznakov ochorenia. V niektorých prípadoch však chirurgická starostlivosť presahuje symptomatickú liečbu a približuje sa k patogenetickej liečbe. Napríklad chirurgický shunting možno použiť na zmenu dráhy patologickej transformácie substrátov patologických reakcií. Pri glykogenóze typu I a III sa vytvorí anastomóza medzi portálnou a dolnou dutou žilou. To umožňuje, aby časť glukózy po absorpcii v čreve obišla pečeň a neukladala sa v nej vo forme glykogénu. Podobné riešenie bolo navrhnuté pre familiárnu hypercholesterolémiu (typ IIa) anastomózou medzi jejunom a ileom. To vedie k zníženiu absorpcie cholesterolu.

Príkladom všeobecnej chirurgickej liečby môže byť operácia dedičnej polypózy hrubého čreva (jeho odstránenie), splenektómia pri hemoglobinopatiách, odstránenie oka pri

retinoblastóm, obličky s Wilmsovým nádorom a pod. V niektorých prípadoch je súčasťou komplexnej terapie aj chirurgická liečba. Napríklad pri cystickej fibróze je u novorodencov možný mekóniový ileus a počas vývoja ochorenia sa vyskytuje pneumotorax. Obe sa odstránia chirurgicky.

hrá dôležitú úlohu pri liečbe dedičných chorôb rekonštrukčná chirurgia: s neuzavretosťou horná pera, vrodené chyby srdce, atrézia tráviaceho traktu, hypospádia, na korekciu pohybového aparátu atď.

Transplantácia orgánov a tkanív ako metóda liečby dedičných chorôb čoraz viac vstupuje do praxe. Alotransplantáciu možno vnímať ako prenos normálnej genetickej informácie pacientovi s metabolickou poruchou. Tento prístup zahŕňa transplantáciu buniek, tkanív a orgánov obsahujúcich normálnu DNA na produkciu aktívnych enzýmov alebo iných génových produktov u príjemcu. Je obzvlášť účinný, keď je patologický proces obmedzený na jeden orgán alebo tkanivo, ktoré sa transplantuje.

Alotransplantácia sa už vykonáva pri rôznych dedičných ochoreniach a umožňuje priebežne kompenzovať nedostatok enzýmu, hormónu, imunitných funkcií alebo účinne chrániť orgán pred funkčnými poruchami spôsobenými štrukturálnou génovou mutáciou. V tabuľke 10.4 sú uvedené dedičné choroby, pri ktorých sa používa alotransplantácia.

Tabuľka 10.4. Použitie alotransplantácie na patogenetickú liečbu dedičných chorôb

Koniec tabuľky 10.4

Moderná transplantácia má veľký potenciál a jej úspechy sa dajú využiť pri liečbe dedičných chorôb. Existuje množstvo správ o úspešných transplantáciách orgánov (kostná dreň, týmus, pečeň plodu, darcovská pečeň, pankreas, slezina a najmä obličky) v prípadoch uvedených v tabuľke. 10,4 štátov. Opravy transplantácií patologické mechanizmy dedičné poruchy.

Okrem orgánových transplantácií sa vyvíjajú metódy transplantácie buniek, ktorých funkcia zaujíma kľúčové miesto v patogenéze dedičných metabolických porúch. Liečba kmeňovými bunkami bude diskutovaná nižšie.

Záverom treba venovať pozornosť obrovským možnostiam chirurgickej liečby dedičných ochorení, ktoré ešte nie sú plne využívané. V tomto smere je veľmi perspektívna mikrochirurgia a endoskopická chirurgia.

ETIOTROPNÁ LIEČBA: BUNKOVÁ A GÉNOVÁ TERAPIA

Úvod

Etiotropická liečba akejkoľvek choroby je optimálna, pretože odstraňuje hlavnú príčinu choroby a v dôsledku toho ju úplne lieči. Napriek úspešnosti symptomatickej a patogenetickej terapie dedičných ochorení nie je odstránená otázka ich etiotropnej liečby. Čím hlbšie vedomosti v oblasti teoretickej

biologickej biológie, tým častejšie sa bude otvárať otázka radikálnej liečby dedičných chorôb.

Odstránenie príčiny dedičnej choroby však znamená také vážne manipulácie s genetickou informáciou človeka, ako je dodanie normálneho génu do bunky, vypnutie mutantného génu a reverzná mutácia patologickej alely. Tieto úlohy sú dosť ťažké aj pri zásahoch do najjednoduchších organizmov. Okrem toho, na vykonanie etiotropnej liečby akéhokoľvek dedičného ochorenia je potrebné zmeniť štruktúru DNA a nie v jednej bunke, ale v mnohých fungujúcich bunkách (a iba vo fungujúcich!). V prvom rade na to potrebujete vedieť, aká zmena nastala v géne v dôsledku mutácie, t.j. dedičná choroba musí byť opísaná v chemických vzorcoch.

Ťažkosti etiotropnej liečby dedičných chorôb sú zrejmé, ale už teraz existujú početné príležitosti na ich prekonanie, vytvorené úspešným dekódovaním ľudského genómu a pokrokom molekulárnej medicíny.

Niekoľko zásadných objavov v genetike a molekulárnej biológii vytvorilo predpoklady pre vývoj a klinické testovanie metód etiotropnej liečby dedičných ochorení (génová a bunková terapia).

Pri pokusoch s nádorovými vírusmi obsahujúcimi RNA a DNA (začiatok 70. rokov 20. storočia) bola odhalená schopnosť vírusov prenášať gény do transformovaných buniek a bola formulovaná koncepcia využitia vírusov ako nosičov génov, inými slovami, koncepcia vytvorenia vektorový systém(rekombinantná DNA). Do polovice 70. rokov 20. storočia úspech dosiahnutý v experimentoch s rekombinantnou DNA poskytoval takmer neobmedzené možnosti na izoláciu eukaryotických (vrátane ľudských) génov a manipuláciu s nimi. Začiatkom 80. rokov bola preukázaná vysoká účinnosť prenosu génov na základe vektorových systémov do buniek cicavcov. in vitro A in vivo.

Základné otázky génovej terapie u ľudí boli vyriešené. Po prvé, gény môžu byť izolované spolu s priľahlými (hraničnými) oblasťami obsahujúcimi aspoň dôležité regulačné sekvencie. Po druhé, izolované gény sa ľahko vkladajú do cudzích buniek. „Operácia“ transplantácie génov je rôznorodá.

Výrazy pre génovú terapiu sa vyvinuli pozoruhodne rýchlo. Prvý protokol ľudskej génovej terapie bol vypracovaný v roku 1987 a testovaný v roku 1989 a od roku 1990 sa už začala génová terapia pacientov.

Etiotropná liečba dedičných ochorení sa môže uskutočňovať na úrovni buniek alebo génov. Telo pacienta musí dostať dodatočnú genetickú informáciu schopnú opraviť dedičný defekt, s genómom alogénnej bunky alebo vo forme špeciálne vytvoreného geneticky upraveného konštruktu.

Pod pojmom "bunková terapia" pochopiť spôsob liečby transplantáciou buniek. Transplantované bunky si zachovávajú genotyp darcu, takže transplantáciu možno považovať za formu génovej terapie, pretože vedie k zmene somatického genómu. Génová terapia- spôsob liečby zavedením dodatočnej genetickej informácie do buniek jedinca na úrovni DNA alebo RNA (geneticky upravené konštrukty) alebo zmenou génovej expresie.

Vo všeobecnosti boli doteraz identifikované štyri oblasti etiotropnej liečby:

Alogénna bunková transplantácia (bunková terapia);

Zavedenie geneticky upravených konštruktov do tkanív pacienta (génová terapia);

Transgénna transplantácia buniek s cieľovým geneticky upraveným konštruktom (kombinovaná terapia);

Zmena génovej expresie (génová terapia).

Bunková terapia

Bunková transplantácia alebo bunková terapia je v súčasnosti súčasťou prosperujúcej regeneratívnej medicíny. Používa sa na liečbu dedičných chorôb rozprávame sa o alogénnej bunkovej transplantácii, pretože autológna transplantácia nemení genóm mutantnej bunky. Väčšina efektívne výsledky bunkovú terapiu možno dosiahnuť transplantáciou kmeňových buniek. Majú schopnosť množiť sa v nediferencovanom stave a ich ďalšia časť sa diferencuje na bunky patologicky zmeneného orgánu, čím sa zlepšuje jeho funkcia. Čo sú kmeňové bunky, kde sa nachádzajú, aké sú ich odrody a funkcie, pozri knihu „Biológia kmeňových buniek a bunkové technológie v 2 zväzkoch“. vyd. M.A. Paltsev.

Zdroje kmeňových buniek sú uvedené v tabuľke. 10.5.

Tabuľka 10.5. Typy kmeňových buniek používaných na liečbu dedičných chorôb

Kostná dreň a krvotvorné kmeňové bunky získané pri jej kultivácii, ako aj multipotentné mezenchymálne stromálne bunky sú prvé z hľadiska doby aplikácie a objemu uskutočnených bunkových transplantácií. Koncom 60-tych rokov minulého storočia sa transplantácia kostnej drene prvýkrát použila na liečbu primárnych imunodeficiencií. V posledných rokoch sa pupočníková krv využíva aj ako zdroj hematopoetických kmeňových a mezenchymálnych stromálnych buniek.

Pečeň embryí - dobrý zdroj kmeňové bunky hepatálnej a nehepatálnej (po kultivácii) diferenciácie. Bunková frakcia embryonálnej pečene po transplantácii do tela príjemcu vykonáva funkcie pečene, čo je dôležité najmä v núdzových prípadoch poškodenia pečene.

Priečne pruhované svaly v kultúre tvoria myoblasty, myocyty, mesangioblasty, ktoré majú schopnosť samoreprodukcie a diferenciácie v opačnom smere na bunky priečne pruhovaného svalstva.

Transplantácia krvotvorných buniek sa využíva ako účinná terapia predovšetkým pri dedičných metabolických ochoreniach ochorenia lyzozomálneho ukladania A peroxizomálne. Celkovo bolo vo svete vykonaných asi 1000 transplantácií pre viac ako 20 chorôb. Liečba transplantáciou hematopoetických kmeňových buniek

dedičné metabolické ochorenia je založené na produkcii enzýmov chýbajúcich v tele v dôsledku fungovania darcovských buniek. Zo všetkých klinických punkcií pre viac ako 20 chorôb majú iba tri formy presvedčivé výsledky, ktoré umožňujú odporučiť transplantáciu takýchto buniek ako liečebnú metódu. Toto Hurlerov syndróm, X-viazaná adrenoleukodystrofia A Krabbeho choroba(globoidná bunková leukodystrofia). Pre tieto formy sú vypracované kondičné podmienky, predtransplantačná terapia, prísne indikácie a vek detí.

Veľkú časť v bunkovej terapii zaberajú choroby krvi a krvotvorných orgánov spojené s nedostatočnosťou produktov kostnej drene. Najdôležitejšou podmienkou je výber darcov podľa HLA antigénov, aby sa znížila reakcia štep verzus hostiteľ. Bez toho, aby sme sa pozastavovali nad technickou stránkou bunkovej terapie, uvádzame choroby, ktoré sa už liečia krvotvornými kmeňovými bunkami. To nevylučuje iné typy liečby. Transplantácia hematopoetických kmeňových buniek sa používa pri liečbe nasledujúcich ochorení: Fanconiho anémia, primárne imunodeficiencie, hemoglobinopatie. Transfúzia monocytových frakcií kostnej drene poskytuje horšie výsledky v dôsledku väčšej antigenicity zrelých buniek v porovnaní s hematopoetickými kmeňovými bunkami.

Pred viac ako 15 rokmi sa bunková terapia používala na liečbu dedičných ochorení kostí - achondroplázia a osteogenesis imperfecta. Transplantované mezenchymálne stromálne bunky získané z kostnej drene. Liečba bola zameraná na posilnenie rastu kostí. Použitie mezenchymálnych stromálnych buniek skutočne poskytlo účinok zrýchleného predlžovania kostí pri distrakčnej osteogenéze pri achondroplázii a významné zvýšenie rastu u pacientov s nedokonalou osteogenézou.

Pre bunkovú terapiu chorôb nervového systému existuje mnoho zdrojov kmeňových buniek: z nervového systému, tukového tkaniva, kostnej drene atď. Mezenchymálne stromálne bunky kostnej drene sa môžu diferencovať na neutrálne kmeňové bunky. Aj keď sa uskutočňuje množstvo experimentálnych vývojov, zdôvodňujú sa nové prístupy, nové klinické protokoly liečba pacientov s kmeňovými bunkami takých chorôb komplexnej patogenézy, ako je Alzheimerova choroba, Huntingtonova chorea, Parkinsonova choroba, Duchennova myopatia, pričom jeden

nedosiahli významné výsledky liečby. Všetky klinické protokoly pre bunkovú terapiu nervového systému sú primárnymi kontrolami toxicity a biologickej bezpečnosti.

Účinnosť liečby kmeňovými bunkami je zvyčajne nízka a terapeutický účinok pretrváva len počas prvých 6 mesiacov, preto by sa bunková terapia mala považovať skôr za doplnkovú ako hlavnú metódu liečby. Dôležitým spôsobom liečby je kombinácia bunkovej terapie s liečivou, najmä enzymatickou, pri dedičných metabolických ochoreniach. Je pred nami ešte veľa práce, aby sme priniesli prvé výsledky do účinných a bezpečných liečebných postupov. Napriek početným klinickým skúškam bunkovej terapie boli schválené liečebné protokoly pre špecifické nozologické formy zatiaľ nie sú dostupné (typ bunky, počet, spôsob podania buniek, načasovanie opätovného zavedenia).

Génová terapia

Génová terapia zavedením geneticky upravených konštruktov do buniek a tkanív pacienta (transgenóza in vivo) môže stimulovať rast tkaniva, funkciu orgánov. Pri tomto type terapie sa vytvárajú funkčne schopné genetické konštrukty (genetický vektor) v laboratórne podmienky. Tieto konštrukty musia obsahovať cieľový gén (alebo jeho hlavnú časť), vektor, promótor

(obr. 10.6).

Ryža. 10.6. Mapa genetického konštruktu (plazmid pAng1) s génom pre angiogenín. Označenia: Ang - cDNA angiogenínového génu; PrCMV - okamžitý skorý promótor/zosilňovač cytomegalovírusu; PrSV40 - skorý promótor/pôvod vírusu SV40; BGH polyA - polyadenylačný signál génu rastového hormónu hovädzieho dobytka; SV40 polyA - neskorá signálna polyadenylácia vírusu SV40; neo r - gén rezistencie na neomycín; ampr - gén rezistencie na ampicilín; ori - začiatok replikácie (f1 - f1 fág; ColE1 - ColE1 plazmidy)

Uvedená génová terapia bola testovaná najmä na liečbu kardiovaskulárnych ochorení: koronárnej choroby srdca a chronickej ischémie dolných končatín.

Hoci angiogenézu vykonáva celá skupina génov (asi

12), boli vybrané dva najkritickejšie cieľové gény na testovanie účinnosti génovej terapie. Pri ischemickej chorobe srdca (pri akútnych a chronických stavoch) je zavedenie gen VEGF(vaskulárny endoteliálny rastový faktor).

Génový prípravok založený na plazmidovom konštrukte obsahujúcom gén VEGF165človeka, sa zavádza v konečnom štádiu operácií (koronárny bypass, transmyokardiálna laserová revaskularizácia, miniinvazívna revaskularizácia myokardu) v oblasti vyžadujúcej neoangiogenézu. Všetci pacienti zaznamenali klinické zlepšenie: bol zaznamenaný prechod do priaznivejšej triedy námahovej angíny, znížila sa dávka použitých nitropreparátov; vzorka z fyzická aktivita odhalilo zvýšenie prahu tolerancie; Všetci pacienti zaznamenali zlepšenie kvality života. Keď scintigrafia ukázala pokles celkovej plochy, ako aj závažnosti defektov v akumulácii rádiofarmaka v porovnaní s predoperačným obrazom.

Liečených bolo niekoľko tisíc pacientov ischemickej choroby srdcia v rôznych fázach. Postup na zavedenie genetických konštruktov do myokardu je bezpečný. Pozitívny efekt génovej terapie je zaznamenaný vo väčšine klinických štúdií, ale je malý (8-10%).

Terapeutickú angiogenézu pri liečbe kritickej ischémie dolných končatín uskutočnili rôzni autori zavedením natívnej DNA do svalov nohy a stehna, ktorá kóduje proteín VEGF, gén FGF(fibroblastový rastový faktor), rekombinantné konštrukty založené na rôznych adenovírusoch s génom pre angiogenín - ANG.

V našej štúdii boli pacientom injekčne podané geneticky upravené konštrukty s génom ANG prostredníctvom priameho intramuskulárne injekcie do skupiny tibiálneho svalu postihnutej končatiny trikrát v rovnakých dávkach (3x109 plakotvorných jednotiek) v intervale 3 dní. Každá procedúra zahŕňala 4-5 priamych intramuskulárnych injekcií 0,3-0,5 ml roztoku rovnomerne rozložených na plochu 15-20x5-6 cm. Výsledky liečby boli vyhodnotené po 6-24 mesiacoch.

V klinických pozorovaniach bol vo všetkých prípadoch zaznamenaný pozitívny účinok: predĺženie času (vzdialenosti) bezbolestnej chôdze, zvýšenie brachio-panvového indexu, zníženie alebo dokonca zahojenie trofických vredov a prekrvenie svalov dolných končatín. končatiny sa zvýšili.

Literárne údaje a naše pozorovania naznačujú, že pozitívny účinok pretrváva 6-18 mesiacov, po ktorých je potrebné opakované injekcie lieku. Teda geneticky upravené konštrukty obsahujúce gény ANG A VEGF, prispievajú k tvorbe faktorov neoangiogenézy a stimulujú rast cievy v ischemických tkanivách. O stave, problémoch a perspektívach génovej terapie pozri rovnomenný článok od A.V. Kiseleva a kol. na CD.

Liečba transgénnymi bunkami

Liečbu transgénnymi bunkami cieleným geneticky upraveným konštruktom možno nazvať kombinovanou terapiou. Na implementáciu tohto typu bunkovej génovej terapie je potrebné zaviesť cieľový gén do bunky. Táto kombinácia spája vlastnosti bunkového vektora, funkciu génu a účinok bunkovej terapie.

transgenózy(prenos genetického materiálu) in vitro zamerané na somatické cieľové bunky predtým izolované z tela (napríklad resekovaná pečeň, kultúra lymfocytov, kostná dreň, kultúra fibroblastov, nádorové bunky). Na zavedenie DNA do buniek cicavcov už bolo testovaných mnoho prístupov: chemické (mikroprecipitáty fosforečnanu vápenatého, DEAE-dextrán, dimetylsulfoxid); bunková fúzia (mikrobunky, protoplasty); fyzikálne (mikroinjekcie, elektroporácia, laserová mikroinjekcia); vírusové (retrovírusy, adenovírusy, adeno-asociované vírusy). Mnohé nevírusové metódy sú neúčinné (s výnimkou elektroporácie a laserovej mikroinjekcie). Najúčinnejšími nosičmi DNA do buniek sú „prírodné striekačky“ – vírusy.

Procedúra bunkovej transgenézy by sa mala skončiť kontrolou jej úspešnosti. Transgenézu možno považovať za úspešnú, ak aspoň 5 % všetkých ošetrených buniek má zavedený genetický materiál.

Konečný postup génovej terapie prostredníctvom transgenózy somatické bunky in vitro- Toto reimplantácia transgénne cieľové bunky. Môže byť organotropný (pečeňové bunky sa vstrekujú cez portálna žila) alebo ektopické (bunky kostnej drene sa injikujú cez periférnu žilu).

Bunková génová terapia bola prijatá do klinickej praxe rýchlejšie, ako sa očakávalo. Varianty jeho aplikácie možno ukázať na príklade troch ochorení.

Nedostatok ADA. 4-ročné dievčatko (USA) trpelo zriedkavým dedičným ochorením - primárna imunodeficiencia (ťažká kombinovaná forma) spôsobená mutáciou génu ADA. Všetky 4 roky dievča žilo v sterilnom boxe. (Pacienti s týmto ochorením netolerujú žiadny kontakt s akoukoľvek infekciou z dôvodu úplného nedostatku imunity.)

Pacientove lymfocyty boli predtým oddelené od zvyšku krvných elementov, T-lymfocyty boli stimulované k rastu. Potom in vitro bol zavedený gén AD použitím retrovírusového vektora. Takto pripravené „geneticky upravené“ lymfocyty sa vrátili do krvného obehu.

K tejto udalosti došlo 14. septembra 1990 a tento dátum sa považuje za narodeniny skutočnej génovej terapie. Od tohto roku vychádza časopis „Gene Therapy“.

Z protokolu klinického skúšania vyplynulo, že po prvé, lymfocyty od pacientov s ťažkou imunodeficienciou možno izolovať, pestovať v laboratóriu, zaviesť do nich gén a potom ich vrátiť do krvného obehu.

tok pacienta. Po druhé, liečba pacienta bola účinná. Celkový počet lymfocytov sa zvýšil na normálnu úroveň a množstvo ADA proteínu v T bunkách sa zvýšilo na 25 % normálu. Po tretie, počas 6 mesiacov pred ďalším priebehom liečby zostal počet „geneticky upravených“ lymfocytov a enzým ADA v bunkách konštantný. Zo sterilného boxu bolo dievča prevezené domov (obr. 10.7).

Ryža. 10.7. Prvé dve dievčatá liečené génovou terapiou pre ťažkú ​​kombinovanú primárnu imunodeficienciu v dôsledku deficitu adenozíndeaminázy (ADA), približne 2,5 roka po začatí liečby

Výber choroby na začatie používania génovej terapie bol dobre premyslený. Gene AD do tejto doby bol klonovaný, mal priemernú veľkosť, dobre integrovaný do retrovírusových vektorov. Predtým s transplantáciou kostnej drene

Nedostatočnosť ADA ukázala, že T-lymfocyty hrajú kľúčovú úlohu pri ochorení. Preto by mala byť génová terapia zameraná na tieto cieľové bunky. Dôležitým bodom bolo fungovanie imunitný systém možné pri hladine proteínu ADA 5-10 % kontroly. nakoniec ADA- "geneticky upravené" T-lymfocyty mali selektívnu výhodu oproti pôvodným defektným bunkám.

Familiárna hypercholesterolémia. LDL receptory, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v metabolizme cholesterolu, sú syntetizované v pečeňových bunkách. V súlade s tým by mala byť génová terapia zameraná na hepatocyty (cieľové bunky). Jeden pokus o takúto liečbu urobili v USA u 29-ročnej ženy s ťažkou aterosklerózou koronárnych artérií. Efekt predchádzajúceho chirurgického posunu už vyšiel nazmar. Pacientov brat zomrel na rovnakú chorobu pred dosiahnutím veku 30 rokov. Génová terapia pacienta prebiehala v niekoľkých fázach.

Pacient podstúpil čiastočnú (asi 15 %) hepatektómiu. Odstránený lalok pečene sa premyl roztokom kolagenázy, aby sa oddelili hepatocyty. Prijatých asi 6 miliónov hepatocytov. Potom boli tieto bunky pestované v 800 kultivačných miskách na živnom médiu. Počas rastu v kultúre sa ako prenosové činidlo použil retrovírusový vektor na zapnutie normálneho génu LDL. Transgénne hepatocyty boli zozbierané a injikované pacientovi cez katéter do portálnej žily (aby sa bunkám umožnilo dostať sa do pečene). O niekoľko mesiacov neskôr biopsia pečene odhalila, že nový gén v niektorých bunkách funguje. Obsah LDL v krvi klesol o 15-30%. Zlepšenie stavu pacienta umožnilo liečbu len liekmi na zníženie cholesterolu.

Rakovina. Mimoriadne rýchly pokrok v štúdiu ľudského genómu a metódy genetického inžinierstva umožňuje rozvoj génovej terapie nielen pre monogénne dedičné ochorenia, ale aj pre multifaktoriálne ochorenia, ako je rakovina. Génová terapia zhubné novotvary už začala, aj keď na ceste je veľa ťažkostí kvôli potrebe zabezpečiť selektivitu, špecifickosť, citlivosť a bezpečnosť prenosu génov. V súčasnosti sa používa nasledujúca stratégia génovej terapie rakoviny: zvýšenie imunogenicity nádoru vložením cytokínových génov, génov kódujúcich hlavný histokompatibilný komplex a lymfocytových ligandov; cielené dodávanie (vektorovanie) nádorových cytokínov do buniek, ktoré

v nádore lokálne môže realizovať toxické účinky (napríklad v lymfocytoch, infiltrujúce nádory); použitie nádorovo špecifických proliečivových aktivátorov, t.j. inzercia enzymaticky aktivujúcich génov aktivujúcich proliečivo fúzovaných s promótorovými systémami, ktoré sú realizované prostredníctvom odlišne riadenej (ideálne nádorovo špecifickej) transkripcie; zavedenie markerových génov, ktoré môžu zabezpečiť detekciu minimálne zostávajúcich po operácii alebo rastúcich nádorov; umelá represia génových funkcií vložením génov.

Niekoľko pokusov o génovú terapiu zhubné nádory spojené so zavedením génov IL-2 alebo TNF do buniek resekovaného nádoru. Tieto bunky sa potom injikujú subkutánne do oblasti stehna. Po 3 týždňoch sa odstráni regionálna lymfatická uzlina (na miesto vpichu zmesi transgénnych nádorových buniek). Kultivujte T-lymfocyty izolované z tohto uzla. Okrem toho sa množia lymfocyty z nádoru (infiltrujúce nádor). Pacientovi sa vstrekne celková hmotnosť lymfocytov, ktorá poskytuje imunitná odpoveď na nádorových bunkách. Takto sa liečili pacienti s malígnym melanómom, rakovinou obličiek, pokročilou rakovinou rôznych orgánov.

Zmena génovej expresie ako liečebná metóda

Táto línia génovej terapie sa otvorila pre vedecký vývoj v súvislosti s pokrokom funkčnej genomiky ako súčasti ľudského genómu, inými slovami, s nárastom poznatkov o základoch normálnej a patologickej génovej expresie. Zmeny v génovej expresii možno dosiahnuť farmakologickou moduláciou alebo interferenciou RNA. Dnes môžeme hovoriť o troch smeroch vo vývoji metód liečby dedičných chorôb zmenou génovej expresie: zvýšená expresia v géne, ktorý chorobu určuje; zvýšená expresia v géne, ktorý nesúvisí s ochorením; znížená expresia abnormálneho dominantného génového produktu. - S dedičným angioedémom (autozomálne dominantné ochorenie) sa u pacientov neočakávane vyvinie submukózny a subkutánny neurotický edém. Je to spôsobené nedostatočnou produkciou inhibítora esterázy komplementovej zložky C1. Kvôli rýchla príroda ataky edému sú profylakticky predpísaná liečba syntetickými androgénmi (danazol). Androgény výrazne zvyšujú množstvo

mRNA inhibítora C1 (pravdepodobne v normálnych a mutantných lokusoch). Frekvencia závažných záchvatov u pacientov prudko klesá.

Terapia farmakologickou moduláciou génovej expresie môže byť zameraná na zvýšenie expresie normálneho génu, aby sa kompenzoval účinok mutácie v inom géne. Hypometylácia DNA zvyšuje množstvo fetálneho hemoglobínu u dospelých. Zvýšenie hladiny fetálneho hemoglobínu (α2γ2) je u pacientky s kosáčikovitou anémiou celkom adekvátne, keďže hemoglobín F (fetálny) je normálnym nosičom kyslíka a zabraňuje polymerizácii hemoglobínu S. -deoxycytidín), ktorý je zapnutý namiesto cytidínu Blokáda metylácie vedie k zvýšeniu expresie génu pre y-globín a podielu hemoglobínu F v krvi.

Zníženie expresie dominantného génu možno dosiahnuť interferenciou RNA (informácie o malej interferujúcej RNA pozri v kapitole 1). Pri mnohých dedičných ochoreniach sú patologické zmeny spôsobené toxickými produktmi (proteíny pri nestabilných ochoreniach s opakovanou expanziou) alebo znížením príspevku normálneho proteínu (abnormálny kolagén pri osteogenesis imperfecta). Patogeneticky je jasné, že je potrebné znížiť množstvo syntézy mutantných proteínov bez narušenia syntézy proteínov z normálnej alely. Tento cieľ možno dosiahnuť interferenciou RNA. Krátke reťazce RNA sa viažu na cieľovú RNA a spôsobujú ich degradáciu. Na základe rýchleho pokroku v štúdiu malých RNA (malé interferujúce RNA) možno dúfať vo veľký potenciál tejto technológie pri liečbe dedičných chorôb, hoci terapia interferencie RNA je stále v ranom štádiu vývoja.

Riziká bunkovej a génovej terapie

Ako vidno z vyššie uvedených príkladov, éra ľudskej génovej terapie sa už začala. Stanovia sa princípy a metodické prístupy génovej terapie, vyberú sa choroby, ktoré jej potenciálne podliehajú

liečbe. Práce pokračujú súčasne rozdielne krajiny a v rôznych smeroch. Už teraz je zrejmé, že génovou terapiou sa budú liečiť nielen dedičné a kardiovaskulárne ochorenia, ale aj zhubné nádory a chronické vírusové infekcie.

Zároveň je potrebné poznamenať, že tieto metódy musia byť aplikované s mimoriadnou opatrnosťou (to platí konkrétne pre aplikáciu, a nie pre vývoj!). Toto je obzvlášť dôležité pri liečbe dedičných chorôb (obzvlášť rozšírených), aj keď existujú ešte rozhodujúcejšie prelomy v spôsoboch dodávania génov do cieľových buniek. Je potrebné pozorne sledovať jednotlivé výsledky liečby a dôsledne dodržiavať etické a deontologické zásady.

Objavili sa už tri typy rizík bunkovej a génovej terapie.

Nepriaznivá reakcia na vektor alebo kombináciu vektor/ochorenie. Autor: najmenej jeden pacient zomrel v dôsledku abnormálnej imunitnej odpovede na zavedený gén s adenovírusovým vektorom. Záver z tohto prípadu už bol urobený - pri výbere vektora je potrebné vziať do úvahy patofyziologické charakteristiky dedičného ochorenia.

Inzerčná mutagenéza vedúca k malígnym novotvarom. Existuje možnosť, že prenesená bunka alebo gén (na tom nezáleží - v čistej forme alebo s transgénnou bunkou) môže aktivovať protoonkogény alebo narušiť nádorové supresory. U niektorých pacientov po génovej terapii kombinovanej imunodeficiencie viazanej na X bol objavený predtým nepredvídaný mechanizmus onkogenézy. Génový prenos u týchto pacientov prispel k rozvoju lymfoproliferatívneho ochorenia.

Onkologické riziko v bunkovej terapii v dôsledku genetickej nestability bunkových transplantátov, v kultúre ktorých sa často vyskytujú abnormálne chromozomálne klony.

Všetky typy rizík možno minimalizovať riadnym overením metód bezpečnosti.

ZÁVER

Liečba dedičných chorôb je teda nezvyčajne náročná úloha, nie vždy efektívne vyriešená. Napriek tomu musí byť stála a vytrvalá. Nestabilita a často nedostatočná

statická závažnosť účinkov terapie neznamená odmietnutie jej kontinuálnej realizácie nielen z klinického hľadiska, ale aj z deontologických dôvodov. V tomto prípade by sa mali brať do úvahy dva znaky liečby dedičných chorôb:

Potreba dlhodobej kontroly liečby;

Počiatočná diagnostická presnosť pred vymenovaním liečby v dôsledku genetickej heterogenity dedičných ochorení.

KĽÚČOVÉ SLOVÁ A POJMY

Typy symptomatickej liečby Génová terapia (všeobecná schéma)

Génová terapia malígnych novotvarov Génová terapia monogénnych ochorení (príklady) Eufenika

Koncept degenerovaných rodín Korekcia výmeny na úrovni produktu Korekcia výmeny na úrovni substrátu Bunková terapia Kmeňové bunky Negatívna eugenika

Príklady liekovej symptomatickej liečby

Princípy patogenetickej liečby

transgenózy

Enzýmová terapia dedičných chorôb Chirurgické metódy liečby

Biológia kmeňových buniek a bunkové technológie: v 2 zväzkoch / ed. M.A. Paltsev. - M.: Medicína, 2009. - 728 s.

Dolgikh M.S. Možnosti génovej terapie, jej metódy, predmety a perspektívy // Úspechy modernej biológie. - T. 124. - č. 2. -

s. 123-143.

Marakhonov A.V., Baranova A.V., Skoblov M.Yu. Interferencia RNA: základné a aplikované aspekty // Lekárska genetika. - 2008. - č. 10. - S. 44-55.