Jak działają geny?
Geny zbudowane są z kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA), których sekwencja stanowi wzór dla syntezy cząsteczek kwasu rybonukleinowego kodujących RNA (mRNA), które finalnie stanowią schemat dla produkcji konkretnych białek. To właśnie białka odgrywają określoną rolę w komórce co, sprawia że organizm funkcjonuje prawidłowo. Każdy człowiek dziedziczy zwykle po jednej kopii danego genu od rodziców, otrzymując w sumie dwie kopie danego genu. Geny odpowiedzialne są za wszystkie cechy człowieka od koloru oczu, włosów po unikalne jego cechy.
Jednak czasem geny nie funkcjonują poprawnie. Na skutek zmiany w sekwencji DNA, czyli mutacji może dochodzić do zmiany ekspresji kodowanego białka czyli jego produkcji, czego efektem może być konkretne zaburzenie czy konkretna choroba. Geny mogą być zmienione wskutek odziedziczonego genu mutacją, jak również mogą ulegać zmianom w czasie trwania życia pod wpływem czynników uszkadzających DNA np. na skutek promieniowania czy związków chemicznych, ale również mogą nabyć zmianę wraz z wiekiem
Czym jest terapia genowa?
Terapia genowa rozwija się od ponad 40 lat i pomaga zahamować lub wyleczyć chorobę w oparciu o modyfikacje na poziomie samych genów. Ten rodzaj terapii należy do eksperymentalnych metod leczenia, jak również prewencji chorób genetycznych. Metody używane w terapii genowej polegają na wprowadzeniu materiału genetycznego czyli DNA lub RNA do komórki pacjenta, w celu wywołania określonego efektu terapeutycznego.
Zatem, celem terapii genowej może być wprowadzenia prawidłowej kopii genu, którego defekt jest przyczyną choroby. Defekty genów mogą dotyczyć błędów w zapisie określonego miejsca w sekwencji DNA, ale mogą to być również zmiany sekwencji całego genu. Zarówno zmiany genetyczne jak mutacje punktowe, które wywołują choroby jednogenowe mogą być „naprawione” poprzez korektę tych błędów w zapisie sekwencji DNA, jak i defekty genetyczne wynikające z wadliwych genów mogą być wyrównane poprzez zamianę sekwencji całego genu.
Innym kierunkiem może być zahamowanie bądź wyciszenie zmutowanego genu, który funkcjonuje niepoprawnie i wywołuje chorobę. Zmutowane geny mogą powodować nadprodukcję białka lub kodować nieprawidłowo działające białko, dlatego mechanizm naprawczy z użyciem wprowadzanych sekwencji wyciszających lub hamujących będzie to kompensował. W takiej sytuacji wprowadza się do komórek pacjenta antysensowne oligonukleotydy, niekodujące fragmenty lub małe interferujące cząsteczki RNA (siRNA).
Kolejnym mechanizmem terapii genowej jest modyfikacja genetyczna, która ma na celu eliminację komórek poprzez wprowadzenie do komórki genu kodująegoy np. białko toksyczne czy czynniki wprowadzające komórkę na szlak programowanej śmierci.
Wreszcie komórki dzięki terapii genowej mogą zyskać nowe cechy, których wcześniej nie miały. Tutaj przykładem może być wprowadzenie do komórki nowego genu, który będzie pomagał organizmowi walczyć z chorobą poprzez wpływ na układ odporności.
Terapia genowa może służyć również jako metoda prewencyjna danego zaburzenia genetycznego. Chociaż terapia genowa należy do bardzo obiecujących metod terapeutycznych wielu chorób ,w tym wrodzonych chorób genetycznych, chorób nowotworowych, czy infekcji wirusowych, to wciąż jest przedmiotem badań.
Literatura:
1.Vertès A, Smith D,M, Qureshi N, Dowden N,J. Second generation cel and gene-based therapies. Biological Advances, Clinical Outcomes and Strategies for Capitalisation. Elsevier 2020, 285-301. doi:10.1016/C2016-0-02070-3.
2.www.genetherapynet.com [dostęp z 22.02.2022]