Bài giảng Chương 1: Liệu pháp gen

Chia sẻ: Việt Trinh Trinh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:55

Thêm vào BST

Báo xấu

261
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Chương 1: Liệu pháp gen bao gồm những nội dung về khái niệm; các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen; ứng dụng của liệu pháp gen; vấn đề an toàn và triển vọng của liệu pháp gen. Đây là tài liệu hữu ích với các bạn chuyên ngành Y tế và những ngành có liên quan, mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 1: Liệu pháp gen

1. Khái niệm 2. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 3. Ứng dụng của liệu pháp gen 4. Vấn đề an toàn và triển vọng của liệu pháp gen
1. KHÁI NIỆM 1.1. Định nghĩa - Liêu pháp gen: Kỹ thuật đưa gen lành (gen liệu pháp) vào cơ thể thay thế cho gen bệnh, hoặc đưa 1 gen cần thiết vào vị trí gen bị sai hỏng để đạt được mục tiêu của liệu pháp - Gen liệu pháp: là các gen có chức năng sử dụng vào điều trị bệnh cho con người. Mỗi loại gen liệu pháp có đặc điểm và chức năng riêng. Gen liệu pháp có thể là: + Gen gen lành thay thế gen hỏng tương ứng → khôi phục lại chức năng của gen + Gen tạo ra sản phẩm ức chế sự biểu hiện của gen gây bệnh, hoặc kìm hãm sự tăng sinh quá nhanh của tế bào, hoặc tiêu diệt tế bào bệnh. + Gen ức chế gen gây bệnh, kìm hãm hoặc phục hồi gen bệnh + Kìm hãm sự hoạt động của gen đột biến gây bệnh
1. KHÁI NIỆM 1.1. Định nghĩa Các biện pháp của liệu pháp gen: -Đưa gen lành thay thế cho gen bị bệnh: là biện pháp có hiệu quả triệt để nếu đưa đúng vị trí. Nhưng khó thực hiện. -Đưa gen cần thiết vào vị trí gen bị sai hỏng: dễ thực hiện hơn. Tuy nhiên, nếu đưa không đúng vị trí sẽ dẫn đến những hậu quả: + Gen mới biểu hiện tùy tiện, không đúng nơi, đúng lúc hoặc không được biểu hiện + Gen mới gây ra những hậu quả không mong muốn + Gen mới hoạt hóa 1 gen tiền ung thư, gây ra ung thư,..
1. KHÁI NIỆM 1.1. Định nghĩa Giới hạn của liệu pháp gen: • Hiện nay mới chỉ được thực hiện trên tế bào sinh dưỡng • Việc tác động vào gen của tế bào sinh dục bị nghiêm cấm, • Lý do: - Vấb đề đạo đức - Con người từ chối việc thay đổi di sản di truyền có thể lưu lại do đời sau
1. KHÁI NIỆM 1.2. Nguyên tắc cơ bản trong điều trị bằng liệu pháp gen - Theo dõi và hiểu biết cặn kẽ quá trình phát triển của bệnh và cơ chế bệnh học, bệnh do một gen hay đa gen gây nên. - Hiểu biết được cấu trúc và chức năng của gen gây bệnh, vị trí của các gen trong hệ gen. Đồng thời hiểu rõ cấu trúc, chức năng của các gen liệu pháp - Dự đoán trước được hiệu quả của liệu pháp gen - Theo dõi và kiểm tra chặt chẽ hoạt động và biểu hiện của gen liệu pháp, sự đáp ứng miễn dịch trong cơ thể động vật thử nghiệm - Phải được thử nghiệm nhiều lần trên động vật có hiệu quả, mới được áp dụng trên người - Theo dõi chặt chẽ diễn biến và tiến triển của bệnh, đồng thời kết hợp với các phương pháp điều trị khác như hóa dược, xạ trị để tăng hiệu quả điều trị.
1. KHÁI NIỆM 1.3 Phân loại liệu pháp gen • Liệu pháp gen soma (soma gene therapy): phương pháp điều trị thay thế hoặc sửa chữa các gen hỏng, gen bệnh của tế bào soma trong cơ thể người bệnh. Liệu pháp gen soma được tiến hành lần đầu tiên năm 1990 trên bé gái Ashanti Desilva (4 tuổi) mắc bệnh suy giảm miễn dịch do khiếm khuyết gen adenosine deaminase (DAD), đây là trường hợp đầu tiên được chữa trị bằng liệu pháp gen soma • Liệu pháp gen giao tử (germline gene therapy): phương pháp điều trị, sửa chữa hoặc thay thế các gen hỏng cho các giao tử (tinh trùng, trứng) nhằm tạo ra thế hệ sau bình thường. Liệu pháp gen tế bào sinh dục được tiến hành lần đầu tiên vào năm 2001, với 30 đứa trẻ được chào đời bằng công nghệ chuyển chất nhân. Chất nhân của trứng bình thường được chuyển vào chất nhân của trứng khiếm khuyết
2. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 2.1. Cơ sở của liệu pháp gen - Phải có bản sao đầy đủ của gen thích hợp cùng trình tự điều hòa thích hợp - Phải lựa chọn kỹ thuật đích phù hợp. Có 3 kỹ thuật đích + DNA có thể được gắn trực tiếp với các tế bào hoặc cấy vào mô, gọi là chuyển DNA trần (nacked DNA transfer) + DNA có thể được gắn với các vector con thoi có bản chất virus (viral transfer shuttle). Đây là phương pháp chuyển DNA hầu như chắc chắn nhất. + DNA cũng có thể phối hợp với các phức hệ hoá học khác nhau để khuếch đại khả năng chuyển dịch qua màng tế bào của nó
2. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 2.1. Cơ sở của liệu pháp gen Có 2 phương pháp ứng dụng liệu pháp gen: + Liệu pháp gen có thể ứng dụng trực tiếp với bệnh nhân (liệu pháp in vivo) + Liệu pháp gen thực hiện trên các tế bào đã tách ra khỏi người bệnh sau đó cấy trở lại người bệnh (liệu pháp ex vivo).
2. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 2.1. Cơ sở của liệu pháp gen Các nguyên tắc khi chọn phương pháp - Hiệu quả của liệu pháp phải được đặt lên hàng đầu. - Gen chuyển đổi phải được điều hoà đúng đắn. Nó phải được hoạt hoá đúng lúc, với độ dài thời gian chính xác và đúng số lượng.
2. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 2.2. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển Đưa vector virus mang gen lành vào tế bào nuôi cấy Ghép tế bào chứa gen chuyển vào cơ thể
2.2. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển • Trước đó, các virus đã được biến đổi để không còn khả năng sao chép, đồng thời lại có khả năng biểu hiện mạnh gen cần chuyển • Các biến đổi bao gồm: - Loại bỏ các trình tự cần cho sự sao chép của virus - Gắn trình tự promoter mạnh vào trước gen chuyển
2.2. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen Đưa vector virus mang gen lành vào tế bào nuôi cấy Loại tế bào được sử dụng nhiều nhất là tế bào tủy xương. Lý do: - Dễ nuôi cấy - Nhiều tế bào gốc đa năng
2.2. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen Ghép tế bào chứa gen chuyển vào cơ thể Tế bào tủy xương mang gen chuyển được đưa vào cơ thể mà từ đó người ta đã tách tế bào tủy xương => Có thể xem đây là kỹ thuật ghép tự thân Trở ngại: - Protein do gen lạ có thể kích thích sản sinh kháng thể chống lại chính nó - Việc đưa tế bào chuyển gen trở lại cơ thể ít khi có hiệu quả Do đó cần theo dõi sự hoạt động của gen đích
2. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 2.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp Mục đích: các gen liệu pháp trong cơ thể người phải được phiên mã, dịch mã tạo ra các protein liệu pháp có tác dụng chữa bệnh. Các vector liệu pháp được sử dụng khác nhau, thích hợp cho từng loại tế bào đích, nhằm tạo ra các protein liệu pháp nội bào, hoặc ngoại bào
2.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp Hình thức chuyển gen có thể được thao tác thông qua một số cách sau: 2.3.1.Chuyển trực tiếp gen vào mô người bệnh (liệu pháp in vivo) 2.3.2. Chuyển gen vào tế bào bên ngoài người bệnh (liệu pháp ex vivo) 2.3.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp 2.3.3.1. Kỹ thuật vi tiêm (microinjection) 2.3.3.2. Kỹ thuật xung điện (electroporation) 2.3.3.3. Kỹ thuật dùng súng bắn gen (gene gun) 2.3.3.4. Kỹ thuật liposome (liposome technique)
2.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp 2.3.1.Chuyển trực tiếp gen vào mô người bệnh Quy trình gồm các bước sau: • Lựa chọn vector liệu pháp thích hợp. • Tách và tạo vector tái tổ hợp mang gen liệu pháp (thường là tạo vector virus). Virus xâm nhiễm trực tiếp vào tế bào bằng cách gắn với chúng và bơm thông tin di truyền vào. • Đưa vector tái tổ hợp mang gen liệu pháp bằng các kỹ thuật chuyển gen như: vi tiêm, súng bắn gen v.v… • Kiểm tra biểu hiện của gen liệu pháp Liệu pháp in vivo
2.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp 2.3.2. Chuyển gen vào tế bào bên ngoài người bệnh (1) Lấy tế bào bị bệnh có gen hỏng ra ngoài cơ thể (2) Dùng các kỹ thuật khác nhau để chuyển gen lành vào thay thế các gen hỏng để tạo tế bào lành (3) Nhân nuôi tế bào lành lên thành số lượng lớn (4) Đưa trở lại cơ thể người bệnh. Có thể dùng súng bắn gen, vi tiêm Liệu pháp ex vivo
2.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp 2.3.2. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp Kỹ thuật vi tiêm (Microinjection) • Được sử dụng để đưa vector liệu pháp vào các khối ung thư. • Gen liệu pháp có thể là các gen tổng hợp các chất ức chế sự phát triển khối u. • Có thể dùng cả 2 hình thức in vivo hoặc ex vivo Kỹ thuật xung điện (electroporation) • Thường dùng khi đưa gen liệu pháp vào tế bào nằm ngoài cơ thể sống. • Nhờ kỹ thuật xung điện có thể thay thế gen hỏng bằng gen lành, sau đó nhân nuôi tế bào lành tạo số lựơng lớn, rồi chuyển vào người bệnh
2.3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp 2.3.2. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp Kỹ thuật dùng súng bắn gen (gene gun) • Sử dụng súng bắn gen để chuyển gen liệu pháp vào tế bào đích thường đạt kết quả cao. • Kỹ thuật cần có thiết bị bắn gen, các vi đạn có bọc gen liệu pháp để đưa vào tế bào đích. • Gen liệu pháp dùng trong kỹ thuật này là DNA trần, hoặc phức hợp DNA-liposom và đựơc thực hiện theo hình thức ex vivo. Kỹ thuật liposome (liposome technique) • Liposome mang gen liệu pháp có khả năng chui qua màng tế bào để đưa các gen liệu pháp vào bên trong tế bào. • Kỹ thuật này cần chú ý chọn tế bào đích thích hợp để nâng cao hiệu quả
2.4. Các loại vector thường dùng trong liệu pháp gen 2.4.1. Vector chuyển gen có bản chất virus 2.4.2. Các vector không có bản chất virus