Co to jest terapia genowa in vivo?

Terapia genowa in vivo to proces polegający na zmianie struktury genetycznej komórek w celu uzyskania efektu terapeutycznego, który zapobiega chorobom lub je leczy. Wadliwy lub brakujący materiał dziedziczny - DNA - w jądrze komórek pacjenta jest zmieniany lub zastępowany przez zdrowe geny. Specjalnie zmodyfikowane wirusy działają jako nośniki nowego materiału genetycznego, dostarczając go do docelowych komórek lub tkanek pacjenta. Przenoszenie materiału genetycznego odbywa się w ciele pacjenta podczas terapii genowej in vivo.

Proces terapii genowej in vivo różni się od terapii genowej ex vivo tym, że ta ostatnia procedura pobiera komórki z ciała pacjenta, wstawiając geny i hodując komórki w laboratorium, a nie w ciele pacjenta. Komórki zawierające nowe DNA są później ponownie wprowadzane do niezbędnych tkanek u pacjenta. Łaciński termin ex vivo oznacza „poza żywymi”, a in vivo oznacza „w żywych”. Leczenie to zazwyczaj wymaga ekstrakcji i wymiany szpiku kostnego pacjenta w dwóch oddzielnych operacjach.

Nośnikami lub wektorami dostarczającymi terapeutyczny materiał genetyczny są retrowirusy, adenowirusy, wirusy opryszczki i inne wirusy. Własny materiał genetyczny wirusów jest usuwany lub inaktywowany, co czyni je nieszkodliwymi i niezdolnymi do przenoszenia chorób. Materiał genetyczny jest następnie zastępowany genami terapeutycznymi. Różne wirusy atakują różne komórki i tkanki w ciele. Dostarczają nowy materiał genetyczny w sposób podobny do metody stosowanej przez wirusy wywołujące chorobę, gdy wstrzykują geny do komórek gospodarza podczas przenoszenia choroby.

Dostarczanie genów jest skuteczne tylko wtedy, gdy celem są dzielące się komórki. Aby geny terapeutyczne dostarczone podczas terapii genowej in vivo ulegały ekspresji w tkance, należy je wstawić do komórek poddawanych mitozie, procesowi podziału komórek. Umożliwia to rozprzestrzenienie się nowego DNA w tkankach pacjenta. Po dostarczeniu nowego DNA wirus umiera lub zostaje zaatakowany przez układ odpornościowy.

Specjaliści medyczni stosują terapię genową w leczeniu różnych nowotworów, chorób dziedzicznych spowodowanych defektem genetycznym, ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV) i innych chorób. Technika ta działa najlepiej w przypadku chorób wywołanych przez pojedyncze wadliwe geny. Wiele chorób przewlekłych jest spowodowanych zaburzeniami wielu genów i stanowi większe wyzwanie.

Badania nad terapią genową in vivo koncentrują się na doskonaleniu określonych wektorów dla docelowych komórek i tkanek, zwiększeniu wydajności transferu genów, zwiększeniu spójności dostarczania genów do dokładnej lokalizacji w sekwencji DNA pacjenta oraz badaniu nowych zastosowań tej techniki w zwalczaniu chorób. Badania dotyczyły również kwestii odrzucenia wstawionego terapeutycznego DNA i zwiększenia długoterminowej skuteczności transferu genów. Badano również skuteczne, nieinwazyjne metody wykrywania ekspresji genów w tkankach i komórkach pacjenta po terapii genowej in vivo.