Arusaamine geneetilised haigused molekulaarsel tasemel ratsionaalne teraapia. Järgnevatel aastakümnetel avaldavad teadmised inimese genoomi järjestuse ja geenikataloogi kohta koos molekulaarbioloogia, valgutehnoloogia ja biotehnoloogia võimalustega sügavat mõju geneetiliste ja muude haiguste ravile.

Geneetilise ravi eesmärk- kõrvaldada või parandada haiguse sümptomeid mitte ainult patsiendil, vaid ka tema perekonnas. Lisaks tuleks peret teavitada ka teiste pereliikmete haigestumise riskist. Geneetiline nõustamine on peamine komponent arstiabi pärilike haigustega.

Sest monogeensed haigused mis on põhjustatud geeni funktsioonikaotusest tingitud mutatsioonidest, on ravi eesmärgiks defektse valgu asendamine, selle funktsiooni parandamine või defitsiidi mõjude minimeerimine. Defektse valgu asendamine võib toimuda selle sisestamise, elundi või rakkude siirdamise või geeniteraapiaga.

Põhimõtteliselt geeniteraapia on mõnede ja võib-olla enamiku monogeensete haiguste eelistatud ravi, kui see on ohutu ja tõhus. Kuid isegi kui normaalse geeni koopiaid saab patsiendile edasi anda, vajab perekond geneetilist nõustamist, kandja diagnoosi ja sünnieelset diagnoosimist, paljudel juhtudel mitme põlvkonna jooksul.

Molekulaarmeditsiini ajastu oma märkimisväärsete saavutustega viimase 5 aasta jooksul tõotab imelist ja täielikku mõju geneetiliste haiguste ravi. Need edusammud hõlmavad esimesi päriliku haiguse (raske kombineeritud immuunpuudulikkus) kasutades geeniteraapiat; võime manipuleerida geeniekspressiooni kasutades täiesti ohutuid nukleotiidi analooge (avastus, mis on suur tähtsus enamiku hemoglobinopaatiate, kõige levinumate monogeensete haiguste raviks maailmas); ja võime ennetada ensüümasendusravi kliinilised ilmingud varem surmavad haigused, sealhulgas lüsosomaalsed ladestushaigused.

Multifaktoriaalsete geneetiliste haiguste ravi

Enamikule multifaktoriaalsed haigused tavaliselt leitakse noorukieas või selle ajal täiskasvanu elu, etioloogilised tegurid keskkond ja geneetiline komponent pole hästi mõistetav. Keskkonna panuse tunnustamisega avaneb võimalus tõhusaks sekkumiseks, kuna välistegurite mõju on sageli võimalik muuta.

Tegelikult muutub tegurid keskkond, nagu ravimid, elustiil või toitumise muutused, võib olla tõhusam multifaktoriaalsete kui monogeensete haiguste ravis. Näiteks tubakasuits on keskkonnategur, mida kõik AMD või emfüseemi põdevad patsiendid peaksid rangelt vältima.

Tubakasuits oksüdeerib jääki metioniin a1-antitrüpsiini aktiivses kohas, vähendades selle võimet inhibeerida elastaasi 2000 korda, luues sellega sõna otseses mõttes päriliku a1-antitrüpsiini puudulikkuse fenokoopia.

Kuigi multifaktoriaalsed haigused hästi alluvad mingile terapeutilisele või kirurgilisele ravile, ei ole selline lähenemine olemuselt "geneetiline". Ilmekas näide multifaktoriaalsest haigusest, mis allub ülimalt hästi standardravile, on 1. tüüpi suhkurtõbi, mille puhul intensiivne insuliiniasendusravi parandab oluliselt tulemusi.

Ka operatsioon võib olla väga edukas. multifaktoriaalsete haiguste ravi. Näiteks kolm struktuurianomaaliat ( sünnidefektid süda, huule- ja suulaelõhe, pülooriline stenoos) mõjutavad peaaegu 1,5% kõigist elussündidest, mis moodustab ligikaudu 30% kõigist geneetilise patoloogiaga vastsündinutest.

Umbes pool neist haigus ravitakse ühe operatsiooniga (fenotüübiline modifikatsioon); seetõttu on ravi võimalik vähemalt 10–15% vastsündinutel geneetilised haigused. Tõsi küll, teiste pärilike haiguste ravi ei ole nii edukas, kuid sageli parandab elukvaliteeti.

Monogeensete geneetiliste haiguste ravi

Vaatamata suurele perspektiivid, üldiselt ei ole monogeensete haiguste ravi veel piisavalt tõhus. 372 Mendeli haiguse analüüs näitas, et praegused ravimeetodid on täielikult tõhusad 12% juhtudest, osaliselt tõhusad 54% juhtudest ja ei paku mingit kasu 34% juhtudest. Julgustav suundumus on see, et ravi on tõenäolisem edukas, kui biokeemiline defekt on teada.

Näiteks ühes uurimine ravi pikendas oodatavat eluiga vaid 15% uuritud monogeensetest haigustest, kuid 65-liikmelises alarühmas kaasasündinud haigused teadaoleva põhjusega tõusis oodatav eluiga oluliselt 32% võrra; sarnaseid muutusi täheldati ka teiste fenotüüpsete tunnuste, sealhulgas pikkuse, intelligentsuse ja sotsiaalse kohanemise puhul. Seega on uuringutel, mis selgitavad pärilike haiguste geneetilisi ja biokeemilisi aluseid, otsustav mõju kliinilistele tulemustele.
Hetkeseisund ebarahuldav geneetiliste haiguste ravi on paljude tegurite, sealhulgas järgmiste tegurite tulemus.

Geeni ei ole tuvastatud või haiguse patogenees on ebaselge. Mutantne lookus on tundmatu enam kui 50% geneetiliste haiguste puhul. Isegi kui geen on teada, on patofüsioloogilise mehhanismi mõistmine sageli ebapiisav. Näiteks PKU-s on vaatamata aastatepikkusele analüüsile mehhanismid, mille abil fenüülalaniini suurenemine kahjustab aju arengut ja funktsiooni, endiselt halvasti mõistetav.

Lootekahjustus. Mõned mutatsioonid toimivad varajases arengujärgus või põhjustavad pöördumatuid patoloogilisi muutusi enne, kui neid saab diagnoosida. Neid probleeme võib mõnikord ette näha, kui perekonnas on esinenud pärilikku haigust või kui sõeluuringu käigus tuvastatakse riskirühma kuuluvad paarid. Sellistel juhtudel on mõnikord võimalik sünnieelne ravi, nii terapeutiline kui ka kirurgiline.

Raskeid fenotüüpe on raskem ravida. Esimesed tuvastatud haigusjuhud on tavaliselt kõige raskemad ja sageli alluvad nad ravile halvasti. Üks põhjus on see, et raskelt kahjustatud patsientidel põhjustab mutatsioon sageli valgu täielikku puudumist või selle muutumist ilma jääkaktiivsuseta. Kui mutatsiooni mõju on vähem kahjustav, võib muteerunud valk säilitada mõne jääkfunktsiooni.

Sel juhul võite terapeutilise toime saavutamiseks proovida selle funktsionaalset kasulikkust suurendada.

Praegu on kõigi pärilike haiguste puhul laialdaselt kasutusel sümptomaatiline ravi, mille abil on võimalik raskusastet mingil määral vähendada. kliiniline pilt haigus. See hõlmab erinevate kasutamist ravimid, füsioteraapia, kliimateraapia jne Mõne päriliku haiguse korral on selline ravi ainus võimalik viis arenenud sümptomite leevendamine.

Mõningaid päriliku patoloogiaga patsiente ravitakse pärast sündi kirurgiliselt, kasutades rekonstruktiivset kirurgiat (suulaelõhe, huulelõhe, päraku sulgus, pyloric stenoos, lampjalgsus, kaasasündinud nihestus puusaliiges, südamerikked), kasutades vajadusel kudede ja elundite siirdamist. Mitmeid genotüübi rikkumise tagajärjel tekkinud defekte saab kõrvaldada ainult operatsiooniga (retinoblastoomi silmakahjustus, tsüstilise fibroosiga vastsündinutel mekooniumi iileus).

Ainevahetushäiretega seotud haiguste puhul (fenüülketonuuria, galaktoseemia, fruktoseemia jt) kasutatakse patogeneetilist ravi, mis võib oluliselt korrigeerida muutusi indiviidi normaalses fenotüübis, mõjutades haiguse arengu biokeemilist mehhanismi. Samal ajal on väga oluline teave konkreetse patsiendi metaboolsete protsesside seoste spetsiifiliste molekulaarsete häirete kohta.

Sellise ravi näide on dieetteraapia edukas kasutamine fenüülketonuuria ja galaktoseemiaga lapse fenotüübi korrigeerimiseks. Mis tahes hormooni sünteesi rikkumise korral viiakse asendusravi läbi selle hormooni viimisega lapse kehasse (kaasasündinud hüpotüreoidism).

Kõige radikaalsem ja tõhusam viis inimese pärilike haiguste ravimiseks on geeniteraapia, mille võimalusi tänapäeval intensiivselt uuritakse, katsetatakse erinevatel bioloogilistel mudelitel (bakterirakud, taimed, loomad, inimene jne) ning kasutatakse neid kliinilises praktikas. .

Geeniteraapia meetodite põhitähenduseks on inimese rakkude mutantse valgu asendamine, mis on seotud haiguse arenguga, vastava normaalse valguga, mis sellistes rakkudes sünteesitakse. Selleks viiakse patsiendi rakkudesse normaalne valgugeen (transgeen), mis on osa geneetiliselt muundatud konstruktsioonist, st. eksperimentaalselt loodud rekombinantne DNA molekul (põhineb vektor-DNA molekulil).

Geeniteraapiat seostatakse praegu haige inimese somaatiliste rakkude geneetiliste defektide korrigeerimisega. Enamik rasked probleemid Geeniteraapiat seostatakse geenide soovitud rakkudesse kohaletoimetamise mehhanismide, nendes rakkudes efektiivse ekspressioonivõimaluste ja keha turvameetmetega. Kõige sagedamini kasutatakse geeniülekandeks rakke, mis on sekkumiseks suhteliselt kergesti ligipääsetavad. siseorganid ja inimkuded (punased rakud luuüdi, fibroblastid, maksarakud, lümfotsüüdid). Selliseid rakke saab kehast isoleerida, lisada neisse soovitud geenikonstrukti ja seejärel viia need uuesti patsiendi kehasse.

Soovitud geenide inimkehasse viimiseks kasutatakse kõige sagedamini viirusvektoreid (viiruse kompleksne DNA - inimese geen), plasmiidvektoreid (plasmiidne DNA - inimese geen), aga ka tehislikke makromolekulaarseid süsteeme (transgeen liposomaalse kompleksi osana). . Piiratud kasutus viirusvektorid on seotud sel eesmärgil kasutatavate viiruste (retroviirused) võimaliku patogeensusega, nende võimega kutsuda esile immuunvastust (adenoviiruse konstruktid). Lisaks võib mõnel juhul viiruskomplekside integreerimine inimese genoomi põhjustada insertsioonimutatsioone, mis põhjustavad üksikute geenide aktiivsuse katkemist. Mängib negatiivset rolli ja piirab geneetilise konstruktsiooni suurust, mis sisaldub viiruse genoomis.

Samal ajal on enamik mitteviiruslikke komplekse vähetoksilised, mittemutageensed, seega on nende kasutamine eelistatavam. Siiski pole neil puudusi, sealhulgas lühikest aega neis sisalduvate geenide ekspressioon ja piisava spetsiifilisuse puudumine keha teatud kudede suhtes.

Praegu otsitakse kõige rohkem parimad valikud geeniteraapiaga tegeletakse erinevates suundades. Seega üritatakse mikroRNA-d kasutada teatud geenide aktiivsuse blokeerimiseks. On välja töötatud meetodid hübriidplasmiidse DNA sisestamiseks lihasesse ja teistesse rakkudesse süstimise teel (DNA immuniseerimine) või DNA-katioonsete liposoomide (kompleksi nimetatakse genosoomiks) abil, mis rakumembraaniga interaktsioonis kergesti tungivad. rakkudesse, viies sinna plasmiidi. Samuti peetakse perspektiivikaks kasutada mõningaid teisi mitteviirusliku iseloomuga kunstlikke makromolekulaarseid komplekse (sünteetilisi peptiidid, katioonsed või lipiidsed ligandid, eelkõige hüdrofoobsed polükatioonid), mille alusel on loodud süsteemid, mis tagavad geeniülekande teatud kudedesse. . Tuleb märkida, et käimasolevatel inimese geeniteraapia katsetel kasutatakse normaalsete geenide ülekandmiseks erinevaid viise. Selline ülekanne (transgenoos) viiakse läbi kas vajalike geenide sisestamisega kehast eraldatud somaatilistesse rakkudesse (in vitro) koos nende edasise viimisega organitesse või vereringesse või otsese transgeneesiga (in vivo), kasutades selleks vajalikku rekombinantset vektorit. geen.

Geeniteraapia leiab rakendust erinevate monogeensete ja multifaktoriaalsete inimeste haiguste ravis. Praegu on käimas töö hemofiilia, raske kombineeritud immuunpuudulikkuse adenosiindeaminaasi puudulikkusega, Duchenne'i müodüstroofia ja perekondliku hüperkolesteroleemia geeniteraapiaga.

In vitro transgeneesi hea efekt saavutati immuunpuudulikkuse ravis adenosiindeaminaasi puudulikkusega, kui selle inimese ensüümi geen sisestati organismist ekstraheeritud perifeerse vere mononukleaarsetesse rakkudesse, millele järgnes selliste rakkude tagasipöördumine organismi.

On tõendeid selle kohta, et geeniteraapiat saab kasutada madala tihedusega lipoproteiini retseptori puudulikkusest põhjustatud perekondliku hüperkolesteroleemia raviks. Normaalne lipoproteiini retseptori geen viidi patsientide maksarakkudesse retroviirusvektori abil in vitro ja seejärel viidi sellised rakud tagasi patsiendi kehasse. Samal ajal õnnestus mõnel patsiendil saavutada stabiilne remissioon koos kolesteroolitaseme langusega 50%.

Teatud kasvajate raviks töötatakse praegu välja mitmeid lähenemisviise. geenitehnoloogia meetodid. Seega kasutatakse melanoomi raviks kasvajasse infiltreeruvaid lümfotsüüte, millesse on viidud kasvaja nekroosifaktori geen. Selliste lümfotsüütide sissetoomisega kahjustatud organismi täheldatakse terapeutilist toimet. On tõendeid selle kohta, et ajukasvajaid on võimalik ravida retroviirusvektorite abil, mis kannavad terapeutilise toimega transgeeni ainult jagunevatesse kasvajarakkudesse, kuid ei mõjuta normaalseid rakke.

Seega võib geeniteraapiast tulevikus kujuneda üks juhtivaid suundi inimese päriliku patoloogia ravis tänu võimele korrigeerida patsiendi geneetilise aparaadi funktsioone, normaliseerides seeläbi selle fenotüüpi.

ÜLESANDED ISESEISEV TÖÖKS

• 1. Kasutades olemasolevat teavet, koostage in vitro transgenees. Tooge näiteid haigustest, mille puhul seda ravimeetodit saab kasutada.
• 2. Valige pakutud haiguste hulgast need, mille puhul on võimalik patogeneetilise ravina kasutada eridieeti:
  • a) galaktoseemia;
  • b) adrenogenitaalne sündroom;
  • c) fenüülketonuuria;
  • d) Downi tõbi;
  • e) hemofiilia.
• 3. Luua vastavus haiguste ja võimalikke lähenemisviise nende raviks:
• 1) perekondlik hüperkolesteroleemia; a) sümptomaatiline ravi;
• 2) Downi sündroom; b) kirurgiline ravi;
• 3) tsüstiline fibroos; c) patogeneetiline ravi;
• 4) adrenogenitaalne sündroom; d) geeniteraapia.
• 5) fenüülketonuuria;
• 6) puusaliigese kaasasündinud nihestus;
• 7) talasseemia.
• * * *

väljavaated edasine areng meditsiinigeneetikat seostatakse uute väljatöötamisega tõhusad meetodid varajane diagnoosimine inimese pärilikud haigused ja geenide varjatud kandmine patoloogilised nähud päriliku patoloogia ennetamise ja geeniteraapia meetodite täiustamisega. Eeldatakse, et on võimalik lahti mõtestada erinevate multifaktoriaalsete haiguste geneetilised alused ja avastada viise nende korrigeerimiseks molekulaarsel tasandil. Väga oluline on lahendada ka inimese pärilikkuse kaitsmise probleem mutageensete keskkonnategurite kahjustava mõju eest.

Kaasaegsed diagnostikameetodid võimaldavad tuvastada pärilikud haigused kõige peal varajased staadiumid mis on nende meditsiinilise ja kirurgilise eduka ravi ja korrigeerimise tingimus. Pärilike haiguste ravis, nagu kõigi teisteski, kasutatakse kolme lähenemisviisi, mis määratlevad patoloogilise protsessi arengus kolm sekkumise (korrektsiooni) taset: sümptomaatiline, patogeneetiline ja etioloogiline.

1. Sümptomaatiline ravi mille eesmärk on haiguse spetsiifiliste sümptomite leevendamine, korrigeerimine ja kõrvaldamine ravimteraapia, kirurgiline ravi, füsioteraapia, radioloogilised ja muud meetodid. Seda saab teha valuvaigistite, rahustite, stimulantide, krambivastaste ainete abil, mis on alati näidustatud vastavate sümptomite olemasolul, olenemata põhjusest, mis neid sümptomeid põhjustab.

Kirurgilisi meetodeid kasutatakse laialdaselt kaasasündinud väärarengute ravis, näiteks koos kaasasündinud lõhed huulte ja suulae, polüdaktüülia, sündaktiilia, kaasasündinud pyloruse ahenemine ja puusaliigese nihestus, südamedefektide ja teiste siseorganite korrigeerimine. Kirurgia kasutatakse mekoneaalse iileuse (soolesulguse), pneumotooraksi ja tsüstilise fibroosi korral. Korrektsioonis mängib olulist rolli ka taastav kirurgia lihasluukonna süsteem ja hüpospadias.

2. Patogeneetiline ravi etioloogilisele lähemal, aga erinevalt viimasest ei kõrvalda see haiguse põhjust. Kasutades sarnane ravi tekib keti katkemine patoloogilised protsessid mis takistab patoloogilise fenotüübi teket. Ravi olemus on eemaldada organismist kõik tooted, kui geen toodab neid liigselt, või lisada, asendada puuduvad tooted, kui geen ei tööta. Pärilike ainevahetushäirete asendusravi põhimõte on puuduvate või puuduvate biokeemiliste substraatide viimine organismi.

Teatud ainete piiramine toidus ehk dieetteraapia on paljude pärilike ainevahetushäirete ainus patogeneetiline ravi- ja ennetusmeetod.

Toitumispiirangut kasutatakse paljude pärilike aminohapete ja süsivesikute ainevahetuse haiguste – fenüülketonuuria, histidineemia, tsüstinuuria, türosineemia, tsöliaakia, galaktoseemia, fruktoseemia, laktoositalumatus jne – ravis. Tavaliselt avaldub haigus kas esimestel tundidel ( tsüstiline fibroos, galaktoseemia) või lapse esimestel elunädalatel (fenüülketonuuria, gammaglobulineemia jne), mis põhjustab vaimset alaarengut ja isegi surma. Meetodi efektiivsus sõltub varasest ja täpsest diagnoosimisest, ravi homöostaatilise printsiibi järgimisest, mis tähendab toitumise maksimaalset kohandamist kasvava organismi vajadustega, dieetravi hoolikast kliinilisest ja biokeemilisest jälgimisest. Fenüülketonuuriaga kaasneb ensüümi fenüülalaniin-4-hüdroksülaasi puudus, mis muudab aminohappe fenüülalaniini türosiiniks. Selle tulemusena ei muutu fenüülalaniin türosiiniks, vaid ainevahetusproduktideks - fenüülpüroviinamarihappeks, fenüületüülamiiniks jne, mis koostoimes rakumembraanid kesknärvisüsteemi neuronid, takistavad trüptofaani tungimist neisse, ilma milleta on paljude valkude süntees võimatu ja ajus arenevad pöördumatud protsessid. Haigus hakkab arenema kohe, kui fenüülalaniin hakkab koos emapiimaga lapse organismi sattuma. Selline laps viiakse kunstlikule söötmisele spetsiaalsete valkude - hüdrolüsaatidega. Fenüülalaniin kuulub aga hädavajalike, s.t. inimkehas ei sünteesita, aminohapped ja peavad kehasse sisenema minimaalselt nõutavad kogused. Kaasaegsed dieedid fenüülketonuuriaga lastele koostatakse täpselt vastavalt selle kontsentratsioonile veres vastavalt biokeemilisele analüüsile.

Dieetteraapiaga alustamine esimesel 2-3 elukuul tagab lapse normaalse arengu. Kui ravi alustatakse kolme kuu kuni aasta jooksul, siis väheneb ravi efektiivsus 26%-ni ning ühe kuni kolme aasta vanuselt ettevõetud ravi efektiivsus on alla 15%. Fenüülketonuuria hoiatusnähud on nõrk kaalutõus, oksendamine, kõrvalekalded tsentraalsest. närvisüsteem koormatud ajalugu.

Häiritud ainevahetuse produktide suurenenud eritumine. Ravi viiakse läbi teatud ainete, eelkõige D-penitsillamiini abil, mis seob ja kiirendab rakku kogunenud vase ioonide eritumist (Wilson Konovalovi tõvega). Hemoglobinopaatiate korral on vajalik raua suurenenud eritumine, mis viiakse läbi Desferali abiga. Selline tuletamine on võimalik mitte ainult teatud keemilised ained, aga ka selliste füüsikaliste ja keemiliste meetodite abil nagu plasmaferees ja hemosorptsioon. Plasmafereesi kasutatakse liigse vere eemaldamiseks rasvhapped fütaanhape Refsumi sündroomi korral. See meetod on efektiivne ka Fabry ja Gaucher' tõbede (lüsosomaalsete ladestumise haiguste) vastu. Hemosorptsiooni kasutatakse madala tiheduse eemaldamiseks perekondliku hüperkolesteroleemia ravis.

Metaboolne pärssimine ja ainevahetuse indutseerimine. Mitmed ravimid (fenobarbitaal, levomütsetiin), aga ka suguhormoonid (östrogeenid) on ainevahetuse indutseerijad ning nende organismi sattumine on seotud teatud ensüümide sünteesi suurenemise ja nende ensüümidega seotud protsesside kiirenemisega. Seega võib ensüümi glükuronüültransferaasi sünteesi indutseerimist põhjustada fenobarbitaali manustamine Crigler-Najjari sündroomiga patsientidele, kellel on selle ensüümi puudulikkuse tõttu häiritud bilirubiini glükuroniidide moodustumine.

Vase metabolismis osaleva tseruloplasmiini indutseerimine on põhjustatud östrogeenide sattumisest organismi Wilson-Konovalovi tõve korral. Metaboolset inhibeerimist kasutatakse juhtudel, kui on vaja pärssida päriliku haiguse või selle prekursori käigus kogunenud substraadi sünteesi.

Näiteks kasutatakse allopurinooli, mis pärsib ksantiini oksüdaasi, vähendades seeläbi kontsentratsiooni kusihappe veres Lesch-Nihani sündroomi ja podagraga. Ainevahetuse korrigeerimine geeniproduktide tasemel. Näited toote hüvitamise kohta, mida ei toodeta ensüümdefekti tõttu steroidhormoonide manustamine kaasasündinud neerupealiste hüperplaasia, türoksiini manustamine hüpotüreoidismi, kasvuhormooni manustamine hüpofüüsi kääbuse korral, rakusiseste valkude kasutuselevõtt lüsosomaalsete haiguste ravis võib toimida organismina ensüümi defekti tõttu.

Insuliini kasutamine selleks diabeet võimaldas järsult vähendada patsientide suremust ja puuet. Ravi joodipreparaatidega ja kilpnäärmehormoonidega on efektiivne kilpnäärmehormoonide, glükokortikoidide sünteesi pärilike defektide korral steroidide metabolismi häirete korral. Üks päriliku kaasasündinud immuunpuudulikkuse seisundite ilminguid - düsgammaglobulineemiat ravitakse tõhusalt gamma-globuliini ja polüglobuliini kasutuselevõtuga. Asendusravi viiakse läbi mitmete pärilike metaboolsete defektidega, mille patogenees on seotud ainevahetusproduktide kuhjumisega.

3. Etioloogiline ravi on kõige kardinaalsem ja seisneb päriliku haiguse põhjuse kõrvaldamises, s.o. DNA struktuuri muutmisel paljudes rakkudes. Seda ülesannet hõlbustab inimese genoomi dekodeerimise lõpuleviimine. Seda suunda nimetatakse geeniteraapiaks. DNA sisestamiseks patsiendi rakkudesse kasutatakse erinevaid lähenemisviise: keemilisi, füüsikalisi, bioloogilisi, enamasti viiruslikke. Viimaseid kasutatakse mitte ainult pärilike haiguste raviks, vaid ka raviks pahaloomulised kasvajad või kroonilised viirusinfektsioonid

Meetodi olemus on viiruse sisestamine sihtrakkudesse, millesse on manustatud kloonitud DNA või DNA (rekombinantne vektor). Näiteks on Duchenne'i ja Beckeri müodüstroofia ravis efektiivne puuduva düstrofiini valgu sisestamine skeleti- või südamelihasesse DNA-ga. Ravi saab kontrollida ka väga spetsiifiliste monoklonaalsete antikehadega, mis on suunatud muteerunud düstrofiini geeni spetsiifilisele eksonile.

Lõpuks müoblastide – normaalsete eellasrakkude – implanteerimine lihaskoe isadelt haigetele poistele viib düstrofiinivaba konvergentsi lihaskiud düstrofiini sisaldavas, mis normaliseerib lihaskoe seisundit.

Allotransplantatsiooni võib vaadelda kui normaalse geneetilise teabe edastamist patsiendile, kellel on pärilik häire ainevahetus. Normaalset DNA tootmist sisaldavate rakkude, kudede ja elundite siirdamine tavaline toode geen retsipiendis.

Kui mukopolüsahharidoosid tekitavad tervelt doonorilt kultiveeritud fibroblastide subkutaanset ümberistutamist. Need rakud sekreteerivad normaalseid ensüüme ja korrigeerivad häiritud mukopolüsahhariidide metabolismi.

Pärilike haiguste ravi

Sümptomaatiline ja patogeneetiline - mõju haiguse sümptomitele (geneetiline defekt säilib ja kandub edasi järglastele):

1) dieetteraapia, mis tagab optimaalsete koguste ainete omastamise organismis, mis leevendab haiguse kõige raskemate ilmingute - näiteks dementsus, fenüülketonuuria - ilminguid.

2) farmakoteraapia (puuduva faktori toomine organismi) - puuduvate valkude, ensüümide, Rh faktori globuliinide perioodiline süstimine, vereülekanne, mis ajutiselt parandab patsientide seisundit (aneemia, hemofiilia)

3) kirurgilised meetodid- elundite eemaldamine, kahjustuse korrigeerimine või siirdamine (huulelõhe, kaasasündinud südamerikked)

Eugeenilised abinõud - inimese loomulike fenotüübi puuduste (sh pärilike) kompenseerimine, s.o. inimeste tervise parandamine fenotüübi kaudu. Need koosnevad ravist adaptiivse keskkonnaga: järglaste sünnieelne ja -järgne hooldus, immuniseerimine, vereülekanne, elundisiirdamine, ilukirurgia, dieet, ravimteraapia jne. See hõlmab sümptomaatilist ja patogeneetilist ravi, kuid ei kõrvalda täielikult pärilikke defekte ega vähenda mutantse DNA hulka inimpopulatsioonis.

Etioloogiline ravi - mõju haiguse põhjustele (peaks viima kõrvalekallete kardinaalse korrigeerimiseni). Hetkel arendamata. Ideedest pärinevad kõik programmid päriliku materjali fragmentide soovitud suunas, mis määravad pärilikke kõrvalekaldeid geenitehnoloogia(suunatud, pöördindutseeritud mutatsioonid komplekssete mutageenide avastamise või "haige" kromosoomifragmendi asendamise teel "tervisliku" loodusliku või kunstliku päritoluga rakus).

Pärilike haiguste ravi väljavaated tulevikus

Tänapäeval on teadlastel õnnestunud välja selgitada ainult seos kromosoomiaparaadi häirete vahel, ühelt poolt erinevate patoloogilised muutused inimkehas, teisalt. Meditsiinilise geneetika tuleviku küsimuse kohta võib öelda, et pärilike haiguste diagnoosimine ja ravi alles areneb. kingitused eest kliiniline meditsiin suur praktiline huvi. Kromosoomisüsteemi esialgsete häirete põhjuste väljaselgitamine, samuti kromosoomhaiguste tekkemehhanismi uurimine on samuti lähituleviku ülesanne ja ülimalt tähtis ülesanne, kuna areneb välja kromosoomihaigused. tõhusaid viise kromosoomihaiguste ennetamine ja ravi.

AT viimased aastad Tänu tsütogeneetika, biokeemia ja molekulaarbioloogia edukale arengule on saanud võimalikuks kromosoomi- ja geenimutatsioonide tuvastamine inimestel mitte ainult sünnijärgsel perioodil, vaid ka erinevad terminid sünnieelne areng, st. päriliku patoloogia sünnieelne diagnoosimine on saanud reaalsuseks. Sünnieelne (sünnieelne) diagnostika sisaldab meetmete komplekti, mille eesmärk on vältida haige lapse ilmumist perekonda. Suurim edu on saavutatud kromosomaalsete sündroomide ja monogeensete haiguste sünnieelses diagnoosimises, samas kui polügeense pärilikkusega iseloomustatud patoloogia ennustamine on palju keerulisem. Sünnieelse diagnoosimise meetodid jagunevad tavaliselt invasiivseteks ja mitteinvasiivseteks.

Invasiivsete meetodite kasutamisel transabdominaalne (läbi kõhu seina) või transtservikaalne (läbi tupe ja emakakaela) looterakkude proovide võtmine erinevates raseduse staadiumides ja nende edasine analüüs (tsütogeneetiline, molekulaargeneetiline, biokeemiline jne). Tsütogeneetilised uurimismeetodid võimaldavad tuvastada loote kromosoomaberratsioone, kasutades biokeemilisi meetodeid ensüümide aktiivsuse või teatud ainevahetusproduktide kontsentratsiooni määramiseks, molekulaargeneetiline analüüs annab otsese vastuse küsimusele, kas lootel on patoloogiline mutatsioon. uuritav geen. Invasiivsete sünnieelse diagnoosimise meetodite kasutamine on kõige tõhusam, kuna nende tulemused võimaldavad suure täpsusega hinnata loote päriliku patoloogia olemasolu. Lootematerjalist proovide võtmist sünnieelseks diagnostikaks saab läbi viia erinevatel raseduse etappidel ultraheli kontrolli all.

Paljude kaasasündinud biokeemiliste defektide geneetilise olemuse tundmine võimaldab läheneda nende ravi ja ennetamise probleemile (joonis 10). Nagu varem mainitud, taanduvad geenimutatsiooni tagajärjed organismile paljudel juhtudel ensüümi puudulikkuse tagajärjel suures koguses aine kuhjumisele. Näiteks fenüülketonuuria korral põhjustab fenüülalaniini ja fenüülpüruvaadi kõrge kontsentratsioon kudedes glükoosi omastamise protsesside pärssimist ja seega energianälga. Nende ainete kontsentratsiooni vähendamiseks organismis määratakse lapsele kohe pärast fenüülketonuuria avastamist dieet, mis sisaldab väga väikeses koguses fenüülalaniini. Kui sellist "sünteetilist" dieeti kasutatakse mitu aastat, on fenüülketonuuria kliinilised ilmingud sellistel lastel kerged või puuduvad täielikult.

Teine ravimeetod on mutantse ensüümi jääkaktiivsuse stimuleerimine. Niisiis, maksa glükoos-6-fosfataasi geneetilise defektiga, mis on üks laste glükogenoosi vorme, kasutatakse 1 ebanormaalse ensüümi indutseerimist neerupealiste hormooni kortisooni abil. Homotsüstinuuria korral viidi läbi uuringud tsüstationiini süntetaasiga, mis on selle haiguse korral defektne ensüüm. Selle tulemusel töötati välja mutantse ensüümi aktiivsuse indutseerimisel põhinev raviskeem Wb-vitamiiniga ja saavutati oluline kliiniline paranemine.

Kahjuks ei ole enamikul teadaolevate geneetiliste biokeemiliste defektide juhtudest võimalik valida sobivat dieeti ega indutseerida inaktiivset ensüümi. Sellega seoses püütakse pidevalt leida moodust, kuidas viia normaalne ensüüm organismis selle normaalse aktiivsuse kohta. Numbriga geenimutatsioonid ajutist edu on saavutatud normaalsete valgevereliblede masside infusiooniga patsientidele.

Induktsioon - selle ensüümi sünteesi stimuleerimine vastuseks konkreetsele toimele.

Praegu on võimalik paljusid ensüüme piisavalt puhtal kujul puhastada ja eraldada. Nende valkude kaitsmiseks nende teel patsientide kudedesse seerumi ensüümide poolt hävitamise eest kasutatakse erinevaid bioloogilisi "kapsleid".

"Geenitehnoloogia", selle põhimõtted ja raskused. Mikroobigeneetikud on juba pikka aega kasutanud geneetilise transformatsiooni ja transduktsiooni nähtust. Bakterite üksikute tunnuste geneetiline transformatsioon toimub siis, kui neile lisatakse teise sordi DNA. Näiteks pneumokokkide puhul, millel pole limaskesta, ilmneb see mõni aeg pärast nende töötlemist "limaskesta" liini bakteritest saadud DNA preparaadiga. Geneetiline transformatsioon on võimalik ka inimrakkude jaoks. DNA, mis muudab geneetilisi tunnuseid, on ilmselt kaasatud raku genoomi ja toimib aktiivselt geneetilise üksusena. Haige mutandi tervesse kehasse sellisel viisil geenide "sissekandmine" on aga väga raske. Fakt on see, et bioloogilistes vedelikes ja rakkudes on väga aktiivsed DNaasid - ensüümid, mis hävitavad sisestatud DNA.

Kuni viimase ajani tundus geeniülekanne võimalik vaid bakterite maailmas. Mõistet "transduktsioon" võib defineerida kui ühe või geenirühma ülekandmist ühest rakust teise viiruse abil. Kõige üksikasjalikumalt on uuritud ühe viirusega seotud geeniülekannet. coli inimene, keda tuntakse "lambda" faagina.

Kui bakterirakk on nakatatud lambda faagiga, sisestatakse viiruse DNA peremeesraku ringikujulisse kromosoomi. Nakatunud rakk ei sure ja paljunedes taastoodab faagi genoomi lugematul hulgal. Kui viirus aktiveerub uuesti ja hävitab peremeesraku, võivad äsja moodustunud faagiosakesed lisaks oma geenidele sisaldada ka bakteri geene. Seega oli võimalik saada "lambda" faagi read, mis on nendes

osana galaktoosi-1-fosfaat-uridüültransferaasi geenist, mis on oluline ensüüm suhkru metabolismis.

Selle geeni siirdamine inimrakkudesse õnnestus 1971. aastal Ameerika teadlaste Merill, Geyer ja Petrichchiani poolt. Nende katsete objektiks olid galaktoos-1-fosfaaturidüültransferaasi (galaktoseemia) aktiivsuse puudumisega patsientide naharakud. Eelnimetatud lambda faag, mis sisaldas seda mikroobse päritoluga geeni, oli doonoriks. Galaktoseemiaga patsientide nakatunud rakkudes ilmnes galaktoos-1-fosfaat-uridüültransferaasi aktiivsus. Seega muutus geeni siirdamine bakterilt inimesele faktiks. Rakkude poolt omandatud ensüümi aktiivsus pärandas tütarrakkude poolt, st siirdatud geen ei olnud "tõrjutud".

Ameerika teadlaste sensatsiooniline sõnum äratas laialdast huvi. Avanenud on väljavaade ravida raskeid kaasasündinud ainevahetushäireid. Sellesuunaline töö aga kiiret edu ei tõota. Probleemiks on hankida piisav hulk viirusi, mis kannavad teatud geene, mis suudavad integreeruda kehas olevate inimrakkude genoomi.

AT viimastel aegadel töötati välja üksikute geenide sünteesi meetodid. Niisiis eraldati küüliku punastest verelibledest polüribosoomid ja neist globiini mRNA (hemoglobiini valguosa). Nendest diferentseerunud rakkudest on seda suhteliselt lihtne eraldada. Lisaks sünteesisid Ameerika teadlased viiruse ensüümi RNA-sõltuva DNA polümeraasi abil esimest korda selle mRNA DNA koopia. Selle meetodi abil saab aga saada ainult geeni struktuurse piirkonna ilma oluliste reguleerivate "lisadeta". Sellegipoolest pakuvad geenide "in vitro" saamise meetodid suurt huvi.

Meditsiiniline geneetiline konsultatsioon. Vaatamata olulistele edusammudele pärilike haiguste ravis, kuulub nende vastase võitluse juhtroll ennetamisele. Selles suunas on tehtud märkimisväärseid edusamme.

Ennetavaid meetmeid saab läbi viia erinevates suundades. See hõlmab mutatsiooniprotsessi spetsiifiliste mehhanismide uurimist, kiirgustaseme kontrolli ja kokkupuudet erinevate mutageenidega. Organismi patoloogiline areng, embrüo, loote või lapse surm võib olla põhjustatud mis tahes teadaolevatest mutatsioonidest. Mutatsioonid, mis põhjustavad loote surma ajal sünnieelne periood või vahetult pärast sündi, nimetatakse surmavaks. Kromosomaalsete ja geenimutatsioonide surmavate mõjude mehhanismide uurimine on alles alanud, kuid sellel on suur tähtsus päriliku patoloogia ennetamisel.

Vähem oluline pole ka infektsioonide ja vigastuste ennetamine, mis paljudel juhtudel soodustavad päriliku haiguse avaldumist või süvenemist. Kahjulike tegurite mõju väliskeskkond, interakteerudes geneetiliste teguritega, mõjutab eriti organismi embrüonaalset arenguperioodi. Mõjutab oluliselt ja vanem vanus ema, mis suurendab haigete järglaste saamise ohtu.

Praegu on pärilike haiguste ennetamisel kõige olulisem meditsiiniline geneetiline nõustamine. Selleks on suurte meditsiiniliste ja ennetavate ühenduste juures kasutusele võetud spetsiaalsed meditsiinilis-geneetilised konsultatsioonid või meditsiinilis-geneetilised kabinetid, kus on võimalik läbi viia spetsiaalseid uurimismeetodeid - tsütoloogilisi, biokeemilisi ja immunoloogilisi.

Geneetiline nõustamine koos ennetav eesmärk see on kõige tõhusam mitte siis, kui pöördutakse pärast haige lapse sündi, vaid siis, kui hinnatakse vanemapaari geneetiliste defektidega laste sündimise riski astet, eriti juhtudel, kui perel on või kahtlustatakse lapse sündi. pärilik patoloogia.

Küsimusi järglaste meditsiinilise geneetilise prognoosi kohta võivad tekkida ka sugulusabielus olevatel isikutel, abikaasadel, kellel on lahknevus vere Rh-faktoris, samuti juhtudel, kui naistel esineb korduvaid raseduse katkemisi ja surnultsündimisi. Praeguseks on tõestatud kromosoomianomaaliate oluline roll surnult sündide ja spontaansete abortide puhul.

Meditsiiniline geneetiline nõustamine põhineb igal konkreetsel juhul pärimise olemuse väljaselgitamisel. Määratakse kindlaks haigestumise riski arvutamine

selle päriliku tingimuslikkuse aste ja päriliku edasikandumise tüüp. Patoloogilise geeni domineeriva pärimise korral on 50% lastest haiged ja annavad oma haiguse edasi järgmisele põlvkonnale. Ülejäänud 50% jäävad terveks ja saavad üsna terveid järglasi.

Autosomaalse retsessiivse pärimise korral, kui mõlemad vanemad on mutantse geeni heterosügootsed kandjad, on 25% nende lastest haiged (homosügootid), 50% on fenotüübiliselt terved, kuid on sama mutantse geeni heterosügootsed kandjad, mida nad võivad edasi anda. nende järglastele jääb 25 % haigusvabaks. Retsessiivselt levivate haiguste korral on sugulusabielud vastunäidustatud. Sellest vaatenurgast on oluline ülesanne tuvastada koormatud pereliikmete ja populatsiooni heterosügootsus, kuna mutantse geeni heterosügootsed kandjad säilitavad selle konstantse kontsentratsiooni populatsioonis.

Suguga seotud haiguste (X-kromosoomi) pärimisel annab fenotüübiliselt terve naine haiguse edasi pooltele oma poegadest, kes on haiged. Pooled tema tütardest on samuti muteerunud geeni kandjad, olles väliselt terved.

Mõnikord on järelduse tegemine väga raske. See on tingitud asjaolust, et on mitmeid haigusi, mis on oma ilmingu poolest sarnased pärilikega, kuid on põhjustatud keskkonnategurite mõjust (nn fenokoopiad); paljude pärilike haiguste ilmingutes on olulisi erinevusi (nn polümorfism).

Mitte iga kaasasündinud ja mitte iga perekondlik haigus ei ole pärilik, nagu ka mitte iga päriliku etioloogiaga haigus ei ole kaasasündinud ega perekondlik. See kehtib eriti kaasasündinud väärarengute kohta, mis võivad mõnel juhul olla põhjustatud mitte geneetilistest mehhanismidest, vaid patogeensetest mõjudest lootele raseduse ajal. Nii sünnitasid mõnes välisriigis raseduse ajal unerohtu võtnud naised deformatsiooniga lapsi.

Tõenäosus patoloogilise geeni pärimiseks koormatud peres säilib igal järgneval lapsel, sõltumata sellest, kas varem sündinud laps oli terve või haige.

Juhtudel, kui mutantse geeni päriliku edasikandumise tüüpi ei ole võimalik kindlaks teha või see on polügeense iseloomuga, lähtutakse meditsiinilise geneetilise nõustamise käigus empiiriliselt kindlaks tehtud haige lapse saamise riski tõenäosusest. Seoses heterosügootse kandumise diagnoosimise võimaluste laienemisega on viimasel ajal üha enam täpsustatud meditsiinilis-geneetiline nõustamine, mis põhineb haigestumisriski astme arvutamisel patsientide lähedastel. Heterosügootse kandumise tuvastamise meetodeid on välja töötatud pikka aega, kuid selle usaldusväärne määramine sai võimalikuks alles seoses biokeemiliste diagnostikameetodite edenemisega. Praeguseks on enam kui 200 haiguse puhul tuvastatud heterosügootne kandmine, mis on vajalik teaduslikult põhjendatud arstigeenikonsultatsiooniks.

Sünnieelset diagnostikat võib pidada väga paljulubavaks meetodiks pärilike haiguste ennetamisel. Kui kahtlustate päriliku defektiga lapse sündi, tehakse 14-16 rasedusnädalal lootevee uuring ja saadakse teatud kogus lootevett. See sisaldab embrüo kooritud epiteelirakke. Selle materjali uurimine võimaldab teil kindlaks teha päriliku defekti juba enne lapse sündi. Praegu saab selle meetodiga diagnoosida enam kui 50 pärilikku ainevahetushaigust ja kõiki kromosoomihaigusi.

Arstigeeninõustav arst selgitab konsulteerivale isikule tema laste või sugulaste haigestumise riski määra. Lõplik otsus on konsulteeritud inimese enda teha, arst ei saa keelata tal lapsi saada, vaid aitab vaid ohuastet realistlikult hinnata. Õige meditsiinilise geneetilise seletuse korral teeb patsient tavaliselt õige otsuse ise. Sel juhul mängib olulist rolli mitte ainult riski aste, vaid ka päriliku patoloogia raskusaste:

olulised deformatsioonid, sügav dementsus. Nendel juhtudel, eriti kui peres on selline laps, piiravad abikaasad ka haruldase haigusega edasist lapsesaamist. Mõnikord juhtub ka seda, et päriliku patoloogiaga lapse saamise riskiaste on pereliikmete poolt liialdatud ja arsti nõuanne hajutab põhjendamatud hirmud.