Prezentacija o genskoj terapiji

1. Nadja Pejčev
Aleksa Nikić
NemanjaTodorov
Ljubomir Kamenov
Mitar Dimov
IV1
Genska terapija

2. Gen
• Gen je fizička i funkcionalna jedinica nasleđivanja, koja prenosi naslednu
poruku iz generacije u generaciju, a čini ga celovit deo DNK potreban za
sintezu jednog proteina ili jednog molekula RNK. Geni su nanizani
duž kromosoma. Gen za određeno svojstvo uvek se nalazi na istom mestu na
kromosomu koje se naziva genski lokus.
• Geni su linearno raspoređeni delovi kromosomske DNK (vidi sliku). NJihova
veličina (broj nukleotida DNK) i i raspored na kromosomima su stogo
određeni. Građa gena je ustvari građa same DNK i ogleda se u tačno
određenom redosledu nukleotida (A,T, C i G). Promena tog redosleda, manjak
ili višak nukleotida rezultira u promeni funkcije gena i naziva se genska
mutacija (tačkasta mutacija).
2 3/5/2023 Ukratko o Genu

3. 3 3/5/2023 Ukratko o genu
• Podela gena
• Prema funkciji koju obavljaju, gene možemo podeliti na:
• strukturne
• regulatorne.
• Strukturni geni su:
• geni koji nose šifru za protein (prepisuju se na i-RNK) i
• geni koji se samo prepisuju u RNK (t-RNK, r-RNK).
• Regulatorni geni se ne prepisuju već se za njih vezuju molekuli koji regulišu
određene procese u organizmu. Znanja o regulatornim genima su još uvek
nedovoljna. Pripadaju im geni koji:
• učestvuju u replikaciji,
• učestvuju u kretanju kromosoma u deobi,
• kontrolišu krosing-over i telomere koje doprinose stabilnosti kromosoma.

4. Genska terapija
• Genska terapija je savremen pristup u lečenju ili prevenciji različitih bolesti
zasnovan na uvođenju „divljeg” tipa (eng.wild type) gena (genskog materijala)
u ćelije zahvaćene mutacijom. Prema načinu unosa genskog materijala,
vektorom ili direktnimnim ubacivanjem ogoljene DNK, razlikujemo somatsku
gensku terapiju (jetre, mozga, mišića, kože, bubrega) i germinativnu (kod koje
se genski materijal unosi u polne ćelije, s tim što promene uzrokovane
manipulacijom na reproduktivnim ćelijama neće biti prenesene sledećim
naraštajima).
4 3/5/2023 Genska terapija

5. • U okviru ovog postupka postoji i terapija in vivo kod koje se genski materijal
unosi direktno u bolesnika, zatim in vitro, ex vivo adicija ili zamena gena kod
ljudi ili na animalnim modelima. Osnovni preduslov za gensku terapiju je
ovladavanje metodologijom dobijanja izdvojenog gena, koji će se ubacivati u
genom. Sekvencioniranje i kloniranje humanih gena poznato je još od 1980.
godine, kada je humani gen za proizvodnju insulina (deficijentan kod šećerne
bolesti tip 1) ubačen u genom bakterije, koja je počela da proizvodi humani
insulin. Ovako dobijeni insulin i danas se koristi u terapiji šećerne bolesti.
5 3/5/2023 Genska terapija

6. • U narednim decenijama očekuje se da će se nakon uspešne izolacije gena u
kojima su ispoljeni monogenetski poremećaji genskom terapijaom, i po prvi
put dobije lek za genetičke bolesti, ili da se uvođenjem DNK i oligonukleotida
u ćelije omogući lečenje nenaslednih bolesti, kao što je npr. karcinom.
• Međutim genska terapija je još uvek u početnoj fazi istraživanja i razvoja, i
može se smatrati eksperimentalnom metodom, sa velikim brojem kliničkih
proba. Uspeh genske terapije na svim poljima bio bi, svakako najveće i
najvažnije otkriće 21. veka.Teorijske mogućnosti genske terapije su
izvanredne, praktična primena pokazuje rezultate, ali to je svakako
nedovoljno da zadovolji brojna velika očekivanja, koja u budućnost moraju biti
realizovana, pre svega zbog nas i naših potomaka.
6 3/5/2023 Genska terapija

7. Istorija
• Kao datum kada je prvi put počela da se primjenjuje genska terapija uzima se
14. septembar 1990. godine, kada je četvorogodišnja devojčica, rođena sa
teškom i kombinovanom imunodeficijencijom (retkim urođenim oboljenjem u
kome nedostaje gen za enzim adenozindeaminazu neophodan za normalan
imunski odgovor, pa je organizam osetljiv na svaki patogen), dobila gensku
terapiju.Kod ove devojčice je genska terapija izvedena tako što su prvo uzeti
leukociti iz periferne krvi, zatim su kolonizirani u laboratoriji, pa je u tu kulturu
leukocita ubačen gen koji nedostaje. Leukociti su nakon toga vraćeni u krv.
Genska terapija je kod ove devojčice poboljšala imuni odgovor, ali nije dovela
do konačnog izlečenja, zato što genetski tretirani leukociti žive samo nekoliko
meseci, pa to zahteva da se terapija ponavlja.
7 3/5/2023 Genska terapija

8. Procenti sadašnjih ispitivanja genske terapije
8 3/5/2023 Genska terapija

9. Opšta razmatranja
• Genska terapija, koja je za sada eksperimentalna tehnika, korisiti gene da leči i
sprečava nastanak nekih bolesti! Ona obuhvata niz in vivo, ex vivo i in
vitro metoda i postupaka za prekomponovanje postojećih i unošenje
funkcionalnih kopija gena, koji zamenjuju ili nadopunjuju
(ne)aktivnost alelnih varijanti koje su odgovorne za mnoge bolesti.
• U buducnosti ova ce tehnika će dovesti do toga da lekari leče bolestiubacujući
gene u bolesnikove ćelije umesto primene lekova i operacija! Istrazivači su do
sada, testirali nekoliko pristupa genskoj terapiji, uključujući:
• Zamenjivanje mutiranih gena (tehnikom homologe rekombinacije) koji uzrokuju bolesti sa
njihovim zdravim kopijama.
• Inaktiviranje (eng. „knocking out”) mutiranih gena koji ne funkcionisu nepravilno.
• Ubacivanje novih gena u organizam u genom na nespecifičnu lokaciju u cilju borbe protiv
bolesti (ovo je najčešdi način).
• Popravljanje mutiranog gena tehnikom selektivne reverzne mutacije (tako da je gen
osposobljen za normalnu funkciju)
• Supresija aktivnosti oštečenog gena novim genom
9 3/5/2023 Opšta razmatranja
Dupleks crRNA i tracrRNA deluje kao vodeća RNK
da uvede specifično lociranu modifikaciju gena
zasnovanu na RNK 5 ’uzvodno od crRNA. Cas9 veže
tracrRNK i potrebna mu je sekvenca za vezivanje
DNK (5’NGG3 ’), koja se naziva motiv susednog
protospacera (PAM). Nakon vezivanja, Cas9 uvodi
dvostruki lanac DNK, nakon čega sledi modifikacija
gena homolognom rekombinacijom (HDR) ili
nehomolognim krajnjim spajanjem (NHEJ).

10. Oblici genske terapije
Germinativna genska terapija
• Cilj zahvata u polnih ćelijama je korekcija poremećene funkcije određenog
gena koja uzrokuje neke teške bolesti. Jedna mogućnost ovog lečenja je unos
gena u polne ćelije čime bi se poremećaj koriguje u svim ćelijama potomaka.
• Prema tome, jasno je da genska manipulacija polnim ćelijama može imati
neizbrisive posledice za razvoj budućeg organizma.Tako se npr. U terapiji
zametnim nizom genetičke se promene se vrše u spermi, jajašcima ili ćelijama
embrionalnom i prenose na buduće generacije. Ova terapija dovodi do suženja
zalihe ljudskih gena na koju računaju buduće generacije.
• Ovakav vid terapije je nov i potrebno je ispitati njene posledice pre bilo kakvih
pokušaja, pa je zbog toga i zabranjena u većini zemalja. Ipak, 2001. godine
naučnici su potvrdili rođenje 30 ,,genetski modifikovanih beba’’, čije su majke
bile podvrgnute ovoj proceduri.
10 3/5/2023 Germitivna genska terapija

11. • Somatska genska terapija
• Cilj zahvata u polnih ćelijama je korekcija poremećene funkcije određenog
gena koja uzrokuje neke teške bolesti. Jedna mogućnost ovog lečenja je unos
gena u polne ćelije čime bi se poremećaj koriguje u svim ćelijama potomaka.
• Prema tome, jasno je da genska manipulacija polnim ćelijama može imati
neizbrisive posledice za razvoj budućeg organizma.Tako se npr. U terapiji
zametnim nizom genetičke se promene se vrše u spermi, jajašcima ili ćelijama
embrionalnom i prenose na buduće generacije. Ova terapija dovodi do suženja
zalihe ljudskih gena na koju računaju buduće generacije.
• Ovakav vid terapije je nov i potrebno je ispitati njene posledice pre bilo kakvih
pokušaja, pa je zbog toga i zabranjena u većini zemalja. Ipak, 2001. godine
naučnici su potvrdili rođenje 30 ,,genetski modifikovanih beba’’, čije su majke
bile podvrgnute ovoj proceduri.
11 3/5/2023 Somatska genska terapija

12. • In vivo genska terapija
• Kod obe terapije transgen se direktno uvodi u ćelije napadnute zarazom. Na
ovaj način moguće je lečiti cističnu fibrozu ili mišićnu ditrofiju.Tako bi DMD
bila tretirana uvođenjem distrofin gena u mišićne ćelije, a CF uvođenjem CFTR
gena u ćelije vazdušnog protoka. Kod obe bolesti su to ćelije čija poremećena
funkcija izaziva glavne efekte koji su opasni po život, međutim nisu jedine.
• Bolesnici sa cističnom fibrozom mogu da pate od pankreasnog nedostatka,
defekta u vas deferensu, problema jetre, dok bolesnici s mišićnom distrofijom
imaju problema sa srcem ili defekte CNS-a.
• Kada bi i ovi defekti bili uspešno otklonjeni ne znači da bi bolest u potpunosti
bila izlečena .
12 3/5/2023 In vivo genska terapija

13. • Ex vivo genska terapija
• Vrši se uvođenjem transgena u izolovane ćelije, da bi se njima moglo
manipulisati in vitro. Zatim se vrši selekcija onih ćelija koje su primile transgen,
pa se ovi ćelijski klonovi ponovo uvode u telo pacijenta.
• Ovaj oblik terapije je pogodan za genetičke defekte koji se odnose na krvne
ćelije. Korišćen je u lečenju dificijencije adenozin deaminaze (ADA) i to je
jedina genska terapija koja je do sada dala rezultate kliničkog poboljšanja.
13 3/5/2023 Ex vivo genska terapija

14. Rezultati
14 3/5/2023 Rezultati
Genske terapije koje su do sada testirane odnosile su se na ćelije koštane srži i krvne
ćelije.
Uvođenjem novog gena u spermatozoid ili jajnu ćeliju novi gen može da se prenese
na potomstvo, što bi predstavljalo germlinu gensku terapiju. Ova vrsta terapije nije
naišla na odobravanje, jer se smatra da, iako bi pomogla u spečavanju nastanka
određenog genskog poremećaja u pojedinim porodicama, nije izvesno kakav efekat
bi novi gen mogao da ima na razvijanje fetusa i da li bi mogao dati neke kasne
neželjene posledice.
S obzirom na to da osobe koje bi bile obuhvačene germlajn genskom terapijom još
nisu rođene, one ne mogu same da odluče da li žele ili ne žele ovakvu terapiju, tako
da ova istraživanja na ljudima nisu dozvoljena.

15. Vektori
15 3/5/2023 Vektori
• Imajući u vidu sa gen koji je direktno ubačen u citoplazmu ćelije uglavnom ne ostvaruje svoju funkciju. Da bi se postigla
funkcionalnost, potrebno je gen na neki drugi način ubaciti u ćeliju. Za ovo postoji nekoliko metoda:
• Korištenjem virusnih vektora, odnosno genetski izmjenjenih virusa (koji ne mogu da izazovu bolest, već samo ga uvegu gen u
genom inficirane ćelije).
• Korišćenjem nevirusnih vektora, uglavnom u formi lipozoma (lipidnih sfera), koji mogu da prenesu DNK kroz membranu ćelije
domadina (biohemijski kompleks DNK u lipozomu naziva se lipokompleks)
• Hemijskim povezivanjem molekula DNK sa molekulom koji može da se veže sa određenim ćelijskim receptorima, nakon čega
DNK prolazi kroz membranu i ulazi u ćeliju (ovaj metod je manje efikasan od drugih navedenih metoda).
• Vektori se u organizam čoveka ubaciju na tri načina (6): intravenski, direktnom ubrizgavanjem u specifično tkivo, gde ih preuzimaju
individualne ćelije tog organa ili tako što se uzorak ćelja pacijenta u laboratoriji izloži delovanju vektora, a zatim se te ćelije vrate u
organizam pacijenta. Ukoliko je tretman uspešan, novi gen će početi da kodira funkcionalan protein.
• Najnoviji metod ubacivanja novih gena u ćelije domaćina je stvaranje novog, veštačko g 47. hromozoma, koji bi egzistirao
autonomno, pored već postojećih 46 hromozoma domaćina. Za ovaj metod unošenja terapijskog gena potreban je veoma veliki
vektor. Veruje se da zbog konstrukcije i autonomije veštačkog hromozoma, imuni sistem neče napadati taj hromozom.

16. Literatura
16 3/5/2023 Literatura
• https://sr.wikipedia.org/sr/Genska_terapija
• https://www.bionet-skola.com/w/Gen
• http://www.medicinskicasopis.org/pdf/br%207/sr/Full/Genska%20terapija.pdf

17. 17 3/5/2023 Literatura
Hvala na Pažnji