Okolje nikoli ni bilo konstantno. Tudi v preteklosti ni bila povsem zdrava. Vendar pa obstaja temeljna razlika med modernim obdobjem v zgodovini človeštva in vsemi predhodnimi. IN Zadnje čase tempo okoljskih sprememb je postal tako pospešen, obseg sprememb pa tako razširjen, da je problem proučevanja posledic postal pereč.

Negativni vpliv okolja na človekovo dednost se lahko izrazi v dveh oblikah:

okoljski dejavniki lahko »prebudijo« tihi ali utišajo delujoči gen,

okoljski dejavniki lahko povzročijo mutacije, tj. spremeniti človeški genotip.

Do danes je breme mutacij v človeški populaciji znašalo 5 % in seznam dedne bolezni vključuje približno 2000 bolezni. Znatno škodo človeštvu povzročajo neoplazme, ki jih povzročajo mutacije somatskih celic. Povečanje števila mutacij povzroči povečanje števila naravnih splavov. Danes med nosečnostjo umre do 15 % plodov.

Ena najpomembnejših nalog današnjega časa je izdelava servisa za spremljanje genskega sklada človeka, ki bi beležil število mutacij in stopnjo mutacije. Kljub navidezni preprostosti tega problema se njegova resnična rešitev sooča s številnimi težavami. Glavna težava je velika genetska raznolikost ljudi. Ogromno je tudi število genetskih odstopanj od norme.

Trenutno se odstopanja od norme v človeškem genotipu in njihove fenotipske manifestacije ukvarjajo z medicinsko genetiko, v okviru katere se razvijajo metode za preprečevanje, diagnosticiranje in zdravljenje dednih bolezni.

Metode za preprečevanje dednih bolezni.

Preprečevanje dednih bolezni lahko izvajamo na več načinov.

A) Sprejeti je mogoče ukrepe za oslabitev delovanja mutagenih dejavnikov: zmanjšanje doze sevanja, zmanjšanje števila mutagenov v okolju, preprečevanje mutagenih lastnosti serumov in cepiv.

B) Obetavna smer je iskanje antimutagenih zaščitnih snovi . Antimutageni so spojine, ki nevtralizirajo sam mutagen, preden reagira z molekulo DNA, ali odstranijo poškodbe molekule DNA, ki jih povzročajo mutageni. V ta namen se uporablja cistein, po uvedbi katerega je telo miši sposobno prenašati smrtonosni odmerek sevanja. Številni vitamini imajo antimutagene lastnosti.

C) Namen preprečevanja dednih bolezni je genetsko svetovanje. Hkrati se preprečijo tesno povezane poroke (inbriding), saj to močno poveča verjetnost, da bi imeli otroke, homozigotne za nenormalni recesivni gen. Identificirani so heterozigotni nosilci dednih bolezni. Genetik ni pravna oseba, posvetovanemu ne more prepovedati ali dovoliti imeti otrok. Njegov namen je pomagati družini pri realni oceni stopnje nevarnosti.

Metode za diagnosticiranje dednih bolezni.

A) Metoda množične (sejalne) diagnostike .

Ta metoda se uporablja pri novorojenčkih za odkrivanje galaktozemije, anemije srpastih celic, fenilketonurije.

B) Ultrazvočni pregled.

V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja se je na 1. mednarodnem genetskem kongresu pojavila ideja o uvedbi zdravniška praksa prenatalna diagnostika dednih bolezni. Danes je najbolj razširjena metoda ultrazvočni pregled. Njegova glavna prednost je množičnost pregleda in sposobnost prepoznavanja odstopanj pri 18-23 tednih nosečnosti, ko plod sam še ni sposoben preživeti.

IN) Amniocenteza.

V gestacijski starosti 15-17 tednov z brizgo prebodemo plodov mehur in izsesamo majhno količino plodove tekočine, v kateri so odluščene celice plodove povrhnjice. Te celice gojimo v kulturi na posebnih hranilnih medijih 2–4 tedne. Nato je s pomočjo biokemične analize in preučevanja kromosomskega nabora mogoče identificirati približno 100 genov in skoraj vse kromosomske in genomske anomalije. Metoda amniocenteze je bila uspešno uporabljena na Japonskem. Tu so obvezne in brezplačne vse ženske, starejše od 35 let, pa tudi ženske, ki že imajo otroke z odstopanji od norme. Amniocenteza je razmeroma dolgotrajen in drag poseg, a ekonomisti so izračunali, da je strošek testiranja 900 žensk veliko nižji od stroška hospitalizacije ene bolnice z dedno nepravilnostjo.

G) citogenetska metoda.

Za določitev anomalij kromosomskega aparata se preučujejo vzorci človeške krvi. To je še posebej pomembno pri ugotavljanju prenašanja bolezni pri heterozigotih.

D) biokemična metoda.

Temelji na genetskem nadzoru sinteze beljakovin. Z registracijo različnih vrst proteinov je mogoče oceniti pogostost mutacij.

Metode zdravljenja dednih bolezni.

A) Dietna terapija.

Sestoji iz vzpostavitve pravilno izbrane prehrane, ki bo zmanjšala resnost manifestacije bolezni. Na primer, z galaktozemijo pride do patološke spremembe zaradi dejstva, da ni encima, ki razgrajuje galaktozo. Galaktoza se kopiči v celicah, kar povzroča spremembe v jetrih in možganih. Zdravljenje bolezni poteka s predpisovanjem diete, ki izključuje galaktozo v živilih. Hkrati se genetska napaka ohrani in prenese na potomce, vendar običajnih manifestacij bolezni pri osebi, ki uporablja to dieto, ni.

B ) Vnos manjkajočega faktorja v telo.

Pri hemofiliji se izvajajo injekcije beljakovin, kar začasno izboljša bolnikovo stanje. Pri dednih oblikah sladkorne bolezni telo ne proizvaja insulina, ki uravnava presnovo ogljikovih hidratov. V tem primeru se v telo vbrizga insulin.

IN) Kirurške metode.

Nekatere dedne bolezni spremljajo anatomske nepravilnosti. V tem primeru se uporablja kirurška odstranitev organov ali njihovih delov, korekcija, presaditev. Na primer, s polipozo se odstrani rektum, operirajo prirojene srčne napake.

G) Genska terapija- odprava genetskih napak. Za to je en sam normalen gen vključen v somatske celice telesa. Ta gen bo kot posledica celične reprodukcije nadomestil patološki gen. Trenutno se na živalih izvaja gensko zdravljenje z zarodnimi celicami. Normalni gen se vstavi v jajčece z nenormalnim genom. Jajčece se implantira v telo samice. Iz tega jajčeca se razvije organizem z normalnim genotipom. Gensko zdravljenje je predvideno le v primerih, ko je bolezen smrtno nevarna in je ni mogoče zdraviti drugače.

Za stranmi šolskega učbenika.

Nekatera vprašanja evgenike.

Ideja umetno izboljšanječlovek ni nov. Toda šele leta 1880. pojavil koncept "evgenike". To besedo je uvedel bratranec Charlesa Darwina, F. Galton. Evgeniko je opredelil kot vedo o izboljšanju potomstva, ki nikakor ni omejena na vprašanja inteligentnih križanj, ampak se predvsem v primeru človeka ukvarja z vsemi vplivi, ki so sposobni najbolj nadarjenim rasam dati največ možnosti za prevladajo nad manj nadarjenimi rasami.

Sam izraz "evgenizem" izhaja iz grške besede za osebo dobre družine, plemenitega porekla, dobre rase.

Galton je nedvomno priznaval določeno vlogo okolja pri razvoju posameznika, vendar je v končni fazi menil, da je »rasa« pomembnejša od okolja, tj. poudaril je to, kar danes imenujemo genetski dejavnik.

Zamisel o izboljšanju človeške populacije skozi biološke metode ima veliko preteklost. Zgodovinarji so tovrstne argumente našli celo pri Platonu. Kljub temu je bil Galton izviren, saj je razvil popolno teorijo. Njegovi zapisi so glavni vir, h kateremu se je treba obrniti pri analizi današnjega dogajanja. Po Galtonu si je evgenika, ki jo je ustanovil, zaslužila status znanosti. Z določenega vidika evgenizem res vsebuje nekaj znanstvenega, uporablja nekatere teorije in rezultate s področja biologije, antropologije, demografije, psihologije itd. Očitno pa je, da je osnova evgenizma družbena in politična. Teorija je imela praktični končni cilj – ohraniti najbolj »nadarjene rase«, povečati število nacionalne elite.

Pod vplivom lastnih neuspehov v Cambridgeu se je Galton začel intenzivno zanimati za naslednji problem: kakšen je izvor najbolj nadarjenih ljudi. Napisal je dela, v katerih je s pomočjo statistike skušal potrditi hipotezo, ki jo je spodbudilo osebno prepričanje, da so najbolj nadarjeni posamezniki pogosto bližnji sorodniki prav tako nadarjenih. Načelo izvajanja raziskav je bilo za Galtona preprosto: preučeval je populacije ljudi, ki so pripadali družbeni eliti (sodniki, državniki, znanstveniki). Identificiral je precejšnje število njihovih bližnjih sorodnikov, ki so bili sami vidne osebnosti. Primerjave so bile narejene metodično ob upoštevanju različnih stopenj sorodstva. Tako ugotovljene korelacije so bile očitno nestabilne in omejene. Pravzaprav interpretacija teh statistik v prid tezi o biološkem dedovanju nikakor ni bila očitna. Toda sam Galton je pripadal angleški eliti, zato mu je bilo psihološko precej enostavno dovoliti dedovanje genija.

V zgodovini biologije je Galtonova vloga običajno podcenjena. Biologi Galtona niso dojemali kot specialista: njegovi biološki interesi so bili podrejeni bolj splošnim interesom. In vendar je bil on tisti, ki je 10 let pred Weismannom oblikoval dve glavni določbi svoje teorije. Galton se je zanimal tudi za genetiko, ker je dednosti pripisoval pomembno vlogo v družbenih pojavih.

Uporaba evgenike na področju znanosti je v nekaterih primerih plodna, na splošno pa je evgenika brez znanstvene podlage. Projekt izboljšanja posameznih ras, najbolj nadarjenih, sloni predvsem na ideoloških in političnih motivih. Dejstvo, da lahko genetika evgenikom ponudi nekaj argumentov, nikakor ne dokazuje niti resnice niti etične legitimnosti tega projekta. Koncept "rase" v razlagi Galtona je zelo ohlapen. Prvič, lahko ustreza skupni ideji o rasi: rumena, bela, črna. Koncept "rase" uporablja bolj fleksibilno: raso tvori vsaka homogena populacija, v kateri so določene značilnosti vztrajno podedovane. Ta ideja je zelo sporna. Merila za "dobro raso" so sama po sebi precej nejasna, vendar so glavne med njimi lastnosti, kot so inteligenca, energija, fizična moč in zdravje.

Leta 1873 Galton je objavil članek "O izboljšanju dednosti". V njem pojasnjuje, da je prva dolžnost človeštva prostovoljno sodelovati pri skupni proces naravna selekcija. Po Daltonu bi morali ljudje metodično in hitro početi tisto, kar narava počne slepo in počasi, namreč: favorizirati preživetje najvrednejših in upočasniti ali prekiniti razmnoževanje nevrednih. Mnogi politiki so takim izjavam naklonjeno prisluhnili. Navajane so bile impresivne številke: med letoma 1899 in 1912. V ZDA so v zvezni državi Indiana izvedli 236 operacij vazektomije pri duševno zaostalih moških. Ista država leta 1907. glasovali za zakon, ki predvideva sterilizacijo dednih degeneratov, nato pa je Kalifornija in 28 drugih držav storilo enako. Leta 1935 skupno število sterilizacijske operacije dosegle 21 539. Vse evgenične dejavnosti niso bile tako surove, čeprav so temeljile na isti filozofiji izbiranja najbolj nadarjenih ljudi. Omeniti velja, da znani znanstveniki niso oklevali s predlaganjem zelo strogih ukrepov. Laureat Nobelova nagrada Francoz Karel leta 1935. izdal svoje delo »To neznano bitje je človek«, ki je doživelo izreden uspeh. V tej knjigi je avtor pojasnil, da je glede na oslabitev naravne selekcije treba obnoviti "biološko dedno aristokracijo". Ob obžalovanju naivnosti civiliziranih narodov, ki se kaže v ohranjanju nekoristnih in škodljivih bitij, je svetoval ustanovitev posebnih ustanov za evtanazijo zločincev.

Tako pojem »evgenizem« zajema raznolike manifestacije realnosti, a vso raznolikost lahko zreduciramo na dve obliki: militantni (zavestni) evgenizem in »mehki« (nezavedni) evgenizem. Prvi je najbolj nevaren. On je bil tisti, ki je povzročil plinske celice nacistov. Vendar bi bilo napačno šteti drugo za neškodljivo. Tudi ta je dvoumen: nekatere dejavnosti, povezane z odkrivanjem in preprečevanjem dednih bolezni, so rudimentarna oblika evgenizma.

Razlika med evgenizmom in socialnim darvinizmom.

Zagovorniki socialnega darvinizma pridigajo o nevmešavanju. Verjamejo, da je tekmovalnost med ljudmi koristna in da bo borba za obstoj zagotovila preživetje najboljših posameznikov, zato je dovolj, da se ne vmešavamo v proces selekcije, ki nastane spontano.

Kar zadeva evgenizem, ima nekaj kot policist: njegov cilj je vzpostaviti avtoritaren sistem, ki je sposoben "znanstveno" proizvesti dobre posameznike in dobre gene, ki jih potrebuje narod. Tu gre enostavno navzdol: začenši z vzpostavitvijo zemljevidov genetske identitete, povečanjem števila testov za ugotavljanje primernosti za zakon, blokado kanalov, ki vodijo do hudobnih elementov, potem pa je na vrsti končno dejanje, na primer evtanazija – humano in gospodarno. Nacistična evgenika je imela nadznanstveno utemeljitev. Hitler se, da bi upravičil kult »čiste rase«, izrecno sklicuje na biologijo razmnoževanja in teorijo evolucije.

Kaj danes pomeni biti evgenik?

Od časa Galtona so se razmere močno spremenile. Leta obstoja nacizma so pripeljala do tega, da se je moral evgenizem ideološko in družbeno umakniti. Toda velik napredek biologije in genski inženiring omogočil neoevgenizem. Velika novost je bil razvoj metod za prepoznavanje »slabih« genov, tj. geni, odgovorni za bolezni. Genetske okvare je mogoče odkriti v različnih fazah. Ponekod pregledajo osebe, ki želijo imeti otroke, ponekod nosečnice. Če ima plod resno anomalijo, se lahko pojavi vprašanje splava. Z odkrivanjem resnih genetskih napak pri novorojenčkih, ki so posledica zgodnjega zdravljenja, se lahko povrne izgubljena funkcija. Tako je nastala nova situacija: od zdaj naprej je mogoče načrtovati veličastno dolgoročno operacijo prenove človeškega genskega sklada. To odpira številna vprašanja, tako tehnična kot etična. Najprej, kje se ustaviti pri izločanju genov? Zdi se, da je ideal neusmiljene genetske selekcije v biološkem smislu sporen. Ali bi lahko taka selekcija povzročila osiromašenje človeškega genskega sklada? Sanje evgenikov so uporaba genske selekcije, podobne selekciji v živinoreji. A prav živinorejci so se imeli priložnost prepričati, da je sistematična selekcija uporabna le do določene meje: s prevelikim izboljševanjem sorte se njena sposobnost preživetja včasih pretirano zmanjša. Trenutno obstajata dva glavna trenda, ki si nasprotujeta. En tabor sestavljajo zagovorniki strogih ukrepov. Menijo, da je genski inženiring dal človeku v roke orožje, ki naj bi ga uporabili v dobro človeštva. Nobelov nagrajenec za fiziologijo ali medicino Lederberg je na primer zagovornik kloniranja človeških genov kot učinkovitega sredstva za ustvarjanje izjemnih ljudi. V drugem taboru so tisti, ki zahtevajo, da se področje človeške genetike razglasi za nedotakljivo. V ZDA so na zasebno pobudo že organizirali zbiranje in konzerviranje semenčic Nobelovih nagrajencev. Tako bo, če gre verjeti odgovornim osebam, mogoče z umetno oploditvijo zlahka roditi otroke z izjemnimi talenti. Pravzaprav nič ne dopušča trditve, da je tak projekt znanstveno utemeljen.

Številna dejstva pričajo o tem, da danes obstajajo različni razlogi, ki prispevajo k vstajenju evgenizma.

Tuye P. "Skušnjave evgenizma".

V knjigi. "Genetika in dednost". M.: Mir, 1987.

Dedne bolezni spadajo v kategorijo bolezni, ki se kažejo s pojavom trajnih sprememb v procesih prenosa genetske informacije s človeškimi zarodnimi celicami.

Splošni pojmi o dednih boleznih

Genske mutacije so glavni vzrok teh patologij. Kljub dejstvu, da se manjša odstopanja v kromosomskem aparatu pojavljajo precej pogosto, se takoj odpravijo ali vodijo do izboljšanja nekaterih lastnosti telesa za naslednje generacije ljudi. Toda na žalost so nekatere spremembe precej pomembne, na primer zmanjšanje ali povečanje števila kromosomov v celicah, kar povzroči resne anomalije.

Večina mutacij nastane pod vplivom negativni dejavniki okolje, kot so ionizirajoče sevanje, strupene snovi, nekateri zdravila. Vendar pa v nekaterih primerih ni mogoče ugotoviti vzroka za nastale spremembe, zato se domneva, da se pojavijo naključno, na primer med oploditvijo jajčeca ali prvotno delitvijo zarodnih celic.

Metode zdravljenja dednih bolezni

Kljub vsem dosežkom sodobna medicina, zdravljenje dednih bolezni vključuje uporabo pretežno simptomatske terapije in ne vodi do popolno okrevanje bolnika in je namenjen le zmanjšanju stopnje manifestacije simptomov.

Najpogosteje se uporabljajo naslednje metode:

• Dietna terapija je pomembna faza v procesu odpravljanja negativnih posledic številnih bolezni. Na primer, s fenilketonurijo so živila, ki vsebujejo fenilalanin, popolnoma izključena iz prehrane, vključno z mlekom, ribami in mesom. Z napakami v prehrani se bolnikovo dobro počutje znatno poslabša, poleg tega se zmanjša stopnja inteligence do razvoja hudega idiotizma. Zato zdravniki vztrajajo pri upoštevanju diete in opozarjajo, da je njena neskladnost preobremenjena z razvojem nevarnih posledic;
• dodaten vnos koencimov, zlasti vitaminov;
• zagotavljanje pravočasne odstranitve toksinov iz telesa, ki se kopičijo zaradi presnovnih motenj. Torej, pri Wilson-Konovalovovi bolezni, za nevtralizacijo bakra, mora bolnik jemati d-penicilamin in za preprečevanje prekomernega kopičenja železa pri genoglobinopatijah je običajno predpisan desferal;
• uživanje snovi, katerih proizvodnja v telesu je zaradi bolezni blokirana (na primer citidilna kislina v primeru orotoacidurije);
• imenovanje manjkajočih hormonov v hipofizni pritlikavosti in drugih podobnih pogojih;
• blokiranje prekomerne aktivnosti encimov s pomočjo zaviralcev;
• presaditev tkiv, organov ali celic z normalno genetsko informacijo.

Poleg tega lahko spoznate možnosti sodobne medicine pri zdravljenju kromosomskih nepravilnosti, tako da se seznanite z dosežki genske terapije. Ta smer temelji na izvajanju prenosa genskega materiala v Človeško telo pod pogojem, da se gen dostavi v tako imenovane tarčne celice z uporabo različne metode.

Indikacije za imenovanje

Zdravljenje dednih bolezni se izvaja le v primeru natančne diagnoze bolezni. Hkrati se pred predpisovanjem terapevtskih ukrepov izvedejo številne analize, s katerimi se ugotovi, kateri hormoni in druge snovi se v telesu proizvajajo v presežku in kateri premalo, da se izbere najučinkovitejše odmerjanje zdravil.

V procesu jemanja zdravil nenehno spremljajo bolnikovo stanje in po potrebi spremenijo potek zdravljenja.

običajno, zdravila take bolnike je treba jemati dosmrtno ali dlje časa (npr. do konca telesne rasti) in se dosledno in nenehno držati prehranskih priporočil.

Kontraindikacije

Pri razvoju poteka terapije se upoštevajo morebitne individualne kontraindikacije za uporabo in po potrebi eno zdravilo nadomestijo z drugim.

Če se odločimo za presaditev organov ali tkiv zaradi določenih dednih bolezni, je treba upoštevati tveganje negativnih posledic po operaciji.

Diagnostika

1. Prenatalni (intrauterini), tj. z ultrazvočnim pregledom, rentgenom ploda, aminocetezo - analizo amnijske tekočine z deskvamiranimi plodovimi celicami.

2. Postnatalno (po rojstvu) - na podlagi dermatoglifi(prstni odtis) in morfološka analiza (zunanji znaki)

3. Predklinični (presimptomatski)

4. Zgodnja postnatalna diagnostika (identifikacija) dednih bolezni, ki jih je mogoče zdraviti.

Diagnoza dedne patologije je zapleten in dolgotrajen proces. Težave povzroča veliko število dednih bolezni (približno 3,5 tisoč), različne klinična slika vsak od njih, redek pojav nekaterih oblik. In tudi s tem, da lahko dedne bolezni potekajo podobno kot nededne, jih spremljajo.

Tako je diagnoza sestavljena iz dveh stopenj:

Splošni klinični pregled pacienta v skladu s sodobnimi zahtevami;

Ob sumu na določeno dedno bolezen je potrebna specializirana medicinsko genetska preiskava.

Pogosto za diagnosticiranje najbolj znanih dednih bolezni zadošča splošni klinični pregled, npr. Downova bolezen, ahdroplazija itd. Vendar ne smemo pozabiti, da je za popolno odpravo napak potrebno izvesti posebne genetske metode pregleda.

Pogostnost hudih prirojenih malformacij, ki jih spremlja disfunkcija, je 2-3% celotnega človeštva.

Patogeneza

dedne bolezni so dveh vrst: genetski in kromosomsko. Genetske delimo na avtosomne ​​(avtosomno dominantne in avtosomno recesivne) in spolno povezane (x-vezane in y-vezane).

Avtosomno dominantne bolezni

Za takšno dedovanje je značilen neposreden prenos okvarjenega gena s prizadetega starša na otroke. Vendar pa je pri nekaterih dominantnih mutantnih genih opaziti njihovo nepopolno izražanje. V takih primerih bolniki morda ne kažejo nekaterih simptomov. Tako je očitno, da je v nekaterih primerih patologije potrebna temeljita analiza družinske sheme - rodovnika. Te mutacije vključujejo bolezni, kot so:

koreja- nehoteni gibi obraza in okončin, duševne motnje

glavkom– slepota in degeneracija živčnih celic

Mišična distrofija - nenormalnosti delovanja mišic

Črevesna polipoza - več polipov, ki se spremenijo v raka

Brahidaktilija (kratkoprst) - skrajšane kostne falange

Ahandroplazija- pritlikavost

Avtosomno recesivne bolezni

Recesivni geni so lahko tudi spremenjeni ali mutirani. Če pa mutacijo dominantnega gena spremlja sprememba lastnosti, ki jo nadzira, potem mutacija recesivnega gena ne bo povzročila nobenih fenotipskih sprememb. Recesivni mutirani gen se lahko prenaša skozi več generacij, dokler se kot posledica poroke med dvema nosilcema ne pojavi otrok, ki deduje isto okvarjen gen od očeta in matere.

anemija srpastih celic- kronična hipoksija, tromboza in zgodnja smrt

Hidrocefalus- kopičenje tekočine v lobanji, telesne in duševne motnje

prirojena gluhost

fenilketonurija - zmanjšanje mišičnega tonusa, depigmentacija kože, las, šarenice, duševna zaostalost

Cistična fibroza - disfunkcijo trebušne slinavke in drugih žlez, pljučnico in smrt

Tay-Sachsova bolezen– paraliza, slepota, duševna motnja in smrt pred 3 leti

Y- in X-vezane bolezni

hemofilija- nestrjevanje krvi

nočna slepota - nezmožnost videnja v temi

hipertrihoza- Y-povezana poraščenost uhljev ob robu ušesne školjke

sindaktilija- membranska fuzija 2. in 3. prsta

barvna slepota- barvna slepota

Zdravljenje dednih bolezni

1. simptomatski in patogenetski– vpliv na simptome bolezni (genetska napaka se ohrani in prenese na potomce):

1) dietna terapija, zagotavljanje vnosa optimalnih količin snovi v telo, kar lajša manifestacijo najhujših manifestacij bolezni - na primer demenca, fenilketonurija.

2) farmakoterapija (vnos manjkajočega faktorja v telo)- občasne injekcije manjkajočih beljakovin, encimov, globulinov Rh faktorja, transfuzije krvi, ki začasno izboljšajo stanje bolnikov (anemija, hemofilija)

3) kirurške metode– odvzem organov, korekcija poškodb ali presaditev (razjeka ustnica, prirojene srčne napake)

2. Evgenične dejavnosti - nadomestilo za naravne pomanjkljivosti osebe v fenotipu (vključno z dednimi), tj. izboljšanje zdravja ljudi s pomočjo fenotipa. Sestavljajo jih zdravljenje s prilagodljivim okoljem: prenatalna in poporodna nega potomcev, imunizacija, transfuzija krvi, presaditev organov, plastična operacija, prehrana, zdravljenje z zdravili itd. Vključuje simptomatsko in patogenetsko zdravljenje, vendar ne odpravi popolnoma dednih okvar in ne zmanjša količine mutirane DNA v človeški populaciji.

3. Etiološko zdravljenje - vpliv na vzrok bolezni (mora voditi do kardinalne korekcije nepravilnosti). Trenutno ni razvit. Vsi programi v želeni smeri fragmentov genetskega materiala, ki določajo dedne anomalije, temeljijo na idejah genskega inženiringa (usmerjene, obratno inducirane mutacije z odkritjem kompleksnih mutagenov ali z zamenjavo "bolnega" kromosomskega fragmenta v celici z " zdravega" naravnega ali umetnega izvora)

Preprečevanje dednih bolezni

Preventivni ukrepi vključujejo medicinsko genetske posvete, prenatalno diagnostiko in klinični pregled. Strokovnjaki lahko v mnogih primerih staršem nakažejo verjetnost otroka z določenimi napakami, kromosomsko boleznijo ali presnovnimi motnjami, ki jih povzročajo genske mutacije.

Medicinsko genetsko svetovanje. Trend k povečanju teže dedne in dedno pogojene patologije je precej jasno izražen. Rezultati populacijskih študij v zadnjih letih so pokazali, da ima v povprečju 7-8% novorojenčkov kakršno koli dedno patologijo ali malformacijo. Najboljši način zdravljenja dedne bolezni bi bil popravek patološke mutacije z normalizacijo kromosomske ali genske strukture. Poskusi "povratne mutacije" se izvajajo samo na mikroorganizmih. Je pa možno, da bo genski inženiring v prihodnosti popravil napake narave tudi pri ljudeh. Doslej so glavni načini boja proti dednim boleznim spremembe okoljskih razmer, zaradi katerih je razvoj patološke dednosti manj verjeten, in preprečevanje z medicinsko genetskim svetovanjem prebivalstvu.

Glavni cilj medicinskega genetskega svetovanja je zmanjšati pojavnost bolezni z omejitvijo pojava potomcev z dedno patologijo. In za to je potrebno ne le ugotoviti stopnjo tveganja za nastanek bolnega otroka v družinah z obremenjeno dednostjo, ampak tudi pomagati bodočim staršem pravilno oceniti stopnjo resnične nevarnosti.

V medicinsko genetsko svetovanje so napoteni:

1) bolniki z dednimi boleznimi in člani njihovih družin;

2) družinski člani, v katerih se ponavljajo bolezni neznanega vzroka;

3) otroci z malformacijami s sumom na kromosomske motnje;

4) starši otrok z ugotovljeno kromosomsko motnjo;

5) zakonci s ponavljajočimi se spontanimi splavi in ​​neplodnimi zakonskimi zvezami;

6) bolniki z motnjami spolnega razvoja

7) osebe, ki se želijo poročiti, če eden od njih ali eden od njihovih sorodnikov trpi za dednimi boleznimi.

V medicinsko genetski posvetovalnici se bolnik pregleda in sestavi družinsko drevo. Na podlagi pridobljenih podatkov se domneva vrsta dedovanja te bolezni. V prihodnosti se diagnoza določi bodisi s pregledom kromosomskega niza (v citogenetskem laboratoriju) bodisi s pomočjo posebnih biokemičnih študij (v biokemičnem laboratoriju).

Pri boleznih z dedno nagnjenostjo naloga medicinsko genetskega svetovanja ni predvidevanje bolezni pri potomcih, temveč ugotavljanje možnosti razvoja. ta bolezen od sorodnikov bolnika in razvoj priporočil v primeru potrebe po zdravljenju ali ustreznih preventivnih ukrepih. Zgodnja preventiva namenjen odpravljanju škodljivih dejavnikov, ki izzovejo razvoj bolezni, je zelo pomembno, zlasti kadar visoka stopnja predispozicije. Do bolezni, pri katerih tak preventivne akcije so učinkoviti predvsem hipertenzija s svojimi zapleti, koronarna bolezen in možganska kap, peptični ulkus, diabetes.

Obeti za zdravljenje dednih bolezni v prihodnosti

Danes je znanstvenikom uspelo ugotoviti le povezavo med motnjami kromosomskega aparata na eni strani in različnimi patološkimi spremembami v človeškem telesu na drugi. Glede vprašanja prihodnosti medicinske genetike lahko rečemo, da se bo diagnostika in zdravljenje dednih bolezni šele razvijala. je zelo praktičnega pomena za klinično medicino. Identifikacija vzrokov začetnih motenj v kromosomskem sistemu, kot tudi preučevanje mehanizma razvoja kromosomskih bolezni, je prav tako naloga bližnje prihodnosti in naloga izrednega pomena, saj je razvoj učinkovitih metod za preprečevanje in zdravljenje kromosomskih bolezni je v veliki meri odvisno od njegove rešitve.

V zadnjih letih je zahvaljujoč uspešnemu razvoju citogenetike, biokemije in molekularne biologije postalo mogoče odkrivati ​​kromosomske in genske mutacije pri ljudeh ne le v postnatalnem obdobju, temveč tudi na različnih stopnjah prenatalnega razvoja, tj. Prenatalna diagnoza dedne patologije je postala resničnost. Prenatalna (prenatalna) diagnostika vključuje niz ukrepov, namenjenih preprečevanju pojava bolnega otroka v družini. Največji uspeh je bil dosežen pri prenatalni diagnostiki kromosomskih sindromov in monogenskih bolezni, medtem ko je napovedovanje patologije, za katero je značilno poligensko dedovanje, veliko težje. Metode prenatalne diagnostike običajno delimo na invazivne in neinvazivne.

Pri uporabi invazivnih metod, transabdominalno (skozi trebušno steno) ali transcervikalno (skozi nožnico in maternični vrat) odvzem vzorcev plodovih celic v različnih obdobjih nosečnosti in njihova kasnejša analiza (citogenetska, molekularno genetska, biokemična itd.). Citogenetske raziskovalne metode omogočajo odkrivanje kromosomskih aberacij pri plodu, z biokemičnimi metodami ugotavljanje aktivnosti encimov ali koncentracije določenih presnovnih produktov, molekularna genetska analiza daje neposreden odgovor na vprašanje, ali ima plod patološko mutacijo v preučevanega gena. Uporaba invazivnih metod prenatalne diagnoze je najučinkovitejša, saj njihovi rezultati omogočajo visoko natančno oceno prisotnosti dedne patologije pri plodu. Vzorčenje plodovega materiala za prenatalno diagnostiko se lahko izvaja v različnih obdobjih nosečnosti pod nadzorom ultrazvoka.

Trenutno se pri vseh dednih boleznih pogosto uporablja simptomatsko zdravljenje, s pomočjo katerega je mogoče do neke mere zmanjšati resnost klinične slike bolezni. Vključuje uporabo različnih zdravil, fizioterapijo, klimatoterapijo itd. Pri nekaterih dednih boleznih je takšno zdravljenje edini možni način za lajšanje nastalih simptomov.

Nekateri bolniki z dedno patologijo se po rojstvu zdravijo kirurško z uporabo rekonstruktivne kirurgije (razcep neba, razcepa ustnice, zaprtje analne stene, stenoza pilorusa, klobuka, prirojena dislokacija kolka, srčne napake), če je potrebno, s presaditvijo tkiv in organov. Številne okvare, ki so nastale kot posledica kršitve genotipa, je mogoče odpraviti le s kirurškim posegom (poškodba oči pri retinoblastomu, mekonijski ileus pri novorojenčkih s cistično fibrozo).

Pri boleznih, povezanih s presnovnimi motnjami (fenilketonurija, galaktozemija, fruktozemija itd.), se uporablja patogenetsko zdravljenje, ki lahko pomembno korigira spremembe v normalnem fenotipu posameznika z vplivom na biokemični mehanizem razvoja bolezni. Hkrati so zelo pomembni podatki o specifičnih molekularnih motnjah povezav presnovnega procesa pri posameznem bolniku.

Primer takšnega zdravljenja je uspešna uporaba dietoterapije za korekcijo fenotipa otroka s fenilketonurijo in galaktozemijo. V primeru kršitve sinteze katerega koli hormona, nadomestno zdravljenje z vnosom tega hormona v otrokovo telo (prirojeni hipotiroidizem).

Najbolj radikalen in učinkovit način zdravljenja dednih bolezni človeka je genska terapija, katere možnosti danes intenzivno proučujemo, eksperimentiramo na različnih bioloških modelih (celice bakterij, rastlin, živali, človeka itd.) in jih uporabljamo v klinična praksa.

Temeljni pomen metod gensko zdravljenje je zamenjava mutantnega proteina človeških celic, ki je povezan z razvojem bolezni, z ustreznim normalnim proteinom, ki se bo sintetiziral v takih celicah. V ta namen se v pacientove celice vnese normalen proteinski gen (transgen), ki je del gensko spremenjenega konstrukta, tj. eksperimentalno zasnovana rekombinantna molekula DNA (na osnovi vektorske molekule DNA).

Gensko zdravljenje je trenutno povezano s popravljanjem genetskih napak v somatskih celicah bolne osebe. Najkompleksnejši problemi genske terapije so povezani z mehanizmi dostave gena v želene celice, z možnostmi njegovega učinkovitega izražanja v teh celicah in varnostnimi ukrepi telesa. Za prenos genov se najpogosteje uporabljajo celice, ki so relativno lahko dostopne za poseg. notranji organi in človeška tkiva (rdeče celice kostni mozeg, fibroblasti, jetrne celice, limfociti). Takšne celice lahko izoliramo iz telesa, vanje vključimo želeni genski konstrukt in jih nato ponovno vnesemo v telo bolnika.

Za vnos želenih genov v človeško telo se najpogosteje uporabljajo virusni vektorji (kompleksna virusna DNA - človeški gen), plazmidni vektorji (plazmidna DNA - človeški gen), pa tudi umetni makromolekularni sistemi (transgen kot del liposomskega kompleksa). . Omejena uporaba virusnih vektorjev je povezana z možno patogenostjo virusov, ki se uporabljajo v ta namen (retrovirusi), njihovo sposobnostjo indukcije imunskega odziva (adenovirusni konstrukti). Poleg tega je lahko v nekaterih primerih integracija virusnih kompleksov v človeški genom vzrok za insercijske mutacije, ki vodijo do motenj v delovanju posameznih genov. Igra negativno vlogo in omejuje velikost genetskega konstrukta, ki je vključen v genom virusa.

Hkrati je večina nevirusnih kompleksov nizko toksičnih, nemutagenih, zato je njihova uporaba bolj zaželena. Vendar pa niso brez pomanjkljivosti, ki vključujejo kratek čas izražanje genov, vključenih v njih, in pomanjkanje zadostne specifičnosti v zvezi z določenimi tkivi v telesu.

Trenutno iskanje najbolj optimalnih variant genske terapije poteka v različnih smereh. Tako se poskuša uporabiti mikroRNA za blokiranje aktivnosti določenih genov. Razvite so bile metode za vnos DNA hibridnih plazmidov z injekcijo v mišične in druge celice (DNA imunizacija) ali z uporabo sistemov DNA-kationskih liposomov (kompleks se imenuje genosom), ki medsebojno delujejo z celična membrana, zlahka prodrejo v celice in tja dostavijo plazmidno DNA. Prav tako se zdi obetavna uporaba nekaterih drugih umetnih makromolekularnih kompleksov nevirusne narave (sintetičnih peptidov, kationskih ali lipidnih ligandov, zlasti hidrofobnih polikationov), na podlagi katerih so bili ustvarjeni sistemi, ki zagotavljajo prenos genov v določena tkiva. . Opozoriti je treba, da se v nenehnih poskusih človeške genske terapije uporabljajo različni načini prenosa normalnih genov. Tak prenos (transgenoza) se izvede bodisi z vnosom potrebnih genov v somatske celice, izolirane iz telesa (in vitro) z njihovim nadaljnjim vnosom v organe ali krvni obtok, bodisi z neposredno transgenezo (in vivo) z uporabo rekombinantnega vektorja s potrebnim gen.

Genska terapija se uporablja pri zdravljenju različnih monogenih in večfaktorskih bolezni ljudi. Trenutno poteka delo na področju genske terapije za hemofilijo, hudo kombinirano imunsko pomanjkljivost s pomanjkanjem adenozin deaminaze, Duchennovo miodistrofijo in družinsko hiperholesterolemijo.

Dober učinek transgeneze in vitro smo dosegli pri zdravljenju imunske pomanjkljivosti s pomanjkanjem adenozin deaminaze z vstavitvijo gena tega človeškega encima v mononuklearne celice periferne krvi, ekstrahirane iz telesa, nato pa se te celice vrnejo nazaj v telo.

Obstajajo dokazi, da se gensko zdravljenje lahko uporablja za zdravljenje družinske hiperholesterolemije, ki jo povzroča pomanjkanje receptorja za lipoproteine ​​nizke gostote. Gen normalnega lipoproteinskega receptorja so bolnikom v jetrne celice vnesli s pomočjo retrovirusnega vektorja in vitro, nato pa take celice vrnili v bolnikovo telo. Hkrati je nekaterim bolnikom uspelo doseči stabilno remisijo z znižanjem ravni holesterola za 50%.

Trenutno se razvijajo številni pristopi za zdravljenje nekaterih tumorjev z metodami genskega inženiringa. Tako se za zdravljenje melanoma uporabljajo tumorsko infiltrirani limfociti, v katere je vnesen gen faktorja tumorske nekroze. Z vnosom takih limfocitov v prizadeti organizem opazimo terapevtski učinek. Obstajajo dokazi o možnosti zdravljenja možganskih tumorjev z uporabo retrovirusnih vektorjev, ki prenašajo posedovanje zdravilni učinek transgen samo v deleče se tumorske celice, vendar ne vpliva na normalne celice.

Tako lahko v prihodnosti genska terapija postane ena vodilnih smeri pri zdravljenju človeške dedne patologije zaradi zmožnosti popravljanja funkcij pacientovega genetskega aparata in s tem normalizacije njegovega fenotipa.

NALOGE ZA SAMOSTOJNO DELO

• 1. Z informacijami, ki jih imate, narišite in vitro transgenezo. Navedite primere bolezni, pri katerih se lahko uporablja ta metoda terapije.
• 2. Med predlaganimi boleznimi izberite tiste, pri katerih je mogoče kot patogenetsko zdravljenje uporabiti posebne diete:
  • a) galaktozemija;
  • b) adrenogenitalni sindrom;
  • c) fenilketonurija;
  • d) Downova bolezen;
  • e) hemofilija.
• 3. Vzpostavite korespondenco med boleznimi in možnimi pristopi k njihovemu zdravljenju:
• 1) družinska hiperholesterolemija; a) simptomatsko zdravljenje;
• 2) Downov sindrom; b) kirurško zdravljenje;
• 3) cistična fibroza; c) patogenetsko zdravljenje;
• 4) adrenogenitalni sindrom; d) gensko zdravljenje.
• 5) fenilketonurija;
• 6) prirojena dislokacija kolka;
• 7) talasemija.
• * * *

Obeti za nadaljnji razvoj medicinske genetike so povezani z razvojem novih učinkovite metode zgodnja diagnoza dedne bolezni človeka in latentno prenašanje genov za patološke lastnosti z izboljšanjem metod za preprečevanje in gensko terapijo dedne patologije. Predpostavlja se, da je mogoče dešifrirati genetsko osnovo različnih večfaktorskih bolezni in odkriti načine za njihovo korekcijo na molekularni ravni. Prav tako je zelo pomembno rešiti problem zaščite človeške dednosti pred škodljivimi učinki mutagenih okoljskih dejavnikov.

SPLOŠNA VPRAŠANJA

Empirični poskusi zdravljenja bolnikov z dedno patologijo, ki so se izvajali 200 let do 30. let 20. stoletja, niso dali pozitivnih rezultatov. Diagnoza dedne bolezni je ostala obsodba za bolnika in njegovo družino: takšne družine so veljale za degenerirane. Ta položaj v medicini v prvih desetletjih XX stoletja. se je očitno zanašal tudi na genetski koncept zelo stroge določitve mendelskih dednih lastnosti. V zvezi s tem je v začetku XX. nastala negativna evgenika, pozivajo k prisilni omejitvi rojstva otrok pri osebah z dedno patologijo. Na srečo je bilo praktično izvajanje negativne evgenike zaradi pritiska javnosti kratkotrajno.

Prelomnico pri zdravljenju dednih bolezni lahko štejemo za 20-30 let, tako da so sredi 20-ih let v poskusih na Drosophili pridobili dejstva, ki kažejo različne stopnje manifestacije delovanja genov v odvisnosti od vpliva genotipskega oz zunanje okolje. Na podlagi teh dejstev so se oblikovali koncepti penetrantnosti, ekspresivnosti in specifičnosti delovanja genov. Postala je možna logična ekstrapolacija: če okolje vpliva na ekspresivnost genov, potem je torej mogoče zmanjšati ali odpraviti patološki učinek genov pri dednih boleznih. Na podlagi teh določb je izjemni ruski biolog N.K. Koltsov je predlagal in utemeljil novo smer v medicinski genetiki - evfenično- nauk o dobri manifestaciji dednih nagnjenj. Po njegovem mnenju bi morala evfenika preučevati vse okoljske razmere, ki spodbujajo manifestacijo pozitivnih in ne-manifestacijo negativnih (dednih bolezni) dednih lastnosti.

* Popravljeno in dopolnjeno s sodelovanjem dr. med. znanosti, prof. A.Yu. Asanova.

Prvič na svetu je nevropatolog in genetik S.N. Davidenkov, ki temelji na lastnem klinične izkušnje in dosežkov eksperimentalne genetike, je v zgodnjih tridesetih letih 20. stoletja opozoril na zmotnost mnenja o neozdravljivosti dednih bolezni in degeneraciji družin s tovrstnimi boleznimi. On, tako kot N.K. Koltsov, je izhajal iz priznanja vloge dejavnikov zunanjega in notranjega okolja pri manifestaciji dednih bolezni. S.N. Davidenkov je vztrajal pri temeljnih možnostih poseganja v delovanje patoloških alel in sam veliko naredil za razvoj metod za zdravljenje dednih bolezni. živčni sistem. Takšno izhodišče je omogočilo razvoj različnih pristopov in metod zdravljenja ljudi z dednimi boleznimi, ki temeljijo na dosežkih genetike, teoretične in klinične medicine. Vendar pa je pomanjkanje informacij o patogenetskih mehanizmih dednih bolezni v tistem času omejevalo možnosti razvoja metod. Vsi tovrstni poskusi so kljub pravilnim teoretičnim stališčem ostali empirični.

Zdravljenje različnih dednih bolezni lahko vključuje tako tradicionalne pristope v medicini (zdravila, specifične diete, kirurške korekcije itd.) kot vplive na dedne strukture, ki so »krive« za nastanek bolezni. Stopnje, na katere je usmerjen terapevtski učinek, so v veliki meri določene s stanjem znanja o primarni genetski okvari, njenimi kliničnimi manifestacijami, medsebojnim delovanjem z okoljskimi dejavniki in razumevanjem načinov, kako je napako mogoče popraviti. Splošni diagram točk uporabe terapevtskih učinkov je prikazan na sl. 10.1.

Trenutno je zaradi napredka v genetiki na splošno ter pomembnega napredka v teoretični in klinični medicini mogoče

riž. 10.1. Shema "tarč" za zdravljenje dednih bolezni

trdijo, da se že mnoge dedne bolezni uspešno zdravijo. Ta nastavitev mora biti pri zdravniku.

Splošni pristopi k zdravljenju dednih bolezni so podobni pristopom k zdravljenju bolezni katere koli druge etiologije. Pri dednih boleznih je v celoti ohranjeno načelo individualizirane obravnave, saj zdravnik tudi pri dedni patologiji ne zdravi le bolezni, temveč bolezen določene osebe. Možno je, da je treba pri dedni patologiji načelo individualiziranega zdravljenja upoštevati še strožje, saj heterogenost dednih bolezni še zdaleč ni razvozlana in posledično lahko različne dedne bolezni z različno patogenezo povzročijo enako klinično sliko. Fenotipske manifestacije mutacij v. določena oseba se lahko spreminja v eno ali drugo smer. Zato je pri različnih bolnikih potrebna različna korekcija dedne bolezni.

Tako kot pri zdravljenju drugih dobro raziskanih bolezni (na primer nalezljivih bolezni) lahko pri zdravljenju dednih bolezni in bolezni z dedno nagnjenostjo ločimo 3 pristope: simptomatski, patogenetski in etiotropni. V zvezi z dednimi boleznimi pri ločena skupina kirurške metode lahko ločimo, saj včasih opravljajo funkcije simptomatske terapije, včasih patogenetske, včasih oboje.

S simptomatskimi in patogenetskimi pristopi se uporabljajo vse vrste sodobnega zdravljenja (medikamentozno, dietno, radiološko, fizioterapevtsko, klimatsko itd.). Genetska diagnoza, klinični podatki o bolnikovem stanju in celotna dinamika bolezni določajo vedenje zdravnika skozi celotno obdobje zdravljenja ob stalnem in strogem upoštevanju Hipokratovega načela »ne škodi«. Pri zdravljenju dednih bolezni je treba biti še posebej previden pri upoštevanju etičnih in deontoloških norm: pogosto imajo takšni bolniki hude kronična patologija iz otroštva.

SIMPTOMATSKO ZDRAVLJENJE

čeprav nespecifično zdravljenje ni glavna, pravzaprav se uporablja ves čas, tudi pri zdravljenju bolnikov z dednimi boleznimi. Uporablja se simptomatsko zdravljenje

pri vseh dednih boleznih, tudi če ima zdravnik metode patogenetske terapije. Za številne oblike dedne patologije ostaja simptomatsko zdravljenje edino.

Simptomatsko zdravljenje z zdravili je raznoliko in je odvisno od oblike dednih bolezni. Eden od starodavnih primerov simptomatske terapije, ki se je ohranil do danes, je uporaba kolhicina pri akutnih napadih protinskega artritisa. To zdravljenje so uporabljali Grki v antičnem obdobju. Drugi primeri simptomatskega zdravljenja so lahko uporaba analgetikov za dedne oblike migrene, specifičnih pomirjeval za duševne manifestacije dednih bolezni, antikonvulzivov za konvulzivne simptome itd. Uspešnost tega dela terapije je povezana z napredkom farmakologije, ki zagotavlja vedno večjo izbiro zdravil. Hkrati dešifriranje patogeneze vsake bolezni omogoča razumevanje vzroka simptoma in na tej podlagi postane možna bolj subtilna korekcija simptomov z zdravili, če primarna patogenetska terapija še ni mogoča.

Primer je splošna shema večkomponentno simptomatsko zdravljenje cistične fibroze. Primarna povezava patogeneze (moten transport natrijevih in klorovih ionov) pri tej bolezni še ni bila popravljena.

Ker bolniki s potenjem izločajo veliko natrijevega klorida, se otrokom s cistično fibrozo v vročem in suhem podnebju svetuje dodajanje kuhinjske soli hrani. V nasprotnem primeru lahko včasih pride do kolapsa s toplotnim šokom.

Insuficienca trebušne slinavke pri bolnikih (prej ali slej se pojavi) se dopolnjuje s pripravki suhih izvlečkov trebušne slinavke živali ali encimov v kapsulah (pankreatin, panzinorm , festal  ) in holeretiki. pri klinični znaki motnje delovanja jeter, se izvaja potek ustrezne terapije (Essentiale , metionin, holin itd.).

Najresnejše in težko ozdravljive so bolezni dihal. Blokada lumena majhnih bronhijev z gosto sluzjo povzroči razvoj okužbe v pljučnem tkivu. Simptomatska (skoraj patogenetska) terapija je namenjena bronhialni obstrukciji in okužbi. Za zmanjšanje obstrukcije se uporabljajo bronhospazmolitiki.

in mešanice za izkašljevanje (izoprenalin, eufilin , atropin, efedrin itd.), mukolitična zdravila, predvsem tioli. Način dajanja zdravila (inhalacija, peroralno, intramuskularno) je odvisen od resnosti klinične slike. Uporabljajo se zdravila, ki zmanjšajo nastajanje znotrajcelične sluzi, kot je mukodin  (karbocistein). - Zdravljenje vnetnih zapletov v pljučih pri cistični fibrozi je težka naloga, saj te zaplete povzroča več vrst bakterij, včasih tudi gliv. V ta namen izvajamo intenzivno mikrobiološko nadzorovano antibiotično terapijo (cefalosporini tretje generacije itd.) ter zdravljenje s fluorokinoloni za boj proti Pseudomonas aeruginosa. Antibiotiki so izbrani glede na občutljivost mikroflore. Največji učinek daje uvedba antibiotikov v inhalaciji in parenteralno. Kot je razvidno iz primera zdravljenje z zdravili cistične fibroze, multisimptomatske bolezni zahtevajo uporabo več farmakokinetično združljivih zdravil.

Simptomatsko zdravljenje ni le zdravilno. Številne vrste fizioterapije (klimoterapija, balneoterapija, različni tipi elektroterapija, termoterapija) se uporabljajo pri dednih boleznih živčevja, dednih presnovnih boleznih, boleznih okostja. Po takšnih tečajih zdravljenja se bolniki počutijo veliko bolje, njihova pričakovana življenjska doba se podaljša.

Praktično ni takih dednih bolezni, pri katerih fizioterapija ne bi bila indicirana. Na primer, zdravljenje cistične fibroze z zdravili nenehno dopolnjujejo različni fizioterapevtski postopki (inhalacije, masaža itd.).

Simptomatsko lahko vključuje rentgensko radiološko zdravljenje dednih tumorjev pred in po operaciji.

Možnosti simptomatskega zdravljenja številnih bolezni še zdaleč niso izčrpane, še posebej za zdravljenje z zdravili in dieto.

Pri tem je treba poudariti, da se bo v prihodnje ob najpopolnejšem patogenetskem ali celo etiotropnem zdravljenju dednih bolezni v velikem obsegu uporabljalo simptomatsko zdravljenje.

PATOGENETSKO ZDRAVLJENJE

Zdravljenje katere koli bolezni s posegom v patogenezo je vedno učinkovitejše od simptomatskega zdravljenja. Tudi pri dednih boleznih so patogenetske metode najbolj upravičene, vendar ne nasprotujejo simptomatskemu zdravljenju. S proučevanjem patogeneze posamezne bolezni se pojavljajo različne možnosti za poseg v ta proces, med potekom bolezni ali med okrevanjem. Klinična medicina se je razvila na podlagi teoretičnih predstav o patoloških procesih. Klinična genetika sledi isti poti pri razvoju zdravljenja.

V zadnjih letih so bili za patogenetsko zdravljenje dednih bolezni uporabljeni bistveno novi pristopi, ki temeljijo na dosežkih molekularne in biokemične genetike. Pri opisovanju genskih bolezni (glej 4. poglavje) so bili podani primeri razvozlanih motenj presnovnih povezav, vseh biokemičnih mehanizmov, po katerih se razvija dedno določen patološki proces, od nenormalnega genskega produkta do klinične slike bolezni. Seveda je na tej podlagi mogoče namensko posegati v patogenezo bolezni in takšno zdravljenje je dejansko enakovredno etiotropnemu. Čeprav glavni vzrok (tj. mutirani gen) ni odpravljen, veriga patološki proces se prekine, patološki fenotip (bolezen) pa se ne razvije (tj. pride do normokopiranja).

Patogenetske obravnave bi se morale širiti z napredovanjem razvojne genetike. Doslej je njen prispevek k razvoju metod za zdravljenje dedne patologije nepomemben, čeprav so uspehi zadnjih let nedvomni. Trenutno zdravljenje temelji na popravljanju posameznih pretrganih povezav, vendar bi bilo bolj učinkovito posegati v patološki proces na ravni sistemskih reakcij.

V patogenetskih pristopih k zdravljenju dednih bolezni se predpostavlja, da se pri bolnikih bodisi tvori nenormalna beljakovina (encim) ali pa se normalna beljakovina ne proizvaja dovolj (do popolne odsotnosti). Tem dogodkom sledijo spremembe v verigi transformacije substrata ali njegovega produkta. Poznavanje teh načel in posebnih načinov izvajanja delovanja gena pomaga pravilno razviti režime zdravljenja in celo terapevtsko strategijo. To je še posebej jasno vidno na primeru dednih presnovnih bolezni.

riž. 10.2. Možni pristopi k patogenetskemu zdravljenju dednih bolezni

V posplošeni (morda malo poenostavljeni) obliki možni pristopi za zdravljenje dednih presnovnih bolezni so predstavljeni na sl. 10.2. Vidimo lahko, da se za različne bolezni lahko uporabljajo različni načini korekcije. Za isto bolezen se lahko posegi uporabljajo na različnih ravneh in v različnih stopnjah razvoja patološkega procesa.

Na splošno lahko patogenetske pristope k zdravljenju dednih bolezni, odvisno od stopnje biokemične okvare, predstavimo na naslednji način. Zdravljenje je shematično zmanjšano na zamenjavo ali odstranitev nečesa. Če gen ne deluje, je treba njegov produkt nadomestiti; če gen ne proizvaja česa

potrebno in nastanejo strupeni produkti, potem je treba take produkte odstraniti in zamenjati glavno funkcijo; če gen proizvede preveč produkta, se njegov presežek odstrani.

Popravek menjave na ravni substrata

Takšen poseg je ena najpogostejših oblik zdravljenja dednih bolezni. Popravek je mogoče zagotoviti na različne načine, katerih primeri so navedeni spodaj. Substrat je v tem primeru sestavina hrane, ki se presnavlja s pomočjo gensko določenega encima (na primer fenilalanin, galaktoza), pri dednih boleznih pa je udeleženec patološke reakcije.

Omejitev nekaterih snovi v hrani(restrikcija v prehrani) je bil prvi uspešen ukrep pri zdravljenju dednih presnovnih bolezni, pri katerih ni ustreznih encimov za normalno pretvorbo substratov v hrani. Kopičenje določenih strupenih spojin ali njihovih presnovnih produktov vodi v postopen razvoj bolezni. Fenilketonurijo zdravimo z dieto z nizko vsebnostjo fenilalanina. Kljub odsotnosti jetrne fenilalanin hidroksilaze je patogenetska povezava v razvoju bolezni prekinjena. Otrok, ki je bil več let na umetni prehrani, ne bo več trpel za hudo obliko bolezni. Po nekaj letih se občutljivost živčnega sistema na fenilalanin in njegove produkte transformacije močno zmanjša, omejitev v prehrani pa se lahko zmanjša. Dietna omejitev ne pomeni nujno oblikovanja posebne diete. Na primer, nova metoda omejevanja vnosa fenilalanina s hrano pri fenilketonuriji temelji na zaužitju želatinskih kapsul, ki vsebujejo rastlinski encim, ki sprošča prehrambeni izdelki iz fenilalanina. S tem zdravljenjem se koncentracija fenilalanina v krvi zmanjša za 25%. Ta metoda je še posebej uporabna pri starejših bolnikih s fenilketonurijo in nosečnicah, ki ne potrebujejo stroge diete.

Dietna omejitev se uporablja pri zdravljenju številnih dednih bolezni presnove ogljikovih hidratov in aminokislin (galaktozemija, dedna intoleranca za fruktozo in laktozo, argininemija, citrulinemija, cistinurija, histidinemija, metilmalonska acidemija, tirozinemija, propionska acidemija) in drugih.

bolezni z znano primarno okvaro. Uporabljajo se diete, specifične za vsako bolezen.

Z omejevanjem nekaterih snovi v prehrani je mogoče zdraviti tudi bolezni, pri katerih napaka v primarnem genskem produktu še ni razvozlana. Empirično je bilo na primer ugotovljeno, da pri celiakiji (glej 7. poglavje) gluten povzroča stalne dispeptične simptome. Za zdravljenje te bolezni je dovolj, da iz hrane izključite živila, ki vsebujejo gluten.

Čeprav se selektivno omejevanje nekaterih snovi v hrani pogosto uporablja za izboljšanje zdravljenja nekaterih dednih presnovnih bolezni, je še vedno veliko nerešenih vprašanj. Na primer, kljub 35-letnim izkušnjam pri zdravljenju fenilketonurije, optimalne meje prehrane, trajanje zdravljenja pri otrocih, potreba po omejitvi pri manj hudih oblikah pomanjkanja encimov in načela individualizacije prehrana še ni povsem določena. Prehranske omejitve je treba izvajati pod strogim biokemičnim presnovnim nadzorom.

prehransko dopolnilo se uporablja manj pogosto kot omejitev, vendar je ta tehnika učinkovita tudi pri patogenetskem zdravljenju in je vstopila v prakso zdravljenja dveh presnovnih bolezni.

Pri Hartnapovem sindromu se zaradi okvare transportne funkcije celic črevesne sluznice pojavi malabsorpcija triptofana. Biokemična posledica tega je odsotnost triptofana v krvi, hiperaminoacidoza, endogeno pomanjkanje nikotinska kislina. Bolniki imajo dermatološke, nevrološke in psihiatrične manifestacije pelagre. Simptomi bolezni se zmanjšajo ali celo izginejo z uvedbo živil z visoko vsebnostjo beljakovin (4 g / kg na dan) v otrokovo prehrano in dodajanjem nikotinamida ali nikotinske kisline (40-200 mg 4-krat na dan).

Posebej prepričljiv argument v prid zdravljenju dednih bolezni s prehranskimi dopolnili je zdravljenje glikogenoze tipa III (pomanjkanje amilo-1,6-glukozidaze). To bolezen spremljajo hepatosplenomegalija, hipoglikemija na tešče, progresivna miopatija, mišična atrofija, kardiomiopatija kot posledica kršitve cikla alanin-glukoza (nizka koncentracija alanina). To vodi do razgradnje aminokislin v mišicah med glukoneogenezo. Večina bolnih otrok se izboljša, če beljakovine zagotavljajo 20-25% energijske vrednosti hrane, ogljikovi hidrati pa ne več kot 40-50%.

Okrepljeno izločanje substrata patološke reakcije lahko izvedemo z različnimi metodami, ki zmanjšajo koncentracijo strupenega substrata. Popolno osvoboditev patoloških presnovnih produktov je težko doseči. Primer povečanega izločanja substrata je učinek kelatov pri hepatolentikularni degeneraciji. Na primer, penicilamin veže, mobilizira in pospeši izločanje intracelularno nakopičenih bakrovih ionov.

Pri hemoglobinopatijah je potrebno povečano izločanje železa, da se ne razvije hemosideroza parenhimskih organov.

Za te namene deferoksamin (desferal *) kopiči feritine in osvobaja telo odvečnega železa.

Za odstranitev substrata je mogoče učinkovito uporabiti tudi posredne presnovne poti. Na primer, normalno raven sečne kisline v krvi je mogoče zagotoviti z izločanjem preostalega dušika v obliki ne le sečnine, temveč tudi njenih metabolitov. Ta tehnika se uporablja za zdravljenje dednih bolezni, ki jih povzročajo številne encimopatije cikla sečnine. Podobne primere poznamo tudi pri drugih oblikah dednih presnovnih bolezni.

Zgoraj so bili primeri okrepljenega izločanja substratov s pomočjo zdravil. Enake cilje je mogoče doseči s pomočjo fizikalno-kemijskih metod sproščanja substrata, nabranega v krvi (plazmafereza in hemosorpcija).

S plazmaferezo odstranimo veliko količino plazme, ki vsebuje strupeno snov. Plazmafereza se lahko uporablja za osvobajanje krvi od odvečnih lipidov, maščobne kisline, fitanska kislina. Ta metoda se učinkovito uporablja pri zdravljenju Refsumove bolezni. Izvedeni so bili prvi uspešni poskusi zdravljenja dveh lizosomskih bolezni kopičenja, Fabryjeve bolezni in Gaucherjeve bolezni, s plazmaferezo.

Hemosorpcija pomaga selektivno odstraniti snovi ali razrede snovi tako, da jih veže na sorodne ligande. Ta metoda se že uporablja za zdravljenje družinske hiperholesterolemije. Heparin-agaroza se uporablja kot ligand za zunajtelesno vezavo LDL, ki pa na žalost daje kratkotrajen učinek. Raven holesterola se je vrnila na izhodiščno vrednost 3-7 dni po zdravljenju.

Alternativni načini izmenjave pri zdravljenju dednih bolezni so prikazani v tabeli. 10.1.

Tabela 10.1. Alternativne presnovne poti pri zdravljenju dednih bolezni

Ta metoda obdelave je v mnogih pogledih podobna metodam okrepljenega odstranjevanja substrata. Razlika je le v načinih doseganja cilja: v enem primeru se substrat neposredno izloči, v drugem pa se substrat najprej pretvori v nekakšno spojino, nato pa se ta spojina odstrani.

presnovna inhibicija se uporablja, kadar je potrebno upočasniti sintezo substrata, nabranega med dedno boleznijo ali njenim predhodnikom. Kot zaviralci se uporabljajo različne fiziološko aktivne spojine. Na primer, pri Lesch-Nyhanovem sindromu in protinu se uporablja alopurinol, ki zavira ksantin oksidazo in s tem zmanjša koncentracijo sečne kisline v krvi. Ciprofibrat zavira sintezo

gliceridov in zato učinkovito znižuje koncentracijo lipidov pri bolnikih s hiperholesterolemijo (tip III). Strihnin tekmuje za vezavo glicina na receptorje v osrednjem živčevju, kar izboljša dihalne in motorične funkcije, katerih inhibicijo povzročajo visoke ravni glicina v cerebrospinalni tekočini pri hudi neketonski hiperglikemiji.

Korekcija metabolizma na ravni genskega produkta

Ta pristop se uporablja že dolgo, saj je v mnogih primerih v klinični medicini za nekatere bolezni ugotovljena patogenetsko ključna vloga odsotnosti nekaterih snovi (insulin, rastni hormoni, antihemofilni globulin itd.).

Vračilo kupnine za izdelek(ali dodatek) za korekcijo metabolizma se uporablja za takšne motnje, katerih patogenezo povzroča nenormalni encim, ki ne zagotavlja proizvodnje izdelka ali druge biološko aktivne spojine.

Primeri učinkovite pristope z nadomeščanjem izdelka se da že marsikaj "popraviti" dedne presnovne motnje: uvedba potrebnih steroidov za prirojeno nadledvično hiperplazijo, tiroksina za hipotiroidizem, rastnega hormona za hipofizno pritlikavost, uridina za orotično acidurijo. Na žalost še ni primerov nadomeščanja znotrajceličnih beljakovin, čeprav so bili poskusi v tej smeri (na primer pri zdravljenju lizosomskih bolezni).

Podobni primeri so znani ne le pri presnovnih motnjah, ampak tudi pri drugih dednih boleznih. Tako uvedba antihemofilnega globulina preprečuje krvavitev pri hemofiliji, γ-globulin pomaga pri agamaglobulinemiji, insulin - pri sladkorni bolezni.

Pri acrodermatitis enteropathica se pomanjkanje cinka razvije zaradi okvare v faktorju vezave cinka v črevesju. V tem primeru se stanje bolnikov enako izboljša kot uvod Materino mleko ki vsebujejo faktor, ki veže cink, in peroralne pripravke cinka. Takoj ko koncentracija cinka v krvi doseže normalno raven, se stanje bolnikov takoj izboljša.

Za zdravljenje po načelu povračila stroškov je treba poznati subtilne mehanizme patogeneze in v te mehanizme poseči (povračati izdelek) skrbno in previdno. Tako se predhodni poskusi zdravljenja Menkesove bolezni z nadomeščanjem bakra niso obnesli

privedlo do uspeha, čeprav je koncentracija bakra in ceruloplazmina v krvi bolnikov dosegla normalno raven. Izkazalo se je, da je napaka pri tej bolezni posledica kršitve regulacije sinteze proteina, ki veže baker, ki zagotavlja znotrajcelično vsebnost bakra. Zaradi tega bakrovi pripravki niso izboljšali stanja bolnikov.

Potrebo po poznavanju subtilnih mehanizmov presnove za zdravljenje lahko ponazorimo s primerom X-vezane hipofosfatemije. Pri tej bolezni primarna ledvična okvara absorpcije fosfata vodi do oslabljene (zmanjšane) mineralizacije kosti (rahitis) in hipokalciemije. Peroralni fosfat in 1,25-dihidroksiholekalciferol izboljšata mineralizacijo kosti in zmanjšata hipokalcemijo, vendar ne spremenita primarne napake izgube fosfata z urinom. V zvezi s tem obstaja veliko tveganje za hiperkalcemijo, kar pomeni, da je med zdravljenjem potrebno nadzorovati vsebnost kalcija v krvi.

Na splošno lahko pričakujemo nadaljnji napredek v patogenetskem zdravljenju z nadomeščanjem produktov (beljakovine, hormoni) v povezavi z uspehi fizikalno-kemijske biologije, genskega inženiringa in biotehnologije. Metode genskega inženiringa že proizvajajo specifične človeške beljakovine in hormone, potrebne za obnavljanje motene presnovne povezave pri zdravljenju dednih bolezni (insulin, somatotropin, IFN itd.).

Znani so uspehi pri pridobivanju in vzreji. transgene laboratorijske živali.Čeprav je tehnično ustvarjanje transgenih domačih živali veliko težje od laboratorijskih, je to rešljiva naloga. Od velikih živali lahko dobite veliko količino beljakovin. Transgene živali, katerih celice proizvajajo želene beljakovine, lahko imenujemo bioreaktorji. Od njih lahko dobite potomce, tj. razmnoževanje je možno iz roda v rod.

Ustvarjanje transgenih živali se začne s premreževanjem dveh genov, od katerih se klonira vsak posebej. En gen kodira želeno beljakovino, drugi je vzet iz žleze ali drugega organa, ki bo proizvedel to beljakovino. Na primer, če se beljakovina proizvaja v mleku, bodo specifični geni organa tisti iz mlečne žleze.

Fuzijska DNK se vbrizga v oplojeno jajčece ali zarodek. V približno 1-5% primerov se vstavi DNK

riž. 10.3. Transgeni prašič, ki proizvaja človeški hemoglobin

riž. 10.4. Transgeni bik s človeškim genom za laktoferin. Od njega so dobili teleta z istim genom

v genom. Vsa jajčeca se implantirajo v maternico samic, skotene živali pa preverijo na prisotnost hibridnega gena. Iz živali ustanoviteljice dobijo potomce in tako ustvarijo čredo.

En primer živega bioreaktorja je prašič, ki proizvaja človeški hemoglobin (slika 10.3). »Oblikovan« je bil leta 1991. Približno 15 % prašičjih eritrocitov vsebuje človeški hemoglobin. Njegovo

lahko ločimo od prašičjega hemoglobina s preparativnimi metodami. Takšen hemoglobin ne vsebuje človeških virusov, čeprav v nekaterih primerih niso izključene alergijske reakcije.

Druga transgena žival je krava, ki proizvaja človeški laktoferin, ki se izloča v mleko. Kot rezultat implantacije transgenega jajčeca se je rodil bik (slika 10.4), ki je postal oče številnih transgenih telic, ki so nato z mlekom proizvajale laktoferin.

riž. 10.5. Transgena koza, katere mleko vsebuje aktivator plazminogena (trombolitični encim)

Pridobljene so bile tudi druge transgene živali. Transgena koza (slika 10.5) z mlekom izloča aktivator plazminogena, ki topi krvne strdke, transgeni zajci - encim α-glukozidazo za zdravljenje Pompejeve bolezni, transgene kokoši izležejo jajca s človeškimi protitelesi.

V zadnjih letih so domači znanstveniki razvili manj zamudno in poceni metodo transgeneze tarčnih organov. Potreben gen se ne vbrizga v jajce, ampak neposredno v mlečno žlezo. Transgen pri takih živalih je prisoten le v vimenu. Pridobljene so bile somatske transgene krave, prašiči in koze, ki služijo kot bioreaktorji za farmacevtsko industrijo.

Korekcija metabolizma na ravni encimov

Večstopenjski način pretvorbe substrata v procesu izmenjave se izvaja s pomočjo ustreznih encimov. velika skupina dedne bolezni so posledica mutacij v genih, ki določajo sintezo encimov (encimopatije). Poseg v razvoj bolezni (korekcija) na nivoju encima je primer patogenetskega zdravljenja primarnih stadijev, t.j. pristop k etiotropnemu zdravljenju. Ta vrsta zdravljenja se uporablja za korekcijo dednih presnovnih bolezni, pri katerih je znan funkcionalno nenormalen encim. Za takšno zdravljenje je mogoče dati kofaktor ali inducirati (inhibirati) sintezo encima s pomočjo zdravil ali nadomestiti pomanjkanje encima.

Uvedba kofaktorja se uporablja pri številnih dednih boleznih. Kot je znano, nekateri prirojene anomalije metabolizem so povezani z oslabljeno sintezo ali transportom specifičnih kofaktorjev, kar spremeni normalno katalitično aktivnost encima. V teh primerih dodatek ustreznega kofaktorja poveča aktivnost encima in v veliki meri popravi presnovno napako. Dokazano je, da v vitaminsko odvisnih stanjih povečanje rezidualne aktivnosti mutantnih encimskih kompleksov zagotavlja ne le biokemično, ampak tudi klinično izboljšanje stanja. Znani so številni primeri zdravljenja dednih bolezni z dodajanjem kofaktorjev, katerih klasifikacija še zdaleč ni izčrpna in je predstavljena v tabeli. 10.2.

Tabela 10.2. Presnovne motnje, pri zdravljenju katerih je dodan kofaktor

Tabela 10.2 prikazuje, da lahko pri zdravljenju dednih bolezni isti kofaktor opravlja različne funkcije. Kaže, da bo obetavna uvedba kofaktorja za intrauterino zdravljenje ploda (kot v primeru β-odvisne metilmalonske acidemije).

Sprememba encimske aktivnosti

Gre za že uveljavljen pristop pri zdravljenju dednih presnovnih bolezni. Strategija takšnega zdravljenja se odraža v tabeli. 10.3 za izbrane primere.

Tabela 10.3. Zdravljenje dednih bolezni s spremembo encimske aktivnosti

Konec tabele 10.3

Indukcijo sinteze encimov lahko uporabimo za povečanje preostale encimske aktivnosti z dajanjem zdravil. Na primer, fenobarbital in sorodna zdravila spodbujajo delovanje endoplazmatskega retikuluma in sintezo zanj specifičnih encimov. V zvezi s tem se fenobarbital uporablja za zdravljenje sindromov Gilbert in Crigler-Najjar. To zmanjša raven bilirubina v krvni plazmi. Ta pristop je še posebej pomemben pri boleznih, ki jih povzroča nezadostna proizvodnja encimov, ki nastajajo v endoplazmatskem retikulumu.

Indukcijo sinteze encimov z danazolom (derivat etiniltestosterona) so uporabljali za zdravljenje pomanjkanja α1-antitripsina in angioedema. V primeru pomanjkanja α 1 -antitripsina 30-dnevna uporaba danazola bistveno poveča raven tega proteina v serumu. torej ta metoda se lahko uporablja za preprečevanje pljučnih zapletov.

Angioedem spremlja zmanjšanje količine funkcionalno aktivnega zaviralca esteraze C v serumu za 50%. Uporaba androgenov poveča raven zaviralca esteraze za 3-5 krat. Profilaktični peroralni danazol zmanjša ali prepreči akutni angioedem, povzroči minimalno virilizacijo in je povezan z najmanjšo toksičnostjo za jetra.

Zatiranje sinteze encimov se uporablja za zdravljenje akutnih porfirij, katerih biokemična osnova je povečana proizvodnja aminolevulinat sintetaze. Hematin zavira sintezo tega encima in se hitro odstrani akutni napadi porfirija.

Povračilo encimov

Uspehi sodobne encimologije omogočajo izločanje tega oddelka pri patogenetskem zdravljenju dednih bolezni. Ta intervencija je na primarni ravni. beljakovinski izdelek gen. Sodobne metode omogočajo pridobivanje takšne količine aktivnega encima za eksperimentalne in klinične namene, ki je potrebna za njegovo obnavljanje pri nekaterih dednih boleznih. Zgoraj so bili obravnavani primeri kompenzacijske terapije: hormoni za endokrinopatije, antihemofilni globulin za hemofilijo, γ-globulin za agamaglobulinemijo. Po istem principu natančnega ujemanja manjkajočega izdelka je zgrajena strategija encimske terapije.

Glavna tema sodobnega razvoja na področju encimske terapije so metode dostave encimov v ciljne celice in podcelične formacije, ki sodelujejo pri presnovni patologiji.

Delovna hipoteza o eksogenem dajanju encima je temeljila na dejstvu, da so lizosomi pogosto mesto patološkega procesa in imajo hkrati pomembno vlogo pri celičnem metabolizmu. Možnost dostave encimov v lizosome, ohranitev njihove aktivnosti v celici in interakcijo s substratom smo preizkušali v poskusih s kulturami fibroblastov, pridobljenimi od posameznikov z različnimi lizosomskimi boleznimi shranjevanja. Encimi, vneseni v gojišče, so izboljšali izmenjavo zadevne spojine. Takšen popravek je bil dokazan pri različnih glikosfingolipidozah, mukopolisaharidozah, glikogenozah in glikoproteinozah. Poskusi so pokazali, da je mogoče nadomestiti encim, ki prodre v celico, doseže lizosome in normalizira transformacijo substrata. Vendar pa intramuskularno, intravensko in intratrahealno dajanje encimov, pridobljenih iz gliv ali organov goveda, oslabljenih bolnikov z glikogenozo, mukopolisaharidozo, metakromatsko levkodistrofijo in Fabryjevo boleznijo ni dalo resnih pozitivnih rezultatov. Zato je bilo v strategiji encimske terapije treba določiti glavne usmeritve, ki jih povzemamo v nadaljevanju.

Možnost pridobivanja zadostne količine stabilnih, neimunogenih in sterilnih encimov z visoko specifično aktivnostjo.

Zaščita vnesene aktivnosti pred biotransformacijo in imunskim nadzorom, pa tudi dostava encimov v ciljno tkivo in podcelične formacije, vključene v patološki proces.

Validacija modela pri sesalcih za vrednotenje in selekcijo najboljša strategija encimsko terapijo.

Ustrezno načrtovana in odobrena biokemijska in klinična preskušanja pri bolnikih.

V 70-ih letih XX stoletja. prikazana je bila možnost pridobivanja encimov iz človeških tkiv in razviti sistemi za spremljanje usode encimov v telesu sesalcev. Prva klinična preskušanja so bila izvedena pri različnih lizosomskih obolenjih. To so bile gangliozidoza GM2 (β-heksosaminidaza A iz urina), glikogenoza tipa II (placentalna α-galaktozidaza), Fabryjeva bolezen (placentalna α-galaktozidaza), Gaucherjeva bolezen (placentalna β-glukozidaza). Pred kliničnim testiranjem je bilo ugotovljeno, da visoko prečiščeni človeški encimi hidrolizirajo naravni substrat. Test je pokazal, da se encimi, če jih dajemo intravensko ali subkutano, nahajajo v jetrnega tkiva. Hkrati se zmanjša koncentracija encimov v krvi, v jetrih pa poveča. Vendar pa ne prodrejo v možgane zaradi pregradnih funkcij možganskih ovojnic. To vodi do sklepa o potrebi po specifični dostavi encimov v ciljne celice pri vsaki bolezni. Njihova dostava v različne celične strukture lahko zahteva specifično čiščenje ali določeno kemično modifikacijo encima.

Pri razvoju metod za zdravljenje dednih bolezni z encimi se je treba najprej osredotočiti na patogenetske mehanizme bolezni: v katerih celicah, na kakšen način in v kakšni obliki se odlaga reakcijski substrat, na eno roko, in na kakšen način encim normalno pride do substrata, katere so vmesne stopnje metabolizma – z drugo. V terapevtske namene se lahko uporabi poseg v patofiziološki mehanizem, ki je odgovoren za sintezo, porazdelitev in kopičenje substrata: v nekaterih primerih je treba podaljšati čas kroženja encima v krvi, v drugih pa olajšati dostavo encima v strogo določene celice.

Iz analize primarne celične patologije pri različnih lizosomskih boleznih kopičenja je razvidno, da se med seboj razlikujejo tudi bistveno podobne bolezni.

Primarna okvara je lokalizirana v nevronih (sfingolipidoze, glikoproteinoze), v celicah retikuloendotelnega sistema (Niemann-Pickova bolezen, Gaucherjeva bolezen), endoteliju, Schwannovih celicah, progastih mišicah.

Eksperimentalni razvoj na področju encimske terapije dednih bolezni je omogočil objektivno oceno zajemanja encimskih molekul s strani receptorjev, hepatocitov, celic retikuloendotelijskega sistema, fibroblastov, vaskularnih endotelijskih celic itd. S tem so se povečale možnosti ciljnega razvoja zdravljenja dednih bolezni, predvsem z novimi metodami dostave encimov do tarčnih celic v sintetičnih nosilnih veziklih ali liposomskih mikrokapsulah ali v naravnih elementih - avtolognih eritrocitih. Takšne metode dostave se razvijajo za zdravljenje ne le dednih bolezni, ampak tudi drugih patologij. Usmerjena dostava zdravilne snovi v organe, tkiva in celice je pereč problem medicine nasploh.

Sodobni napredek v fizikalno-kemijski biologiji omogoča ustvarjanje novih oblik mikrokapsuliranih encimski pripravki(posredovana dostava) ali zagotovijo popolnejši zajem encima, ki kroži v krvi, s strani receptorjev ciljnih celic (posredovana recepcija).

Liposom je večplastni vezikel z izmenjujočimi se vodnimi in lipidnimi plastmi. Pri oblikovanju liposomov lahko spreminjamo naboj stene, njihovo velikost in število plasti. Na liposomsko membrano lahko prišijemo protitelesa proti tarčnim celicam, kar bo omogočilo natančnejšo dostavo liposomov. Liposomi, napolnjeni z encimi različne poti injekcije celice dobro ujamejo. Njihovo lipidno lupino uniči endogena lipaza, sproščeni encim pa interagira s substratom.

Poleg ustvarjanja umetnih nosilcev - liposomov - se razvijajo metode za nalaganje eritrocitov z encimi. V tem primeru lahko uporabimo homologne ali celo avtologne eritrocite. Nalaganje encimov se lahko izvede s hipotonijo ali dializo ali z endocitozo, ki jo povzroči klorpromazin.

Obeti za zdravljenje dednih bolezni z nadomeščanjem encimov so odvisni od uspeha encimologije, celičnega inženiringa in fizikalno-kemijske biologije. Novi pristopi naj bi zagotovili izolacijo visoko prečiščenih encimov iz specifičnih človeških tkiv, njihov vnos v aktivni obliki v celico z posredovanim sprejemom ali posredovano dostavo, preprečevanje bioinaktivacije in izključitev imunskih odzivov. Pristopi k reševanju vsakega od teh problemov že obstajajo, zato lahko upamo na še uspešnejši razvoj encimskega zdravljenja dednih bolezni.

OPERACIJA

Kirurško zdravljenje dednih bolezni zavzema pomembno mesto v sistemu zdravstvene oskrbe bolnikov. To je posledica dejstva, da, prvič, številne oblike dedne patologije spremljajo morfogenetske nepravilnosti, vključno z malformacijami. Drugič, opolnomočenje kirurška tehnika omogočil dostop do številnih težkih operacij. Tretjič, oživljanje in intenzivna nega rešujeta življenja novorojenčkom z dednimi boleznimi in takšni bolniki potrebujejo naknadno kirurško oskrbo.

Kirurška oskrba bolnikov z dedno patologijo v splošni pogled vključuje odstranitev, korekcijo, presaditev. Operacije so pogosto namenjene odpravljanju simptomov bolezni. Vendar pa v nekaterih primerih kirurška oskrba presega simptomatsko zdravljenje in se dejansko približuje patogenetskemu zdravljenju. Na primer, kirurško ranžiranje se lahko uporablja za spremembo poti patološke transformacije substratov patoloških reakcij. Pri glikogenozah tipa I in III se naredi anastomoza med portalom in spodnjo veno cavo. To omogoča, da del glukoze po absorpciji v črevesju obide jetra in se v njih ne odloži v obliki glikogena. Podobna rešitev je bila predlagana za družinsko hiperholesterolemijo (tip IIa) z anastomozo med jejunumom in ileumom. To vodi do zmanjšanja absorpcije holesterola.

Primeri splošnega kirurškega zdravljenja so lahko operacija dedne polipoze kolona (odstranitev), splenektomija pri hemoglobinopatijah, odstranitev očesa pri

retinoblastom, ledvice z Wilmsovim tumorjem itd. V nekaterih primerih je kirurško zdravljenje del kompleksne terapije. Na primer, pri cistični fibrozi je pri novorojenčkih možen mekonijski ileus, med razvojem bolezni pa se pojavi pnevmotoraks. Oboje odstranimo kirurško.

ima pomembno vlogo pri zdravljenju dednih bolezni rekonstruktivna kirurgija: z nezapiranjem Zgornja ustnica, prirojene okvare srce, atrezija gastrointestinalnega trakta, hipospadija, za korekcijo mišično-skeletni sistem itd.

Presaditev organov in tkiv kot metoda zdravljenja dednih bolezni vse bolj vstopa v prakso. Alotransplantacijo lahko razumemo kot prenos normalne genetske informacije na bolnika s presnovno motnjo. Ta pristop vključuje presaditev celic, tkiv in organov, ki vsebujejo normalno DNK za proizvodnjo aktivnih encimov ali drugih genskih produktov pri prejemniku. Še posebej je učinkovit, kadar je patološki proces omejen na en organ ali tkivo, ki ga presadimo.

Alotransplantacija se že izvaja za različne dedne bolezni in vam omogoča stalno kompenzacijo pomanjkanja encima, hormona, imunske funkcije ali učinkovito ščitijo organ pred funkcionalnimi motnjami, ki jih povzroča strukturna genska mutacija. V tabeli 10.4 so navedene dedne bolezni, pri katerih se uporablja alotransplantacija.

Tabela 10.4. Uporaba alotransplantacije za patogenetsko zdravljenje dednih bolezni

Konec tabele 10.4

Sodobna transplantacija ima velik potencial, njene uspehe pa lahko uporabimo pri zdravljenju dednih bolezni. Obstajajo številna poročila o uspešnih presaditvah organov (kostnega mozga, priželjca, jeter ploda, jeter darovalca, trebušne slinavke, vranice in predvsem ledvic) v primerih, navedenih v tabeli. 10.4 države. Popravki presaditve patološki mehanizmi dedne motnje.

Poleg presaditve organov se razvijajo metode presaditve celic, katerih funkcija zavzema ključno mesto v patogenezi dednih presnovnih motenj. Spodaj bo obravnavana terapija z matičnimi celicami.

Na koncu je treba opozoriti na ogromne možnosti kirurškega zdravljenja dednih bolezni, ki še niso v celoti izkoriščene. V tem pogledu sta mikrokirurgija in endoskopska kirurgija zelo obetavni.

ETIOTROPNO ZDRAVLJENJE: CELIČNA IN GENSKA TERAPIJA

Uvod

Etiotropno zdravljenje katere koli bolezni je optimalno, saj odpravi vzrok bolezni in jo posledično popolnoma pozdravi. Kljub uspehu simptomatske in patogenetske terapije dednih bolezni vprašanje njihovega etiotropnega zdravljenja ni odpravljeno. Čim globlje je znanje na področju teoretičnega

biološke biologije, pogosteje se bo postavljalo vprašanje o radikalnem zdravljenju dednih bolezni.

Vendar pa odprava vzroka dedne bolezni pomeni tako resne manipulacije z genetskimi informacijami osebe, kot je vnos normalnega gena v celico, izklop mutantnega gena in obratna mutacija patološkega alela. Te naloge so precej težke tudi pri posegih v najpreprostejše organizme. Poleg tega je za izvedbo etiotropnega zdravljenja katere koli dedne bolezni potrebno spremeniti strukturo DNK in ne v eni celici, temveč v številnih delujočih celicah (in samo v delujočih!). Najprej morate za to vedeti, kakšna sprememba je nastala v genu kot posledica mutacije, tj. dedno bolezen je treba opisati v kemijskih formulah.

Težave pri etiotropnem zdravljenju dednih bolezni so očitne, vendar že obstajajo številne možnosti za njihovo premagovanje, ki jih ustvarja uspešno dekodiranje človeškega genoma in napredek molekularne medicine.

Več temeljnih odkritij v genetiki in molekularni biologiji je ustvarilo predpogoje za razvoj in klinično preizkušanje metod etiotropnega zdravljenja dednih bolezni (gensko in celično zdravljenje).

V poskusih s tumorskimi virusi, ki vsebujejo RNA in DNA (zgodnja 1970-a), je bila razkrita sposobnost virusov za prenos genov v transformirane celice in oblikovan koncept uporabe virusov kot prenašalcev genov, z drugimi besedami, koncept ustvarjanja vektorski sistem(rekombinantna DNA). Do sredine sedemdesetih let prejšnjega stoletja je uspeh, dosežen pri poskusih z rekombinantno DNK, zagotovil skoraj neomejene možnosti za izolacijo evkariontskih (vključno s človeškimi) genov in njihovo manipulacijo. V zgodnjih osemdesetih letih je bila dokazana visoka učinkovitost prenosa genov na osnovi vektorskih sistemov v celice sesalcev. in vitro in in vivo.

Temeljna vprašanja genske terapije pri ljudeh so bila rešena. Prvič, gene je mogoče izolirati skupaj z bočnimi (mejnimi) regijami, ki vsebujejo vsaj pomembna regulativna zaporedja. Drugič, izolirane gene je enostavno vstaviti v tuje celice. »Kirurgija« presaditve genov je raznolika.

Izrazi za gensko terapijo so se razvili izjemno hitro. Prvi protokol humanega genskega zdravljenja je bil izdelan leta 1987 in preizkušen leta 1989, od leta 1990 pa se je že začelo gensko zdravljenje bolnikov.

Etiotropno zdravljenje dednih bolezni se lahko izvaja na ravni celic ali genov. Pacientovo telo mora prejeti dodatno genetsko informacijo, ki lahko popravi dedno napako, z genomom alogenske celice ali v obliki posebej ustvarjenega gensko spremenjenega konstrukta.

Pod izrazom "celična terapija" razumejo način zdravljenja s presaditvijo celic. Presajene celice ohranijo genotip darovalca, zato lahko presaditev štejemo za obliko genske terapije, saj povzroči spremembo somatskega genoma. Genska terapija- metoda zdravljenja z vnosom dodatne genetske informacije v celice posameznika na ravni DNK ali RNK (gensko spremenjenih konstruktov) ali s spremembo izražanja genov.

Na splošno so bila doslej opredeljena štiri področja etiotropnega zdravljenja:

Presaditev alogenskih celic (celična terapija);

Vnos gensko spremenjenih konstruktov v bolnikova tkiva (genska terapija);

Presaditev transgene celice s tarčnim gensko spremenjenim konstruktom (kombinirano zdravljenje);

Sprememba izražanja genov (genska terapija).

Celična terapija

Presaditev celic ali celična terapija je trenutno del cvetoče regenerativne medicine. Uporablja se za zdravljenje dednih bolezni pogovarjamo se o alogenski celični presaditvi, saj avtologna presaditev ne spremeni genoma mutirane celice. večina učinkovite rezultate celično terapijo lahko dosežemo s presaditvijo stebelna celica. Imajo sposobnost razmnoževanja v nediferenciranem stanju, njihov drugi del pa se diferencira v celice patološko spremenjenega organa in tako izboljša njegovo delovanje. Kaj so matične celice, kje se nahajajo, kakšne so njihove sorte in funkcije, si oglejte knjigo "Biologija matičnih celic in celične tehnologije v 2 zvezkih." izd. M.A. Paltsev.

Viri izvornih celic so predstavljeni v tabeli. 10.5.

Tabela 10.5. Vrste izvornih celic, ki se uporabljajo za zdravljenje dednih bolezni

Med gojenjem pridobljene matične celice kostnega mozga in hematopoetskih matičnih celic ter multipotentne mezenhimske stromalne celice so prve po času uporabe in obsegu opravljenih celičnih presaditev. V poznih 60. letih prejšnjega stoletja so za zdravljenje primarnih imunskih pomanjkljivosti prvič uporabili presaditev kostnega mozga. V zadnjih letih se popkovnična kri uporablja tudi kot vir hematopoetskih matičnih in mezenhimskih stromalnih celic.

Jetra zarodkov - dober vir matične celice jetrne in nejetrne (po kultivaciji) diferenciacije. Celična frakcija embrionalnih jeter po presaditvi v telo prejemnika opravlja funkcije jeter, kar je še posebej pomembno v nujnih primerih poškodb jeter.

Progaste mišice v kulturi tvorijo mioblaste, miocite, mezangioblaste, ki imajo sposobnost samoreprodukcije in nasprotne diferenciacije v progaste mišične celice.

Presaditev hematopoetskih matičnih celic se uporablja kot učinkovita terapija pri dednih presnovnih boleznih, predvsem lizosomske bolezni shranjevanja in peroksisomski. Skupno je bilo v svetu opravljenih okoli 1000 presaditev za več kot 20 bolezni. Zdravljenje s presaditvijo hematopoetskih matičnih celic

dedne presnovne bolezni temeljijo na nastajanju encimov, ki v telesu manjkajo zaradi delovanja donorskih celic. Od vseh kliničnih punkcij za več kot 20 bolezni imajo samo tri oblike prepričljive rezultate, ki omogočajo priporočanje presaditve takšnih celic kot metode zdravljenja. to Hurlerjev sindrom, X-vezana adrenoleukodistrofija in Krabbejeva bolezen(globoidna celična levkodistrofija). Za te oblike so izdelani kondicijski pogoji, predtransplantacijsko zdravljenje, stroge indikacije in starost otrok.

Velik del celične terapije zavzemajo bolezni krvi in ​​hematopoetskih organov, povezane z nezadostnostjo produktov kostnega mozga. Najpomembnejši pogoj je izbira darovalcev glede na antigene HLA, da se zmanjša reakcija presadka proti gostitelju. Ne da bi se spuščali v tehnično plat celične terapije, navajamo bolezni, ki jih že zdravimo s hematopoetskimi izvornimi celicami. To ne izključuje drugih vrst zdravljenja. Presaditev hematopoetskih matičnih celic se uporablja pri zdravljenju naslednjih bolezni: Fanconijeva anemija, primarne imunske pomanjkljivosti, hemoglobinopatije. Transfuzija monocitnih frakcij kostnega mozga daje slabše rezultate zaradi večje antigenosti zrelih celic v primerjavi s hematopoetskimi izvornimi celicami.

Pred več kot 15 leti so celično terapijo uporabljali za zdravljenje dednih bolezni kosti – ahondroplazija in nepopolna osteogeneza. Presajene mezenhimske stromalne celice, pridobljene iz kostnega mozga. Zdravljenje je bilo usmerjeno v pospeševanje rasti kosti. Dejansko je uporaba mezenhimskih stromalnih celic povzročila učinek pospešenega raztezanja kosti pri distrakcijski osteogenezi pri ahondroplaziji in znatno povečanje rasti pri bolnikih z nepopolno osteogenezo.

Za celično terapijo bolezni živčnega sistema obstaja veliko virov matičnih celic: iz živčnega sistema, maščobnega tkiva, kostnega mozga itd. Mezenhimske stromalne celice kostnega mozga se lahko diferencirajo v nevtralne matične celice. Čeprav se izvajajo številni eksperimentalni razvoji, se utemeljujejo novi pristopi, novi kliničnih protokolov zdravljenje bolnikov z matičnimi celicami tako kompleksnih patogenetskih bolezni, kot so Alzheimerjeva bolezen, Huntingtonova horea, Parkinsonova bolezen, Duchennova miopatija, medtem ko ena

pomembni rezultati zdravljenja niso bili doseženi. Vsi klinični protokoli za celično terapijo živčnega sistema so primarna preverjanja toksičnosti in biološke varnosti.

Učinkovitost zdravljenja z matičnimi celicami je običajno nizka, terapevtski učinek pa traja le prvih 6 mesecev, zato je treba celično terapijo obravnavati kot dodatno in ne kot glavno metodo zdravljenja. Pomembna metoda zdravljenja je kombinacija celične terapije z zdravili, predvsem encimskimi, pri dednih presnovnih boleznih. Pred nami je še veliko dela, da prinesemo prve rezultate do učinkovitih in varnih zdravljenj. Kljub številnim kliničnim preskušanjem celične terapije so odobreni protokoli zdravljenja za specifične nosološke oblikeše ni na voljo (tip celice, število, način dajanja celic, čas ponovne uvedbe).

Genska terapija

Gensko zdravljenje z vnosom gensko spremenjenih konstruktov v celice in tkiva bolnika (transgenoza in vivo) lahko spodbudi rast tkiva, delovanje organov. Pri tej vrsti terapije se ustvarjajo funkcionalno sposobni genetski konstrukti (genetski vektor). laboratorijske razmere. Ti konstrukti morajo vključevati ciljni gen (ali njegov glavni del), vektor, promotor

(slika 10.6).

riž. 10.6. Zemljevid genetskega konstrukta (plazmid pAng1) z genom za angiogenin. Oznake: Ang - cDNA gena za angiogenin; PrCMV - takojšnji zgodnji promotor/ojačevalec citomegalovirusa; PrSV40 - zgodnji promotor/izvor virusa SV40; BGH polyA - poliadenilacijski signal gena za goveji rastni hormon; SV40 polyA - pozna signalna poliadenilacija virusa SV40; neo r - gen za odpornost na neomicin; amp r - gen za odpornost na ampicilin; ori - izvor replikacije (fag f1 - f1; plazmidi ColE1 - ColE1)

Predstavljeno gensko zdravljenje je bilo preizkušeno predvsem za zdravljenje srčno-žilnih bolezni: koronarne srčne bolezni in kronične ishemije spodnjih okončin.

Čeprav angiogenezo izvaja cela skupina genov (približno

12) sta bila za testiranje učinkovitosti genske terapije izbrana dva najbolj kritična ciljna gena. Pri koronarni bolezni (v akutnih in kroničnih stanjih) je uvedba gen VEGF(vaskularni endotelijski rastni faktor).

Genski pripravek na osnovi plazmidnega konstrukta, ki vsebuje gen VEGF165človeku, se uvede v zadnji fazi operacij (koronarni obvod, transmiokardna laserska revaskularizacija, minimalno invazivna revaskularizacija miokarda) na področju, kjer je potrebna neoangiogeneza. Vsi bolniki so zabeležili klinično izboljšanje: opazili so prehod na ugodnejši razred angine pektoris, odmerek uporabljenih nitropreparatov se je zmanjšal; vzorec iz telesna aktivnost odkrili zvišanje praga tolerance; Vsi bolniki so opazili izboljšanje kakovosti življenja. Ko je scintigrafija pokazala zmanjšanje skupne površine, pa tudi resnosti napak pri kopičenju radiofarmaka v primerjavi s predoperativno sliko.

Več tisoč bolnikov je bilo zdravljenih z ishemična bolezen srca na različnih stopnjah. Postopek vnosa genetskih konstruktov v miokard je varen. Pozitivni učinek genske terapije je opažen v večini kliničnih študij, vendar je majhen (8-10%).

Terapevtsko angiogenezo pri zdravljenju kritične ishemije spodnjih okončin so izvedli različni avtorji z vnosom naravne DNA v mišice noge in stegna, ki kodira protein VEGF, gen FGF(faktor rasti fibroblastov), ​​rekombinantni konstrukti na osnovi različnih adenovirusov z genom za angiogenin - ANG.

V naši študiji so bolnikom vbrizgali gensko spremenjene konstrukte z genom ANG prek neposrednega intramuskularne injekcije v skupino tibialne mišice prizadetega uda trikrat v enakih odmerkih (3x10 9 plakotvornih enot) v presledku 3 dni. Vsak postopek je vključeval 4-5 neposrednih intramuskularnih injekcij 0,3-0,5 ml raztopine, enakomerno porazdeljene na površini 15-20x5-6 cm, rezultate zdravljenja pa smo ocenili po 6-24 mesecih.

V kliničnih opazovanjih so v vseh primerih opazili pozitiven učinek: čas (razdalja) neboleče hoje se je povečal, brahialni in gleženjski indeks se je povečal, trofični ulkusi so se zmanjšali ali celo zacelili, povečala se je perfuzija mišic spodnjih okončin. .

Podatki iz literature in naša opažanja kažejo, da pozitiven učinek traja 6-18 mesecev, nato pa je potrebna ponovna injekcija zdravila. Torej gensko spremenjeni konstrukti, ki vsebujejo gene ANG in VEGF, prispevajo k nastanku dejavnikov neoangiogeneze in spodbujajo rast krvne žile v ishemičnih tkivih. O stanju, problemih in obetih genske terapije glej istoimenski članek A.V. Kiseleva idr. na CD-ju.

Zdravljenje s transgenimi celicami

Zdravljenje s transgenimi celicami s ciljno gensko spremenjenim konstruktom lahko imenujemo kombinirano zdravljenje. Za izvedbo te vrste celično-genske terapije je potrebno v celico vnesti ciljni gen. Ta kombinacija združuje lastnosti celičnega vektorja, delovanje genov in učinek celične terapije.

transgenoza(prenos genskega materiala) in vitro usmerjen na somatske tarčne celice, ki so bile predhodno izolirane iz telesa (na primer resecirana jetra, kultura limfocitov, kostni mozeg, kultura fibroblastov, tumorske celice). Za vnos DNK v celice sesalcev je bilo preizkušenih že veliko pristopov: kemični (mikroprecipitati kalcijevega fosfata, DEAE-dekstran, dimetil sulfoksid); zlitje celic (mikrocelice, protoplasti); fizikalne (mikroinjekcije, elektroporacija, laserske mikroinjekcije); virusne (retrovirusi, adenovirusi, adeno-povezani virusi). Številne nevirusne metode so neučinkovite (z izjemo elektroporacije in laserske mikroinjekcije). Najučinkovitejši prenašalci DNK v celice so »naravne brizgalke« – virusi.

Postopek celične transgeneze naj bi se končal s preverjanjem njegove uspešnosti. Transgenezo lahko štejemo za uspešno, če ima vsaj 5% vseh tretiranih celic vnesen genski material.

Končni postopek genske terapije s transgenozo somatske celice in vitro- To reimplantacija transgene ciljne celice. Lahko je organotropna (jetrne celice se vbrizgajo skozi portalna vena) ali zunajmaternične (celice kostnega mozga se injicirajo skozi periferno veno).

Celično-gensko zdravljenje je bilo sprejeto v klinično prakso hitreje, kot je bilo pričakovano. Različice njegove uporabe je mogoče prikazati na primeru treh bolezni.

Pomanjkanje ADA. 4-letna deklica (ZDA) je zbolela za redko dedno boleznijo - primarno imunsko pomanjkljivostjo (huda kombinirana oblika), ki jo povzroča mutacija v genu. ADA. Vsa 4 leta je deklica živela v sterilni škatli. (Bolniki s to boleznijo zaradi popolnega pomanjkanja imunosti ne prenašajo nobenega stika z nobeno okužbo.)

Bolniku so predhodno ločili limfocite od preostalih krvnih elementov, T-limfocite spodbudili k rasti. Potem in vitro je bil predstavljen gen AD z uporabo retrovirusnega vektorja. Tako pripravljene »gensko spremenjene« limfocite so vrnili v krvni obtok.

Ta dogodek se je zgodil 14. septembra 1990 in ta datum velja za rojstni dan prave genske terapije. Od letos izhaja revija Genska terapija.

Iz protokola kliničnega preskušanja je postalo jasno, da je najprej mogoče izolirati limfocite bolnikov s hudo imunsko pomanjkljivostjo, jih vzgojiti v laboratoriju, vanje vnesti gen in jih nato vrniti v krvni obtok.

pacientov pretok. Drugič, zdravljenje bolnika je bilo učinkovito. Skupno število limfocitov se je povečalo na normalno raven, količina proteina ADA v celicah T pa se je povečala na 25% normalne vrednosti. Tretjič, 6 mesecev pred naslednjim zdravljenjem je število "gensko spremenjenih" limfocitov in encima ADA v celicah ostalo konstantno. Iz sterilne škatle je bila deklica prepeljana domov (slika 10.7).

riž. 10.7. Prvi dve deklici, zdravljeni z gensko terapijo zaradi hude kombinirane primarne imunske pomanjkljivosti zaradi pomanjkanja adenozin deaminaze (ADA), približno 2,5 leti po začetku zdravljenja

Izbira bolezni za začetek uporabe genske terapije je bila premišljena. Gene AD do takrat je bil kloniran, imel je povprečno velikost, dobro integriran v retrovirusne vektorje. Prej s presaditvijo kostnega mozga

Nezadostnost ADA je pokazala, da imajo T-limfociti ključno vlogo pri bolezni. Zato mora biti genska terapija usmerjena v te ciljne celice. Pomembna točka je bila, da delovanje imunski sistem možno pri ravni beljakovin ADA 5-10 % kontrolne. končno, ADA- "gensko spremenjeni" T-limfociti so imeli selektivno prednost pred prvotnimi okvarjenimi celicami.

Družinska hiperholesterolemija. Receptorji LDL, ki igrajo ključno vlogo pri presnovi holesterola, se sintetizirajo v jetrnih celicah. V skladu s tem mora biti genska terapija usmerjena na hepatocite (tarčne celice). En poskus takšnega zdravljenja so izvedli v ZDA pri 29-letni ženski s hudo aterosklerozo koronarnih arterij. Učinek prejšnjega kirurškega ranžiranja je že izginil. Bolnikov brat je umrl zaradi iste bolezni, preden je dopolnil 30 let. Genska terapija bolnika je potekala v več fazah.

Bolniku je bila opravljena delna (približno 15%) hepatektomija. Odstranjeni reženj jeter smo sprali z raztopino kolagenaze, da smo ločili hepatocite. Prejeli približno 6 milijonov hepatocitov. Nato so te celice gojili v 800 posodah za gojenje na hranilnem mediju. Med rastjo v kulturi je bil kot prenosno sredstvo uporabljen retrovirusni vektor za vklop normalnega gena LDL. Transgene hepatocite smo zbrali in pacientu vbrizgali skozi kateter v portalno veno (da so celice lahko dosegle jetra). Nekaj ​​mesecev pozneje je biopsija jeter pokazala, da novi gen deluje v nekaterih celicah. Vsebnost LDL v krvi je padla za 15-30%. Izboljšanje bolnikovega stanja je omogočilo zdravljenje le z zdravili za zniževanje holesterola.

Rak. Izjemno hiter napredek pri preučevanju človeškega genoma in metod genskega inženiringa omogoča razvoj genske terapije ne samo za monogensko dedne bolezni, ampak tudi za večfaktorske bolezni, kot je rak. Genska terapija maligne neoplazme se je že začelo, čeprav je na tej poti veliko težav zaradi potrebe po zagotavljanju selektivnosti, specifičnosti, občutljivosti in varnosti prenosa genov. Trenutno se uporablja naslednja strategija genske terapije raka: povečanje imunogenosti tumorja z vstavljanjem citokinskih genov, genov, ki kodirajo glavni kompleks histokompatibilnosti, in limfocitnih ligandov; ciljna dostava (vektorizacija) tumorskih citokinov v celice, ki

znotraj tumorja lokalno lahko povzroči toksične učinke (na primer v limfocitih, infiltriranih tumorjih); uporaba tumorsko specifičnih aktivatorjev predzdravil, tj. vstavljanje encimsko predzdravilnih aktivirajočih genov, spojenih s promocijskimi sistemi, ki se realizirajo z diferencialno nadzorovano (idealno tumorsko specifično) transkripcijo; uvedba markerskih genov, ki lahko zagotovijo odkrivanje minimalno preostalih po operaciji ali rastočih tumorjev; umetno zatiranje genskih funkcij z vstavljanjem genov.

Nekaj ​​poskusov genske terapije maligni tumorji povezana z vnosom genov IL-2 ali TNF v celice reseciranega tumorja. Te celice se nato injicirajo subkutano v predel stegen. Po 3 tednih odstranimo regionalno bezgavko (za mesto injiciranja mešanice transgenih tumorskih celic). Gojite T-limfocite, izolirane iz tega vozla. Poleg tega se razmnožujejo limfociti iz tumorja (ki infiltrirajo tumor). Pacientu se injicira skupna masa limfocitov, ki zagotavlja imunski odziv na tumorske celice. Tako so zdravili bolnike z malignim melanomom, rakom ledvic, napredovalim rakom različnih organov.

Spreminjanje izražanja genov kot metoda zdravljenja

Ta linija genske terapije je odprta za znanstveni razvoj v povezavi z napredkom funkcionalne genomike kot dela človeškega genoma, z drugimi besedami, z večanjem znanja o osnovah normalnega in patološkega izražanja genov. Spremembe v izražanju genov lahko dosežemo s farmakološko modulacijo ali interferenco RNA. Danes lahko govorimo o treh smereh razvoja metod zdravljenja dednih bolezni s spremembo izražanja genov: povečano izražanje v genu, ki določa bolezen; povečano izražanje v genu, ki ni povezan z boleznijo; zmanjšano izražanje nenormalnega dominantnega genskega produkta. - Pri dednem angioedemu (avtosomno dominantna bolezen) se pri bolnikih nepričakovano razvije submukozni in subkutani nevrotični edem. To je posledica nezadostne proizvodnje inhibitorja esteraze komponente komplementa C1. Zaradi hitra narava napadi edema so profilaktično predpisano zdravljenje s sintetičnimi androgeni (danazol). Androgeni bistveno povečajo količino

mRNA inhibitorja C1 (po možnosti v normalnih in mutiranih lokusih). Pogostost resnih napadov pri bolnikih se močno zmanjša.

Terapija s farmakološko modulacijo izražanja genov je lahko usmerjena v povečanje izražanja normalnega gena, da se kompenzira učinek mutacije v drugem genu. Hipometilacija DNA poveča količino fetalnega hemoglobina pri odraslih. Zvišanje ravni fetalnega hemoglobina (α2γ2) je povsem primerno za bolnika s srpastocelično anemijo, saj je hemoglobin F (fetalni) normalen prenašalec kisika in preprečuje polimerizacijo hemoglobina S. -deoksicitidin), ki se vklopi namesto citidina. Blokada metilacije povzroči povečanje izražanja gena γ-globina in deleža hemoglobina F v krvi.Ta kombinacija bo očitno koristna tudi za zdravljenje β-talasemije.

Zmanjšanje izražanja dominantnega gena je mogoče doseči z interferenco RNA (za informacije o majhni moteči RNA glejte 1. poglavje). Pri številnih dednih boleznih patološke spremembe povzročijo toksični produkti (beljakovine pri nestabilnih ponavljajočih se ekspanzijskih boleznih) ali zmanjšanje prispevka normalne beljakovine (nenormalni kolagen pri osteogenesis imperfecta). Patogenetsko je jasno, da je treba zmanjšati količino mutirane sinteze beljakovin, ne da bi pri tem motili sintezo beljakovin iz normalnega alela. Ta cilj je mogoče doseči z interferenco RNA. Kratke verige RNA se vežejo na ciljno RNA in povzročijo njeno razgradnjo. Na podlagi hitrega napredka pri proučevanju majhnih RNA (small interfering RNA) se lahko nadejamo velikega potenciala te tehnologije pri zdravljenju dednih bolezni, čeprav je terapija z RNA interferenco še v zgodnji fazi razvoja.

Tveganja celične in genske terapije

Kot je razvidno iz zgornjih primerov, se je obdobje človeškega genskega zdravljenja že začelo. Določeni so principi in metodološki pristopi genskega zdravljenja, izbrane so bolezni, ki so temu potencialno podvržene

zdravljenje. Hkrati se delo nadaljuje različne države in v razne smeri. Že zdaj je očitno, da bodo z gensko terapijo zdravili ne le dedne in srčno-žilne bolezni, temveč tudi maligne tumorje in kronične virusne okužbe.

Hkrati je treba opozoriti, da je treba te metode uporabljati zelo previdno (to velja posebej za aplikacijo in ne za razvoj!). To je še posebej pomembno pri zdravljenju dednih bolezni (predvsem razširjenih), tudi če prihaja do še odločilnejših prebojev v načinih dostave genov do tarčnih celic. Nujno je pozorno spremljanje individualnih rezultatov zdravljenja in dosledno upoštevanje etičnih in deontoloških načel.

Pojavile so se že tri vrste tveganj celične in genske terapije.

Neželeni odziv na vektor ali kombinacijo vektor/bolezen. Avtor: vsaj, en bolnik je umrl zaradi nenormalnega imunskega odziva na vneseni gen z adenovirusnim vektorjem. Zaključek iz tega primera je že narejen - pri izbiri vektorja je treba upoštevati patofiziološke značilnosti dedne bolezni.

Insercijska mutageneza, ki vodi do malignih neoplazem. Obstaja možnost, da prenesena celica ali gen (ni važno – v čista oblika ali s transgensko celico) lahko aktivirajo protoonkogene ali motijo ​​tumorske supresorje. Pri nekaterih bolnikih po genski terapiji za X-vezano kombinirano imunsko pomanjkljivostjo so odkrili prej nepredviden mehanizem onkogeneze. Prenos genov pri teh bolnikih je prispeval k razvoju limfoproliferativne bolezni.

Onkološko tveganje pri celični terapiji zaradi genetske nestabilnosti celičnih presadkov, v kulturi katerih se pogosto pojavljajo nenormalni kromosomski kloni.

Vse vrste tveganj je mogoče zmanjšati z ustreznim preverjanjem varnostnih metod.

ZAKLJUČEK

Torej je zdravljenje dednih bolezni nenavadno težka naloga, ki ni vedno učinkovito rešena. Kljub temu pa mora biti stalen in vztrajen. Nestabilnost in pogosto pod-

statična resnost učinkov terapije ne pomeni zavračanja njenega neprekinjenega izvajanja, ne le s kliničnega vidika, ampak tudi iz deontoloških razlogov. V tem primeru je treba upoštevati dve značilnosti zdravljenja dednih bolezni:

Potreba po dolgotrajnem nadzoru zdravljenja;

Začetna diagnostična natančnost pred imenovanjem zdravljenja zaradi genetske heterogenosti dednih bolezni.

KLJUČNE BESEDE IN POJMI

Vrste simptomatskega zdravljenja Genska terapija (splošna shema)

Genska terapija za maligne novotvorbe Genska terapija za monogene bolezni (primeri) Evfenika

Koncept degeneriranih družin. Popravek izmenjave na ravni produkta. Popravek izmenjave na ravni substrata. Celična terapija. Matične celice. Negativna evgenika.

Primeri simptomatskega zdravljenja z zdravili

Načela patogenetskega zdravljenja

transgenoza

Encimska terapija dednih bolezni Kirurške metode zdravljenja

Biologija matičnih celic in celične tehnologije: v 2 zvezkih / ur. M.A. Paltsev. - M.: Medicina, 2009. - 728 str.

Dolgikh M.S. Možnosti genske terapije, njene metode, predmeti in možnosti // Uspehi sodobne biologije. - T. 124. - Št. 2. -

strani 123-143.

Marakhonov A.V., Baranova A.V., Skoblov M.Yu. Interferenca RNA: temeljni in uporabni vidiki // Medicinska genetika. - 2008. - št. 10. - S. 44-55.