Mūsdienu medicīnā vārds "gēns" mirgo visdažādākajos kontekstos un konjugācijās. Ir ģenētika un genomika. Pastāv metagenomika, gēnu inženierija, gēnu prognozēšana un molekulārā genotipēšana. Ir viegli sajaukt dažādas DNS zinātnes nozares, ja pats to nedarāt, taču, iespējams, esat dzirdējuši par vienu apakškategoriju, kas pēdējos gados ir daudz parādījusies plašsaziņas līdzekļos: gēnu terapija. Kas ir gēnu terapija? Šī ir ģenētiskā materiāla medicīniska izmantošana.
Lai saprastu, ko tas viss nozīmē un kāpēc šī terapija ir tik spēcīga, jums jāsāk ar nelielu iepazīstināšanu ar pašiem gēniem. Gēni atrodas šūnas droši aizsargātā genomā - zīmējumu bibliotēkā, kas ļauj katrai dzīvai būtnei attīstīties un atjaunoties tā, kā vajadzētu. Lai ieviestu savu kodu praksē, lielākajai daļai gēnu jābūt "tulkotiem" olbaltumvielās - DNS kods nosaka aminoskābju secību, kas jāpievieno ķēdei, un pēc tam to saliec formā, ko piešķir secība. Tieši caur šo salocīto trīsdimensiju struktūru olbaltumvielas pilda savu funkciju šūnā.
Tātad, ja vēlaties mainīt šūnā notiekošo, varat to izdarīt, mainot DNS, kas kodē olbaltumvielu formu, kas darbojas kā izpildītājs. Un, ja rodas dozēšanas problēma, piemēram, viena gēna eksemplārs, nevis divi, mēs varam palielināt olbaltumvielu daudzumu, ievietojot savu otro eksemplāru. Jebkurā gadījumā mēs mainām gēnus, kas ir pieejami šūnas parastajai olbaltumvielu ražošanas mašīnai, lai mainītu šūnu uzvedību.
Izklausās vienkārši. Bet vai to ir tik viegli izdarīt? Protams, nē.
Pirmkārt, šūnās, kuras jālabo, ir ļoti grūti ievietot jaunus vai mainītus gēnus. Šūnas ir īpaši izstrādātas, lai to nenotiktu - zinātniekiem ir jānolauž vīrusi, kas ir attīstījušies, lai šim nolūkam iekļūtu šūnā. Bet tie joprojām nav perfekti; ikvienai ķermeņa šūnai ir sava genoma kopija, pilnīga un (lielākoties) identiska pārējai, un nav iespējams mainīt katru ķermeņa šūnu. Pat ja mēs veiksmīgi rediģēsim miljonus jūsu genoma eksemplāru, miljardi no tiem paliks neskarti.
Tādējādi agrīnākajos un joprojām vissvarīgākajos gēnu terapijas pielietojumos tika iesaistītas mēģenes - no pacienta tika izņemts kaulu smadzeņu paraugs, mainīts interesējošais gēns, un pēc tam labotās šūnas tika ievadītas atpakaļ saimniekdatorā. Tam bija tendence darboties tikai tad, ja salabotās šūnas dzīvoja ilgāk vai bija labākā veselībā nekā viņu dabiskie kolēģi, tāpēc galu galā tās izspieda slimās šūnas un dominēja populācijā.
Tikai tagad ir iespējams rediģēt gēnus dzīva pacienta ķermenī. Gēnu terapija tagad vislabāk risina problēmas, kas ietekmē noteiktu šūnu tipu, ierobežotu to skaitu. Ģenētiskā problēma, kuru mēs risinām, var palikt atlikušajās neskartajās šūnās, bet, ja tā tās neizmanto funkcionēšanai, tad to neuzskata par medicīnisku problēmu. Kā pašreizējo mērķa šūnu piemēri minēti daži zīdītāju ausu aknu šūnu un kohleāro matu šūnu veidi.
Reklāmas video:
Abos gadījumos atkārtota ārstēšana ar vīrusu var "inficēt" pietiekami lielu daļu noteiktu šūnu populācijas ar mūsu terapeitisko gēnu, lai iegūtu vēlamo efektu. Dažas gēnu terapijas metodes vienkārši ievieto medicīnisku gēnu saimnieka šūnas kodolā, kur tas atradīsies un veidos olbaltumvielas, tāpat kā tas dabiski notiktu. Tomēr ilgtermiņā tas darbojas tikai ar šūnām, kuras laika gaitā nesadalās, piemēram, neironiem. Ja šūnas dalās, tāpat kā vairums šūnu, mūsu gēns var pieturēties pie saimnieka šūnas genoma vai atpalikt ikreiz, kad šūna reproducē.
Galvenā tehnoloģija šāda veida savienošanas panākšanai tiek saukta par CRISPR; saīsinājums nozīmē īsus palindromiskus atkārtojumus, kas regulāri sakārtoti grupās. Svarīgi ir tas, ka, ja mūsu gēns tiek ievietots kopā ar CRISPR olbaltumvielu un RNS sistēmu, gēns tiks ievietots genomā, kur vien vēlaties. Šūnas sadalīs un reproducēs iegulto gēnu tā, it kā tas būtu tur visā garumā.
Ir svarīgi atcerēties, ka, labojot ģenētisko problēmu, mēs neko nemainām slimības pārmantojamībā. Kurluma korekcija, rediģējot DNS, piemēram, kohleārajās matu šūnās, nemazina slimības pārnešanas iespējamību pēcnācējiem.