2. ◦ U našem svakodnevnom okruženju, primjećujemo veliki
broj ljudi sa različitim karakteristikama.
◦ Sve individuelne karakteristike koje ovi ljudi nose su
determinirane njihovim genetičkim kodom.
◦ Prilikom začeća, svako od njih primi 46 hromosoma (po 23
od oba roditelja) koji sadrže gene koji kodiraju za njihov
izgled, različite aspekte ličnosti te za njihovo buduće
zdravlje. Geni su aranžirani na nivou 46 hromosoma i
locirani u svakoj ćeliji.
◦ Ćelija tako predstavlja osnovnu jedinicu organizma, a
geni se mogu smatrati biološkim programom života.
◦ Ako na individualnom genu postoji greška, ova greška
može dovesti i do razvoja bolesti.
3. ◦ Imajući u vidu činjenicu da veliki broj
oboljenja kod ljudi bivaju izazvani
nasljednim ili stečenim abnormalnostima u
ekspresiji i regulaciji ekspresije gena, kao
posljednji izum naučnika, pojavila se genska
terapija.
◦ Oni su pošli pretpostavke da će
funkcionalni geni, kada se ubace u ćelije,
biti u stanju pozitivno djelovati na
ćelijsku funkciju i proizvesti željeni
genski produkt, na taj način
kompenzirajući za genetičke nedostatke.
Ovo će predstavljati osnov za liječenje
obolenja.
4. Šta je genska terapija?
◦ Genska terapija se odnosi na korekciju ili prevenciju oboljenja putem dodavanja ili ekspresije
genetičkog materijala koji koriguje za nedostajuće ili aberantne genetske funkcije ili pak interferira
sa procesom izazivanja oboljenja.
◦ Veliki broj naučnika danas za ovu tehniku koristi termin transfer gena umjesto genska terapija, sa
jasnom željom da ukaže na činjenicu da transfer gena u principu ne mora da implicira i terapeutske
efekte.
Genska tearpija predstavlja ubacivanje
(inserciju) genetičkog materijala u
stanice u smislu prevencije odnosno
liječenja oboljenja.
7. Tipovi genske terapije
In vivo
Genska terapija in vivo počiva na inkorporaciji
terapeutskih gen u organizam pacijenta putem mogućih
transfer–sistema:
virusa, kultura ćelija ili drugih sintetičkih vektora
introducirajućeg gena.
Tako, npr., liposomi sa genima za kontrolu cistične
fibroze se u ljudski organizam mogu unijeti sprej–
tehnikom inhalacije (u nozdrve).
Ex vivo
◦ Genska terapija ex vivo uključuje sve oblike genetičke
transformacije molekula, ćelija ili organa u vantjelesnim
uvjetima i inkorporiranja tako modificiranih produkata u
organizam pacijenta.
8. Somatska genska terapija
◦ Introdukcija transformiranih gena u
somatske ćelije aficiranog tkiva.
Genska terapija germinativnih stanica
◦ Introdukcija transformiranih gena u
reproduktivne linije ćelija.
Većina naučnika i kliničara somatsku gensku terapiju smatra prihvatljivom u mjeri koja (u moralnom pogledu)
nije problematičnija od aplikacije bilo kojeg klasičnog medikamenta.
Međutim, kada je riječ o genskoj terapiji u liniji germinativnih ćelija, ona je neprihvatljiva za većinu eksperata i
šire javnosti; između ostalog, i zbog rizika po narušavanje evolucijskog balansa u genskom fondu populacije i
ljudske vrste uopće.
9. Prva eksperimentalna genska terapija
◦ Istraživači sa US Nacionalnog instituta zdravlja su
1990. obavili prvu aplikativnu proceduru genske
terapije na djevojčici staroj 4 godine. Djevojčica je
rođen sa ozbiljnom urođenom manom (SCID).
Nedostajao joj je zdravi imunološki sistem i bila je
podložan djelovanju svake žive bakterije.
◦ Djeca sa ovim oboljenjem često su podložna
infekcijama i rijetko preživljavaju do zrelih godina.
Za njih su čak i dječije bolesti, poput boginja,
ugrožavajuće po život. Ona se pokušavala boriti sa
ovom bolešću, izbjegavajući kontakt sa ljudima
izvan svoje porodice, ostajući u sterilnom
ambijentu svog doma i prevenirajući često
obolijevanje masivnom dozom antibiotika.
10. ◦ U postupku provođenja procedure genske
terapije, ljekari su uzeli leukocite iz organizma
djeteta, kultivirali stanice u laboratoriji i u njih
inkorporirali gen koji nedostaje, modificirane
krvne stanice unijeli u krvotok pacijenta.
◦ Laboratorijski rezultati su pokazali da je ova vrsta
terapije pojačala imunološki sistem; djevojčica
više nije imala stalne prehlade, bilo joj je
dozvoljeno da ide u školu i čak je i imunizirana
protiv kašlja.
◦ Ova procedura nije klasičan tretman, jer tretirani
leukociti genetski funkcioniraju tako samo par
mjeseci i ovaj proces injiciranja se mora ponavljati
u tom intervalu.
11. Vektori u genskoj terapiji
◦ Najčešće su upotrebljavani virusni vektori
temeljeni na adenovirusima, retrovirusima,
lentivirusima, adeno-pridruženim virusima
ili herpes-simplex virusima.
◦ Većina se protokola za genski transfer koristi
retrovirusnim vektorima.
◦ Za primjenu u onkologiji, sposobnost retrovirusa
da se integrira u stanice koje se dijele, pokazuje se
kao prednost.
◦ Pokušaji prijenosa ex vivo pokazali su se vrlo
uspješnima.
◦ Ipak, postoji i nekoliko nedostataka. Retrovirusi
imaju mali genski kapacitet od svega osam
kilobaza.
◦ Pacijent može primiti ograničnu količnu
retrovirusa.
Retrovirusi
12. Adenovirusi
◦ Ograničenja pri radu s retrovirusima nametnula su potrebu
nalaženja drugih vektora koji bi se s više uspjeha rabili u
genskoj terapiji.
◦ Pozornost je usmjerena na adenoviruse, kad se otkrilo da
posjeduju dvostruku DNA te je moguća djelotvornija
transdukcija u različite vrste stanica bez obzira na mitotski
stadij stanice.
◦ Primjena adenovirusnih vektora najprije je provjerena
u liječenju netumorskih poremećaja, kao što je cistična
fibroza, ali se radi i na primjeni u liječenju raka.
◦ Istražuje se, na primjer, mogućnost njihove uporabe
pri ugradbi gena za HSV-TK u bolesnika s tumorima
mozga i jetre, te tumor-supresijskog gena p53 u
bolesnika s tumorima pluća, glave i vrata.
◦ Premda su adenovirusi pokazali dobra svojstva za
korištenje u genskoj terapiji, ni oni nisu bez
nedostataka.
◦ Dosad je istražen velik broj virusa s jednistvenim
svojstvima korisnima za primjenu u genskoj terapiji.
Neki od njih su Herpes simplex virus, Avipox
virus, Vaccinia virus i Baculovirus.
13. Liposomi
◦ Liposomi se kombiniraju s DNA bilo koje
veličine i tvore kompleks lipid-DNA, koji se
može unijeti u različite vrste stanica.
◦ Taj sustav, međutim, ne posjeduje tkivnu
specifičnost i terapijska učinkovitost pri
njegovoj primjeni još nije na
zadovoljavajućoj razini.
Primjena gole DNA
◦ Primjena "gole" DNA najjednostavniji je način
njene ugradbe u ciljnu stanicu, bez uporabe
virusnih ili nevirusnih vektora.
◦ U stanicu se unosi mehaničkim metodama kao
što su izravna injekcija u tkivo ili bombardiranje
tkiva velikom brzinom s DNA vezanom na
čestice zlata.
◦ Ta je metoda dosad iskušana u transgenskoj
imunoterapiji u terapiji karcinoma kolona i
melanoma.
◦ Nedostatak te metode također je izostanak tkivne
specifičnosti i potreba za kirurškim pristupom
tumorskom tkivu ako se ono ne nalazi na
dostupnom mjestu.
14.
15. Genska terapija kancera
◦ Do danas većina pokušaja primjene genske terapije ne vezuje se za urođena genetička oboljenja
već za kancer. Godišnje se samo u SAD pojavi 1,4 milion slučajeva kancera.
◦ Preživljavanje pacijenata nakon primjene nekih od standardnih protokola u tretmanu (hirurški
zahvati, kemoterapija) je na razini od oko 50%.
◦ Gubitak kontrole rasta i pojava metastaza predstavljaju dvije osnovne karakteristike malignih
tumora. I dok se primarni tumori daju lako odstraniti hirurškim zahvatom, tumori sa metastazama
se teško tretiraju i predstavljaju osnovni uzrok smrtnosti.
Teorijski je dovoljno da
postoji samo jedna
kancer ćelija da bi se
pojavio tumor.
16. Početni pokusi u korištenju genske terapije u tretmanu odnosno liječenju kancera su započeli 1991 godine.
Većina tada primjenjivih pristupa se zasnivala na nekom od slijedećih protokola:
◦ modifikacija limfocita da bi se stimulirala
antitumorska aktivnost,
◦ modifikacija tumorskih ćelija u svrhe podsticanja
imunogeničnosti,
◦ insercija tumor supresor gena u tumorske ćelije,
◦ insercija toksin gena u tumorske ćelije da bi se
stimulirala destrukcija tumorskih ćelija,
◦ ubacivanje gena samoubica u tumorske ćelije,
◦ ubacivanje gena rezistencije na lijekove u stem
ćelije u svrhe zaštite istih od šteta nastalih kao
posljedica hemoterapije,
◦ ubacivanje antisense gena u tumorske ćelije čime
se kontrira ekspresija onkogena u istim
◦ Pretpostavka je da se kancer otkriven u
ranijoj fazi lakše se može trerirati na ovaj
način.
17. Tumori koji se danas
tretiraju u kliničkim
pokusima genske
terapije su:
različiti tipovi kancera
poput melanoma,
neuroblastoma, kancer
mozga, glave, vrata,
pluća. jetre, dojke, crijeva,
prostate, mezoteliuma,
leukemija, limfoma,
multipl mijeloma.
18. Strategija genske terapije kancera se u principu,
paralelno razvija u dva glavna pravca:
◦ Strategija redukcije tumora je motivirana
činjenicom da brojni oblici genske, kao ni bilo koje
druge terapije raka, ne rezultiraju potpunim
uništenjem ciljanih tumorskih ćelija, diferencirajući
ih od zdravog tkiva.
◦ Naprimjer, genska terapija direktnog genskog
transfera u tumorske stanice ne osigurava potpunu
(100%) uspješnost kao ni bilo koji drugi vid
transformacije ćelija.
◦ Zbog toga je ovaj pristup, u suštini, rafiniranje
klasičnog tretmana u liječenju raka (konvencionalne
terapije i hirurškog uklanjanja), a ne novi, zasebni
oblik liječenja.
◦ Strategija eliminacije tumora teži ka potpunom un
ištavanju ćelija raka.
◦ Ako se, na primjer, imuno–ćelije uspiju stimulirati na
specifični imuni odgovor, onda je moguće govoriti o
potpunom izliječenju.
◦ Bez obzira na primijenjenu terapiju, potpuna
eliminacija ćelija raka je prava rijetkost, jer njegove
ćelije rapidno proliferiraju, uz selektivno
preživljavanje onih najotpornijih.
◦ One se kasnije dijele i postaju potpuno rezistentne na
propisanu terapiju.
19. ◦ Jedan od najstarijih pokusa prilikom primjene
genske terapije u tretmanu kancera je uključio
ubacivanje TNF gena u tumor infiltrirajuće
limfocite.
◦ Pretpostavljalo se da TIL ćelije kada se ubace u tijelo
mogu infiltrirati tumor.
◦ U tom slučaju, TNF sinteza bi se javila na mjestu
tumora, gdje je i potrebno da se javi. Ovaj prisup je
kasnije nešto proširen korištenjem gena koji kodiraju
citokine (IL2., IL-4., IFN-gama., GM-CSF) u TIL.
◦ Dakle, na ovaj način se ubace geni citokina direktno u
tumorske ćelije. Pretpostavlja se da se na ovaj način
može dobiti dobar i kvalitetan imuni odgovor, postići
ubijanje tumorskih ćelija kao i vakcinacija pacijenta
protiv novih epizoda bolesti.
◦ Do danas se ovi efekti uglavnom postižu putem
uklanjanja ciljanih ćelija iz tijela , njihovim
kultiviranjem in vitro, ubacivanje željenog gena
(uz korištenje retroviralnih vektora), nakon koje
slijedi ponovno ubacivanje, ali sada izmijenjenog
gena u tijelo.
20. ◦ Cijela postavka bazira se na tome da nakon injiciranja transformiranih TIL–limfocita, koji
nose gen za antitumorski protein, dolazi do lokalizirane aktivacije TIL–limfocita i
produkcije antitumorskog proteina te, shodno tome, i regresije tumora.
◦ Ipak, ispostavilo se da je efikasnost ove terapije dosta niska, a
da ograničavajući faktori jesu (ne)uspješnost transformacije TIL–limfocita i down–
regulacija ekspresije introduciranog gena za antitumorski protein.
21. ◦ Najveći procenat lijekova za kancer pokazuje toksične nusefekte, što često definira
dozu.
◦ Zajednički efekat je razaranje stem ćelija. Ako bi se ove ćelije zaštitile ili načinile rezistentnim
na hemoterapeutski agens, mogle bi se pacijentu dati i veće doze lijeka. Ovaj zaštitni efekat bi
se mogao postići korištenjem genskog produkta koji kodira višekratnu rezistenciju na lijekove.
◦ Kancer ćelije postaju rezistentne na hemoterapiju. Funkcija ovog gena je da ispumpava veliki
broj kemoterapeutskih agensa (daunorubicin, taksol, vinblastin, vinkristin) izvan ćelija. I zaista
se pokazalo da ubacivanje MDR- 1 gena u stem ćelije štiti iste od djelovanja velikih doza
taksola.
◦ Ovaj pristup se upravo sada koristi kod pacijenata koji primaju visoke doze
hemotearpeutskih agensa za veliki opseg kancer tipova, uključujući kancer dojke,
ovarijalni kancer, te tumore mozga.
22. Genska terapija u liječenju
leukemije
◦ Naučnici su zabilježili prvi uspjeh novog pristupa u liječenju
leukemije uz pomoć genske terapije, koji podstiče
pretvaranje krvnih zrnaca pacijenta u ulogu "ubice" koje love
i uništavaju ćelije kancera.
◦ Terapija je do sada isprobana tek na troje pacijenata, ali rezultati su
impresivni: kod dvoje pacijenata nema kancerogenih ćelija, a od
tretmana je prošlo godinu dana, dok je stanje trećeg pacijenta
znatno bolje, ali još ima kancerogenih ćelija.
◦ U istraživanje su bila uključena trojica muškaraca sa veoma
uznapredovalim slučajevima hronične limfocitne leukemije (HLL).
◦ Jedini tretman za takve pacijente do sada je bilo liječenje
presađivanjem koštane srži ili tretman matičnim ćelijama, ali te
metode liječenja ne uspevaju uvijek i nose veoma veliki rizik.
◦ Dr Džun i njegovi saradnici uveli su novu proceduru unoseći
izmjene na nivou gena koje su dovele do toga da se T-ćelije
pretvore u pravu "vojsku" koja je ubijala kancerogene ćelije.
◦ Nove, tako dobijene T-ćelije prepoznaju
kancerogene ćelije, uništavaju ih i nastavljaju da
uočavaju nove kancerogene ćelije koje se pojave i
bore se protiv njih. Do sada je bilo poznato da T-
ćelije napadaju viruse na ovaj način, ali ovo je
prvi put da se to primenjuje kod pacijenata koji
imaju rak.
23. Genska terapija u liječenju tumora mozga
◦ Novi oblik genske terapije pokazuje obećavajuće rezultate u borbi
protiv rekurentnog karcinoma mozga, glioma, ukazuje nova studija.
Naime, tri godine nakon genske terapije, više od četvrtine pacijenata
s gliomom bilo je još živo.
◦ Obzirom na smrtonosnu prirodu ove bolesti, trogodišnje
preživljavanje se rijetko bilježi kod rekurentnog glioma.
◦ Također, treba istaknuti da je ova poboljšana stopa preživljavanja
vidljiva kod čitavog niza pacijenata, a ne samo u pacijenata sa
specifičnim genskim mutacijama. Smatra se da ovi rezultati
ukazuju da mnogi pacijenti mogu imati koristi od genske
terapije.
◦ Gliom je vrsta tumora koja se javlja u mozgu i leđnoj moždini. U
gliome spadaju astrocitomi, oligodendrogliomi, meduloblastomi i
ependimomi. Gliom se javlja u 5 do 7 ljudi od 100.000.
24. Genska terapija u
liječenju raka prostate
◦ Alternativni tretmani za rak prostate, jedan od
najčešćih oblika raka kod muškaraca, stalno se
istražuje i razvija.
◦ Rak prostate je vodeći raka među muškarcima.
◦ Prvi uspješni klinički test genske terapije,
također pod nadimkom samoubojstvo terapija,
predvodio je dr. Peter T. Scardino u 1990 na
Baylor College of Medicine u Houstonu.
◦ Danas , samo nekoliko sveučilišnih laboratorija
provodi to liječenje. Stanice prostate su
postale kancerogene zbog promjene gena
unutar stanice.
◦ U vrijeme genske terapije, virus se injektira u
stanice raka. Injektirani virusi neće putovati u
druge dijelove tijela.
◦ On neće zaraziti normalne stanice prostate, niti
će zaraziti spermu.
25. Prednosti genske terapije kancera
◦ Ex vivo transfer gena i lokalna
intratumorska injekcija mogu efektivno
transferirati gen u specifičnu grupu ćelija.
◦ Zasigurno je da ona ima čitav niz dobrih
strana u odnosu na konvencionalnu kancer
terapiju, posebno u sferi efikasnosti i
toksičnosti.
◦ No također, zasigurno na ovom polju
postoje vrlo izražena ograničenja, kao i kod
najvećeg broja terapija za kancer.
◦ Ovaj se problem i dodatno komplikuje jer
malignitet sam po sebi je visoko kompleksan
oblik oboljenja, specijalno u slučaju
najuznapredovalijih tumora i postaje jasno
da najveći broj kancera neće biti moguće
tretirati uključujući jedinstven terapijski
pristup.
26. Šta možemo dobiti a šta
izgubiti genskom terapijom?
◦ Život je rizik, a genetika će pomoći da se omogući
kontrola rizika.
◦ Nada je svih istraživača da će nove tehnike učiniti
mogućim testiranje svih gena za svaku osobu.
◦ Značenje pojma "bolest" izmijenit će se, a
predispozicijsko stanje bit će indikacija za
genetičku terapiju.
