I moderne medicin blinker ordet "gen" i alle mulige sammenhænge og konjugationer. Der er genetik og genomik. Der er metagenomik, genteknologi, genforudsigelse og molekylær genotype. Det er let at forveksle de forskellige grene af DNA-videnskab, hvis du ikke gør det selv, men du har sandsynligvis hørt om en underkategori, der har dukket meget op i medierne i de senere år: genterapi. Hvad er genterapi? Dette er den medicinske anvendelse af genetisk materiale.
For at forstå, hvad alt dette betyder, og hvorfor denne terapi er så kraftig, skal du starte med en lille introduktion til selve generne. Gener bor i det sikkert beskyttede genom i cellen, et bibliotek med tegninger, der tillader enhver levende ting at udvikle sig og genopbygge sig selv som den skal. For at omsætte deres kode skal de fleste gener "oversættes" til protein - DNA-koden bestemmer rækkefølgen af aminosyrer, der skal føjes til kæden, som derefter foldes til den form, der er givet af sekvensen. Det er gennem denne foldede tredimensionelle struktur, at proteinet udfører sin funktion i cellen.
Så hvis du vil ændre, hvad der sker i cellen, kan du gøre dette ved at ændre DNA'et, der koder for proteinets form, der fungerer som en eksekutor. Og hvis der er et doseringsproblem, såsom en kopi af et gen i stedet for to, kan vi øge proteinudbyttet ved at placere vores egen anden kopi. Under alle omstændigheder ændrer vi de gener, der er tilgængelige for cellens regelmæssige proteinfremstillingsmaskineri for at ændre cellernes opførsel.
Lyder enkelt. Men er det så let at gøre? Selvfølgelig ikke.
For det første er det meget vanskeligt at tilpasse nye eller ændrede gener i cellerne, der skal rettes. Celler er specielt udviklet for at forhindre, at dette sker - forskere skal hacke vira, der har udviklet sig for at komme ind i cellen til dette formål. Men de er stadig ikke perfekte; hver eneste celle i din krop har sin egen kopi af genomet, komplet og (for det meste) identisk med resten, og det er umuligt at ændre hver celle i din krop. Selv hvis vi med succes redigerer millioner af kopier af dit genom, forbliver milliarder af dem uberørte.
Således involverede de tidligste og stadig vigtigste anvendelser af genterapi prøverør - en knoglemarvsprøve blev fjernet fra en patient, genet af interesse blev ændret, og derefter blev de korrigerede celler injiceret tilbage i værten. Dette havde kun en tendens til at fungere, hvis de reparerede celler levede længere eller havde et bedre helbred end deres naturlige kolleger, så de til sidst overfyldte de syge celler og dominerede befolkningen.
Først nu er det blevet muligt at redigere gener i en levende patients krop. Genterapi er nu bedst til at håndtere problemer, der påvirker en bestemt celletype, et begrænset antal af dem. Det genetiske problem, som vi løser, kan forblive i de resterende intakte celler, men hvis det ikke bruger dem til at fungere, betragtes det ikke som et medicinsk problem. Visse typer leverceller og cochlea hårceller fra pattedyrs ører nævnes som eksempler på aktuelle målceller.
Salgsfremmende video:
I begge tilfælde kan genbehandling med virussen "inficere" en høj nok andel af en specifik cellepopulation med vores terapeutiske gen til, at den ønskede effekt kan forekomme. Nogle genterapimetoder placerer blot et medicinsk gen i kernen i en værtscelle, hvor den vil opholde sig og fremstille proteiner, ligesom det naturligt ville gøre. I det lange løb fungerer dette dog kun med celler, der ikke deler sig over tid, som neuroner. Hvis celler, som de fleste celler, deler sig, kan vores gen holde sig til værtscellens genom eller halte bagefter, når cellen reproducerer sig.
Den vigtigste teknologi til opnåelse af denne form for splejsning kaldes CRISPR; forkortelsen betyder korte palindromiske gentagelser, der regelmæssigt arrangeres i grupper. Den vigtige ting er, at hvis vores gen indsættes sammen med CRISPR-proteinet og RNA-systemet, vil genet splittes ind i genomet, hvor du vil. Cellerne vil opdele og gengive det indlejrede gen, som om det var der hele tiden.
Det er vigtigt at huske, at vi ved at rette et genetisk problem ikke ændrer noget i sygdommens arvelighed. At korrigere døvhed ved at redigere DNA i for eksempel cochlea hårceller reducerer ikke sandsynligheden for overførsel af sygdommen til afkom.