gen tedavİsİ
DESCRIPTION
GEN TEDAVİSİ. Prof.Dr.Öztürk ÖZDEMİR Nisan 2006. GEN TEDAVİ Sİ. Kalıtsal geçişli bir hastalığın gen düzeyinde yapılan onarımlarla ortadan kaldırılmasına “gen tedavisi - gene therapy” adı verilir. İki şekilde yapılır; a- Biyosentez b- Terapi. Gen Tedavisi. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
GEN TEDAVİSİ
Prof.Dr.Öztürk ÖZDEMİR
Nisan 2006
GEN TEDAVİSİ
Kalıtsal geçişli bir hastalığın gen düzeyinde yapılan onarımlarla ortadan kaldırılmasına “gen tedavisi - gene therapy” adı verilir.
İki şekilde yapılır;
a- Biyosentez
b- Terapi
Bir kişinin hastalığını tedavi etmek yada durumunu iyileştirmek amacı ile hücrelerinin genetik modifikasyona uğratılması işlemi.
Gen Tedavisi
Modifikasyonun etkisine ve modifiye hücrelerin tiplerine göre;1. Germline gen tedavisi
2. Somatik gen tedavisi
Gen Tedavisi
Germ hücreli gen Tedavisi
Gamet/zigot/erken embriyo’ya yapılan genetik modifikasyonlardır.
Somatik Gen Tedavisi
Hastalığa yol açan doku veya spesifik hücrelerdeki genetik sorunun düzeltilmesidir.
İnsandaki tüm çalışmalar somatik hücrelerdeki genetik bozukluğun düzeltilmesine yöneliktir
Somatik hücreler çeşitli yollar ile modifiye edilebilir;
Gen artışı/eklenmesi Gen değiştirme Hedeflenmiş gen ekspresyonunun baskılanması Hedeflenmiş spesifik hücrelerin öldürülmesi
A- BİYOSENTEZ
Eksik yada yanlış sentezlenen bir gen ürünün (protein) in vitro ortamda sentezlenerek organizmaya verilmesi - eksikliğinin giderilmesini amaçlar.
- Belli aralıklarla tekrarlanmayı gerektirir.
- Konak hücre, vektör ve besi ortamı gerektirir.
- Konak hücre olarak genellikle bir bakteri hücresi kullanılır
- Ökaryotik bir hücreye ait genin intron alt birimi içermemesine dikkat edilir.
- Sentez sonrası modifikasyonlar gereklidir:
1-Rekombine protein şeklinde sentezlenen peptidin CnBr (Siyanin Bromür) ile muamelesi ile (methionin taşıması şartıyla) öncelikle non-rekombine
hale getirilmesi,
2- Proteinin saflaştırılması,
3- Konsantrasyon analizi ve uygulamaya hazır hale getirilmesi ve
4- Pazarlama
ÜRÜNLERI- Somatostatin (büyüme hormonu inhibitörü olarak)
II- Büyüme hormonu (büyüme geriliklerin giderlmesi, 3 derece ağır yanıkların tedavisi)
III- Sinir sistemi inhibitörleri (Ağrı - acı ve stres durumunda tedavi edici olarak kullanılır)
- Endorfinler (opioid peptitler)
- Enkefalinler(opioid peptitler)
IV- İnsülin(rekombine yolla elde dilen insülin preparatları diğerlerine oranla daha avantajlıdır). A zinciri (21 aa) ve B zinciri (30 aa)
V- İnterferonlar (F- İnt, L-İnt), Viral immünyetmezliklerin tedavisi.
VI-İnterlökinler (çeşitli kanser grupları tedavisinde)
VII-Hemofilik faktör VIII
VIII-Ürokinaz
IX- Aşılar
GEN TEDAVİ YÖNTEMLERİ Tedavi Hastalık
I-Eksik proteinin verilmesi (antihemofilik protein) Hemofilia
II- Eksik vitamin - koenzim verilmesi
B6 Sistinirua
B12 Metilmalanisidemia
Biotin Propicidinemia
D D-resistant riketsilar
III- Diyetden substrat çekmekIII-a.Amino asit;
Fenilalanin Fenilketonuri
Lösin, izolösin ve Valin Maple Syrup Urine Disease
Methionin Homosistinuria
III-b. Karbonhidrat;
Galaktoz Galaktozemia
Tedavi HastalıkIII-c.Lipidler
Kolesterol Kolesterolemia
III-d. Total Protein Üre döngü defektleri
IV- Eksik ara ürün ilevesi
Kortizon Adrenogenital sendromu
Cystein Homosistinuria
Tiroksin Konjenital kretinizm
Uridin Orotik asidinemia
V- Koruyucu
VI- Hasta dokunun yenilenmesi
Böbrek transplantasyonu Polikistik böbrek anomalisi
Korneal graft Konjenital katarakt
Kemik iliği transplantasyonu İmmünyetmezlikler
VII- Zararlı materyalin uzaklaştırılması (Dializ) Polikistik böbrek anomalisi
VIII- Hasta dokunun uzaklaştırılması (Kolektomi) Poliposiz koli
B- GEN TERAPİSİ
I- Supressör tRNA aracılı tedaviII- Demetilatörler / Hipermetilatörler aracılı tedaviIII- Gene replacement
A- Embriyonal hücre (Germline) tedavisiB- Somatik hücre - doku tedavisiC- Elemanları
1- Hasta-mutant genin ilgili hücre-dokudan uzaklaştırılması2- Sağlıklı, non-mutant genin eldesi3- Host hücre-dokuya vektör aracılı gen transferi
4- siRNA tedavisi
Gen Transferinde Kullanılan Vektörler
Plazmid 5-10 kb
Bakteriyofaj 20 kb
Cosmid 50 kb
YAC 100 kb
Baculovirus 150 kb
BAC 200 kb
PAC 250-300 kb
Lentivirus ** ~ 100-200 kb
Mikroinjection değişken
LENTİVİRUSLAR
Gen tedavisinde vektör olarak kullanılmak üzere ( özellikle somatik hücre gen tedavisinde)non-patojen hale getirilmiş viruslara denir.
A- Adenovirus orijinli lentiviruslar (DNA) : 30 kb DNA
B- Retroviral lentiviruslar(RNA) : 8 kb DNA kabul eder
C- Non-viral vekrörler (liposomlar vs)
LENTİVİRUS ARACILI GEN TRANSFERİNDE BAŞARISIZLIK NEDENLERİ
1- Lizojeni zayıf olabilir
2- Düşük ekspresyon
3- Daha büyük (uzun DNA) gen transferi zor
4- Virusa karşı olası immün yanıt gelişebilir
5- Onkogenezis
GEN TEDAVİSİ YAPILAN GENETİK HASTALIKLAR
Hastalık Hedef hücre GenSCID (ADA yetmezliği) Kemikiliği stem adenosine deaminase
Hemophilia B Hepatosit, deri fibroblast Faaktör IX
Familial hypercholesterolemia Hepatosit LDL reseptör
Cystic fibrosis Solunumyolu epitel CFTR
Malignant melanoma Melanoma tümör HLA B7
DMD Myoblastlar Dysrophin
Akciğer kanseri Tümör Normal p53
Beyin tümörü Beyin herpes timidine kinase
Ovum kenseri Tümör herpes timidine kinase
TEDAVİ EDİLMEK İSTENİLEN HÜCRELER
(Hedef dokular genellikle: Karaciğer, beyin, kas, kemikiliği ve eklemler olmaktadır) Bunlar;
1- Kolay edinilebilir olmalı2- Kültüre edilebilinmeli3- Manipülasyonlara müsait- dayanıklı olmalı4- Vücuda dönüşümleri kolay olmalı5- Lentivirus transfeksiyonuna uygun olmalı6- Replase sonrası olabildiğince uzun yaşamalı.7- Bölünebilme potansiyeli yüksek olmalı (telomerik
DNA uzunlukları ideal olmalıdır).
1. Gen Artış Tedavisi
Fonksiyon kaybının olduğu durumlarda Örneğin, kistik fibröz BMD tedavisinde
Kanser tedavisinde Tümöre karşı immün yanıtın arttırılması veya defektif tümör supressör
genin değiştirilmesi
X geni
Hastalıklı hücreler Normal fenotipX geninin ürünü artar
2. Hedeflenmiş Gen Mutasyonunun Düzeltilmesi
X geni
Hastalıklı hücreler (mutant X geni)
Normal fenotip(mutasyon fonksiyonel gen ile düzeltilir)
Fonksiyon kazandıran mutasyonu olan hastalıkların tedavisinde
“Gene replacement” tedavisi
4. siRNA tedavisi
Patojenik genin ekspesyonunun engellenmesi
siRNA komplementerlik tedavisi Özellikle infeksiyon hastalıklarının tedavisinde Kanserde aktive olmuş onkogenlerin baskılanmasında Otoimmün hastalıklarda Kalıtımsal hastalıklarda fonksiyonu artan mutant allelin
baskılanmasında
4a. Hastalıklı Hücrelerin Direkt Öldürülmesi
İlaç
Toksin geni
Proilaç geni
Hastalıklı hücreler
Hastalıklı hücreler
Eksprese olan toksin tarafından hücreler öldürülür
İlaç tarafındanhücreler öldürülür
Beyin tümöründe in vivo prodrug ilaç yaklaşımı
•Retrovirusler Herpes simplexThymidine- kinase üretecek şekilde yapılandırılır
•Vector-üreten hücreler tümöre enjekte edilir, virüs sadece bölünen tm hücresini enfekte eder
•Prodrug Gancyclovir IV verilir
•HsTK + hücreler bunu toksik gcv-triphosphat a dönüştürür ve hücre ölür!
4b. İmmün Sistem Hücreleri Tarafından Hastalıklı Hücrelerin Öldürülmesi
Antijen geni
Sitokin geni
Hastalıklı hücre
Hastalıklı hücre
hastalıklı olmayan hücre, özellikle immün sistem hücresi
Artmış immün yanıttan dolayı hastalıklı hücrelerin öldürülmesi
Somatik Gen Tedavi Stratejileri
Ex vivo gen tedavisi In vivo gen tedavisi
Hedef hc’lere başarılı terapötik genetik materyal aktarımı
(gen transferi)
ex vivo Gen Tedavisi
Hastanın kendi hücreleri kullanılır (otolog) immun rxn gözlenmezpahalıdır
Transfeksiyon mümkün olduğu kadar verimli olmalı
Transgenin devamlı ekpresyonuna ihtiyaç vardır.
Ex Vivo Gen Tedavisi
in vivo Gen Tedavisi Hastanın vücudundaki
hücrelere genetik manipulasyon yapılır.
Düzeltici gen nasıl verilmeli? Retroviral vektörler
İnsert’ün büyüklük limitasyonu
Güvenlik faktörleriHedef hücrelerin aktif olarak
çoğalmaları gerekmekte Diğer seçenekler
Çıplak DNA’nın enjeksiyonuLipozomlarPartikül bombardımanı
Non-Viral
-Plasmidler
-Oligonukleotitler
-Liposomlar
İn vivo Gen Transferi
Viral
• -AV vektörler
• -AAV vektörler
• -Retro vektörler
Gen Transferinde
• Etkinlik
• Spesifiklik
• Uzun süreli ekspresyon
• İmmun yanıt
• Toksisite
293T 293T
Non-replikatifLentivirus
1. Transfer vektörü
2. gag/pol
3. Rev
4. Zarf (VSV-G)