Vzestup a pád genové terapie Josef „Faskal“ Novák

Dogma molekulární biologie

• Tok informací v buňce

– Kde se může stát chyba? Všude

– Kde ji opravit? Na DNA!

Co je to vlastě gen?

• Oblast DNA kódující protein + regulační oblasti

Porucha genu

• Jak velké jsou změny? (porfyrin)

– Změny jednoho nukleotidu (SNP)

– Velké změny (delece, změna regulačních oblastí, frameshift)

• Dědičná porucha => gen je špatně v celém organismu

– Ne všude se ale produkuje, stačí opravit v místě, kde je potřeba

Vhodné/nevhodné pro genovou terapii

Metody

• Hlavní postupy

– Ex vivo (hlavně krevní buňky)

– In situ (do cílové tkáně)

– In vivo (celý organismus)

Bezpečné používat viry?

• Vícekomponentový systém

• Různé přístupy, různé problémy

– Specifická integrace

– Nespecifická integrace

– Žádná integrace

Viry

• Retroviry – Jenom dělící se buňky, problém s přípravou ve velkém

množství, buď nestabilní, nebo problémy s integrací (není náhodná)

• Adenoviry – Epitely (ale ne kmenové – nutno opakovat), silná zánětlivá

reakce

• Virus asociovaný s adenoviry (AAV) – Nepatogenní, integruje se do konkrétního místa, ale –

jenom, pokud si udrží schopnost replikace (= nepoužitelné)

Nevirové metody

• Vnesení v liposomu

• Volná DNA

– Elektroporace

– Chlorid vápenatý

• (Gene gun)

Možná rizika genových terapií

• Vznik rakoviny při nesprávném vložení do genomu • Rekombinace s přirozeným virem • Toxický šok vzniklý množením viru • Alergická reakce na proteiny vektoru nebo

kontaminace • Vnesení nevirové exogenní DNA • Kontaminace nebezpečnými viry (HIV, hepatitida

B, SV40) • Změna pohlavních buněk • Psychologický stres a falešná naděje

Nefunkční ornithin transkarbamyláza

• Nefunkčnost cyklu močoviny (1 z 80 000 narození)

• Neschopnost odbourávat proteiny, hromadění čpavku v krvi

• Novorozenec upadá do kómatu během 72 hodin po narození, polovina zemře do rovnou, zbytek do pěti let

• Virová terapie pomocí adenoviru (přirozený tropismus pro játra)

Cyklus močoviny

Ornithin

Jesse Gelsinger *June 18, 1981 † September 17, 1999

• První přímá oběť genové terapie – selhání řady orgánů, viry v celém těle – před ním 17 jiných pacientů bez problémů

• Prachy, prachy, prachy – Přijatý jako náhradník – Nebezpečné množství amoniaku v krvi těsně před terapií – Při testování na opicích – multiorgánové selhání

• Do informací pro pacienty se tato informace „zapomněla“ napsat

– Vedoucí genové terapie a univerzita finančně zainterestovaná

• „Myslím, že je to těžký čas pro genovou terapii. Donedávna jsme mohli říct, že genová terapie sice ještě nikomu nepomohla, ale aspoň nikomu neublížila. To se teď změnilo.“ Leroy Walters (z organizace, která experiment povolila)

(1990+) Bublinové děti

• Těžká kombinovaná imunodeficience (SCID), 1 až 2 z 100,000 narození (ale 1 z 2,500 u Navahů)

• Alternativa k transplantacím kostní dřeně

• 17 dětí s obnovenou imunitou

• Ale – 4 leukémie

– Integrace retroviru

Anémie

• Problém s erythropoietinem (EPO)

=> Signál pro množení červených krvinek

• Doping EPO

– Do roku 2000 prakticky nedetekovatelné

• Genová terapie – EPO pod kontrolou HIF

• (2006) podezření z dopingu

u řady atletletů

– Není systém, jak to ověřit

Vzestup a pád

2008 Léčba slepoty

• Leber's congenital amaurosis (1 z 80 000)

• Poškození cyklu vidění

• Adeno associated virus and gene therapy of the human retina

• Oprava genu RPE65 injekce do sítnice nebo do sklivce

• 3 nezávislé skupiny (9 pacientů, u většiny vylepšení zraku)

(2009 – Ebola)

• Odbočka – využití modifikovaných virů

• Skoro zombie apokalypsa – výzkumnice pracující s ebolou se píchla jehlou do prstu

• Experimentální vakcína: uvnitř VSV, venku ebola

2011 – HIV

• 2007 – první člověk vyléčený transplantací kostní dřeně (CCR5delta32)

• 2013 – novorozeně klasickou terapií

• CCR5delta32

Genová terapie: T-buňky

2013 – nefunkční lipoprotein lipázy

• Jeden až dva z milionu

• Glybera – lék na předpis, povolen EU

• Gen nesený adeno-asociovaným virem

• Injekce in-situ

• Terapie zřejmě funkční

– Sociální experiment

Čas na otázky

Děkuji za pozornost

Mgr. Josef „Faskal“ Novák faskal@seznam.cz

josef.novak@natur.cuni.cz