Porozumenie genetické choroby na molekulárnej úrovni racionálna terapia. V priebehu nasledujúcich desaťročí bude mať znalosť sekvencie ľudského genómu a génového katalógu spolu so schopnosťami molekulárnej biológie, proteínového inžinierstva a bioinžinierstva hlboký vplyv na liečbu genetických a iných chorôb.

Cieľ genetickej liečby- odstrániť alebo zlepšiť prejavy ochorenia nielen u pacienta, ale aj v jeho rodine. Okrem toho by mala byť rodina informovaná o riziku vzniku ochorenia u ostatných členov rodiny. Hlavnou zložkou je genetické poradenstvo zdravotná starostlivosť s dedičnými chorobami.

Pre monogénne ochorenia spôsobená stratou funkcie mutácií v géne, cieľom liečby je nahradiť defektný proteín, zlepšiť jeho funkciu alebo minimalizovať účinky nedostatku. Náhrada defektného proteínu sa môže dosiahnuť jeho zavedením, transplantáciou orgánu alebo buniek alebo génovou terapiou.

v podstate génová terapia je preferovanou liečbou niektorých a možno aj väčšiny monogénnych chorôb, keď je bezpečná a účinná. Avšak aj keď kópie normálneho génu môžu byť odovzdané pacientovi, rodina potrebuje genetické poradenstvo, diagnostiku nosičov a prenatálnu diagnostiku, v mnohých prípadoch počas niekoľkých generácií.

Éra molekulárnej medicíny so svojimi pozoruhodnými úspechmi za posledných 5 rokov sľubuje úžasný a úplný účinok v terapia genetických chorôb. Tieto pokroky zahŕňajú prvé prípady liečby dedičného ochorenia (závažného). kombinovaná imunodeficiencia) pomocou génovej terapie; schopnosť manipulovať génovú expresiu pomocou úplne bezpečných nukleotidových analógov (objav, ktorý má veľký význam na liečbu väčšiny hemoglobinopatií, najbežnejších monogénnych ochorení na svete); a schopnosť zabrániť enzýmovej substitučnej terapii klinické prejavy predtým smrteľné choroby, vrátane lyzozomálnych chorôb.

Liečba multifaktoriálnych genetických chorôb

Pre väčšinu multifaktoriálne ochorenia zvyčajne sa vyskytuje v dospievaní alebo počas dospelosti, etiologické faktory životné prostredie a genetická zložka nie sú dobre pochopené. S uznaním prínosu životného prostredia existuje príležitosť na účinný zásah, pretože vplyv vonkajších faktorov sa často môže zmeniť.

V skutočnosti sa mení faktory prostredia, ako sú lieky, životný štýl alebo zmeny stravovania, môžu byť účinnejšie pri liečbe multifaktoriálnych ako monogénnych ochorení. Napríklad tabakový dym je environmentálnym faktorom, ktorému by sa všetci pacienti s AMD alebo emfyzémom mali prísne vyhýbať.

Tabakový dym zvyšok oxiduje metionín v aktívnom mieste a1-antitrypsínu, čím sa zníži jeho schopnosť inhibovať elastázu o faktor 2000, čím sa doslova vytvorí fenokópia dedičného deficitu a1-antitrypsínu.

Hoci multifaktoriálne ochorenia dobre prístupný nejakej forme terapeutickej alebo chirurgickej liečby, takýto prístup nemá „genetický“ charakter. Pozoruhodným príkladom multifaktoriálnej choroby, ktorá mimoriadne dobre reaguje na štandardnú liečbu, je diabetes mellitus 1. typu, kde intenzívna substitučná inzulínová terapia výrazne zlepšuje výsledky.

Operácia môže byť tiež veľmi úspešná. liečbe multifaktoriálnych ochorení. Napríklad tri štrukturálne anomálie ( vrodené chyby srdce, rázštep pery a podnebia, stenóza pyloru) postihujú takmer 1,5 % všetkých živonarodených detí, čo predstavuje približne 30 % všetkých novorodencov s genetickou patológiou.

Približne polovicu z nich je choroba vyliečená jedinou operáciou (fenotypová modifikácia); preto je možné vyliečenie aspoň u 10-15 % novorodencov s genetické choroby. Je pravda, že liečba iných dedičných chorôb nie je taká úspešná, ale často zlepšuje kvalitu života.

Liečba monogénnych genetických chorôb

Napriek veľkému perspektívy, vo všeobecnosti liečba monogénnych ochorení ešte nie je dostatočne účinná. Analýza 372 Mendelových chorôb ukázala, že súčasné terapie sú plne účinné v 12 % prípadov, čiastočne účinné v 54 % a neponúkajú žiadny prínos v 34 %. Povzbudzujúcim trendom je, že liečba bude úspešnejšia, ak je známy biochemický defekt.

Napríklad v jednom výskumu liečba predĺžila očakávanú dĺžku života len v 15 % skúmaných monogénnych chorôb, ale v podskupine 65 vrodené choroby so známou príčinou sa priemerná dĺžka života výrazne zvýšila o 32 %; podobné zmeny boli pozorované pri iných fenotypových črtách vrátane výšky, inteligencie a sociálnej adaptácie. Rozhodujúci vplyv na klinické výsledky majú teda štúdie, ktoré vysvetľujú genetický a biochemický základ dedičných chorôb.
Súčasný nevyhovujúci stav liečba genetických chorôb je výsledkom mnohých faktorov, vrátane nasledujúcich.

Gén nebol identifikovaný alebo patogenéza ochorenia je nejasná. Mutantný lokus je neznámy u viac ako 50 % genetických chorôb. Aj keď je gén známy, pochopenie patofyziologického mechanizmu je často nedostatočné. Napríklad v prípade PKU, napriek rokom analýz, mechanizmy, ktorými zvýšenie fenylalanínu narúša vývoj a funkciu mozgu, sú stále nedostatočne pochopené.

Poškodenie plodu. Niektoré mutácie pôsobia na začiatku vývoja alebo spôsobujú nezvratné patologické zmeny skôr, ako môžu byť diagnostikované. Tieto problémy možno niekedy predvídať, ak existuje vhodná rodinná anamnéza dedičného ochorenia alebo ak sa pri skríningu identifikujú rizikové páry. V takýchto prípadoch je niekedy možná prenatálna liečba, terapeutická aj chirurgická.

Závažné fenotypy sa liečia ťažšie. Prvé rozpoznané prípady ochorenia sú zvyčajne najzávažnejšie a často zle reagujú na liečbu. Jedným z dôvodov je, že u ťažko postihnutých pacientov mutácia často vedie k úplnej absencii proteínu alebo k jeho zmene bez akejkoľvek zvyškovej aktivity. Ak je účinok mutácie menej škodlivý, mutovaný proteín si môže zachovať určitú zvyškovú funkciu.

V tomto prípade sa môžete pokúsiť zvýšiť jeho funkčnú užitočnosť, aby ste dosiahli terapeutický účinok.

V súčasnosti sa pri všetkých dedičných ochoreniach široko používa symptomatická liečba, pomocou ktorej je možné do určitej miery znížiť závažnosť. klinický obraz choroba. Zahŕňa použitie rôznych lieky, fyzioterapia, klimatoterapia atď. Pri niektorých dedičných ochoreniach je takáto liečba jediná možný spôsob zmiernenie rozvinutých symptómov.

Niektorí pacienti s dedičnou patológiou sú liečení chirurgicky po narodení pomocou rekonštrukčnej chirurgie (rázštep podnebia, rázštep pery, análny uzáver, pylorická stenóza, talipes, vrodená dislokácia bedrový kĺb, srdcové chyby), v prípade potreby pomocou transplantácie tkanív a orgánov. Množstvo defektov, ktoré vznikli v dôsledku porušenia genotypu, je možné odstrániť iba chirurgicky (poškodenie oka pri retinoblastóme, mekóniový ileus u novorodencov s cystickou fibrózou).

Pri ochoreniach spojených s poruchami látkovej premeny (fenylketonúria, galaktozémia, fruktozémia a i.) sa využíva patogenetická liečba, ktorá dokáže výrazne korigovať zmeny normálneho fenotypu jedinca ovplyvnením biochemického mechanizmu rozvoja ochorenia. Zároveň sú veľmi dôležité informácie o špecifických molekulárnych poruchách väzieb metabolického procesu u konkrétneho pacienta.

Príkladom takejto liečby je úspešné použitie diétnej terapie na úpravu fenotypu dieťaťa s fenylketonúriou a galaktozémiou. V prípade porušenia syntézy akéhokoľvek hormónu sa substitučná liečba vykonáva zavedením tohto hormónu do tela dieťaťa (vrodená hypotyreóza).

Najradikálnejším a najefektívnejším spôsobom liečby dedičných chorôb človeka je génová terapia, ktorej možnosti sa dnes intenzívne študujú, experimentujú na rôznych biologických modeloch (bunky baktérií, rastlín, zvierat, človeka a pod.) a využívajú ich v klinickej praxi .

Základným zmyslom metód génovej terapie je nahradenie mutantného proteínu ľudských buniek, ktorý je spojený s rozvojom ochorenia, zodpovedajúcim normálnym proteínom, ktorý bude v takýchto bunkách syntetizovaný. Na tento účel sa do buniek pacienta zavedie normálny proteínový gén (transgén), ktorý je súčasťou geneticky upraveného konštruktu, t.j. experimentálne navrhnutá rekombinantná molekula DNA (založená na vektorovej molekule DNA).

Génová terapia je v súčasnosti spojená s nápravou genetických defektov somatických buniek chorého človeka. Väčšina ťažké problémy Génová terapia je spojená s mechanizmami prenosu génu do požadovaných buniek, možnosťami jeho efektívnej expresie v týchto bunkách a bezpečnostnými opatreniami organizmu. Na prenos génov sa najčastejšie využívajú bunky, ktoré sú pomerne ľahko dostupné pre zásah. vnútorné orgány a ľudské tkanivá (červené bunky kostná dreň fibroblasty, pečeňové bunky, lymfocyty). Takéto bunky možno izolovať z tela, zahrnúť do nich požadovaný génový konštrukt a potom ich znovu zaviesť do tela pacienta.

Na zavedenie požadovaných génov do ľudského tela sa najčastejšie používajú vírusové vektory (komplexná vírusová DNA - ľudský gén), plazmidové vektory (plazmidová DNA - ľudský gén), ako aj umelé makromolekulárne systémy (transgén ako súčasť lipozomálneho komplexu). . Obmedzené použitie vírusových vektorov je spojená s možnou patogenitou vírusov používaných na tento účel (retrovírusy), ich schopnosťou vyvolať imunitnú odpoveď (adenovírusové konštrukty). Navyše v niektorých prípadoch môže byť integrácia vírusových komplexov do ľudského genómu príčinou inzerčných mutácií, ktoré vedú k narušeniu aktivity jednotlivých génov. Zohráva negatívnu úlohu a obmedzuje veľkosť genetického konštruktu, ktorý je zahrnutý v genóme vírusu.

Väčšina nevírusových komplexov je zároveň málo toxická, nemutagénna, preto je ich použitie výhodnejšie. Nie sú však bez nevýhod, medzi ktoré patrí krátky čas expresia génov v nich obsiahnutých a nedostatok dostatočnej špecifickosti vo vzťahu k určitým tkanivám tela.

V súčasnosti sa hľadá najviac najlepšie možnosti génová terapia sa uberá rôznymi smermi. Uskutočňujú sa teda pokusy použiť mikroRNA na blokovanie aktivity určitých génov. Boli vyvinuté metódy na zavedenie hybridnej plazmidovej DNA injekciou do svalových a iných buniek (imunizácia DNA) alebo pomocou systémov DNA-katiónových lipozómov (komplex sa nazýva genozóm), ktoré pri interakcii s bunkovou membránou ľahko prenikajú do buniek, pričom tam dopraví plazmid. Za perspektívne sa považuje aj využitie niektorých ďalších umelých makromolekulárnych komplexov nevírusovej povahy (syntetické peptidy, katiónové alebo lipidové ligandy, najmä hydrofóbne polykatióny), na základe ktorých boli vytvorené systémy zabezpečujúce prenos génov do určitých tkanív. . Treba poznamenať, že v prebiehajúcich pokusoch o humánnu génovú terapiu sa používajú rôzne spôsoby prenosu normálnych génov. Takýto prenos (transgenóza) sa uskutočňuje buď zavedením potrebných génov do somatických buniek izolovaných z tela (in vitro) s ich ďalším zavedením do orgánov alebo krvného obehu, alebo priamou transgenézou (in vivo) pomocou rekombinantného vektora s potrebným gén.

Génová terapia nachádza uplatnenie pri liečbe rôznych monogénnych a multifaktoriálnych ľudských chorôb. V súčasnosti sa pracuje na génovej terapii hemofílie, ťažkej kombinovanej imunodeficiencie s deficitom adenozíndeaminázy, Duchennovej myodystrofie a familiárnej hypercholesterolémie.

Dobrý účinok in vitro transgenézy sa dosiahol pri liečbe imunodeficiencie s deficitom adenozíndeaminázy vložením génu tohto ľudského enzýmu do periférnych krvných mononukleárnych buniek extrahovaných z tela s následným návratom takýchto buniek späť do tela.

Existujú dôkazy, že génová terapia sa môže použiť na liečbu familiárnej hypercholesterolémie spôsobenej nedostatkom receptora lipoproteínu s nízkou hustotou. Gén normálneho lipoproteínového receptora bol zavedený do pečeňových buniek pacientov pomocou retrovírusového vektora in vitro a potom boli takéto bunky vrátené do tela pacienta. Zároveň sa niektorým pacientom podarilo dosiahnuť stabilnú remisiu s poklesom hladiny cholesterolu o 50 %.

V súčasnosti sa vyvíja množstvo prístupov na liečbu určitých nádorov. metódy genetického inžinierstva. Na liečbu melanómu sa teda používajú tumor-infiltrujúce lymfocyty, do ktorých bol zavedený gén tumor nekrotizujúceho faktora. Pri zavedení takýchto lymfocytov do postihnutého organizmu sa pozoruje terapeutický účinok. Existujú dôkazy o možnosti liečby mozgových nádorov pomocou retrovírusových vektorov, ktoré prenášajú transgén s terapeutickým účinkom len do deliacich sa nádorových buniek, ale neovplyvňujú normálne bunky.

Génová terapia sa tak v budúcnosti môže stať jedným z popredných smerov v liečbe dedičnej patológie človeka vďaka schopnosti korigovať funkcie genetického aparátu pacienta, a tým normalizovať jeho fenotyp.

ÚLOHY PRE SAMOSTATNÚ PRÁCU

• 1. Pomocou informácií, ktoré máte, vytvorte graf in vitro transgenézy. Uveďte príklady chorôb, pri ktorých je možné túto metódu terapie použiť.
• 2. Z navrhovaných ochorení vyberte tie, pri ktorých je možné použiť špeciálnu diétu ako patogenetickú liečbu:
  • a) galaktozémia;
  • b) adrenogenitálny syndróm;
  • c) fenylketonúria;
  • d) Downova choroba;
  • e) hemofília.
• 3. Vytvorte súlad medzi chorobami a možné prístupy na ich liečbu:
• 1) rodinná hypercholesterolémia; a) symptomatická liečba;
• 2) Downov syndróm; b) chirurgická liečba;
• 3) cystická fibróza; c) patogenetická liečba;
• 4) adrenogenitálny syndróm; d) génová terapia.
• 5) fenylketonúria;
• 6) vrodená dislokácia bedra;
• 7) talasémia.
• * * *

vyhliadky ďalší vývoj lekárska genetika je spojená s vývojom nových efektívne metódy skorá diagnózaľudské dedičné choroby a skryté prenášanie génov patologické znaky so zlepšením metód prevencie a génovej terapie dedičnej patológie. Predpokladá sa, že je možné dešifrovať genetický základ rôznych multifaktoriálnych ochorení a objaviť spôsoby ich nápravy na molekulárnej úrovni. Je tiež veľmi dôležité vyriešiť problém ochrany ľudskej dedičnosti pred škodlivými účinkami mutagénnych faktorov prostredia.

Moderné diagnostické metódy umožňujú identifikovať dedičné choroby na najviac skoré štádiačo je podmienkou ich úspešnej liečby a nápravy medicínskej aj chirurgickej. Pri liečbe dedičných ochorení, ako aj iných, sa používajú tri prístupy, ktoré definujú tri úrovne intervencie (korekcie) vo vývoji patologického procesu: symptomatickú, patogenetickú a etiologickú.

1. Symptomatická liečba zamerané na zmiernenie, nápravu a odstránenie špecifických symptómov ochorenia prostredníctvom medikamentózna terapia, chirurgická liečba, fyzioterapia, rádiologické a iné metódy. To sa dá dosiahnuť pomocou liekov proti bolesti, trankvilizérov, stimulantov, antikonvulzív, ktoré sú vždy indikované v prítomnosti vhodných príznakov, bez ohľadu na príčinu, ktorá spôsobuje tieto príznaky.

Chirurgické metódy sú široko používané pri liečbe vrodených vývojových chýb, napríklad s vrodené rázštepy pier a podnebia, polydaktýlia, syndaktýlia, vrodené zúženie pyloru a vykĺbenie bedrového kĺbu, korekcia srdcových chýb a iných vnútorných orgánov. Chirurgia používa sa na mekoneálny ileus (črevná obštrukcia), pneumotorax a cystickú fibrózu. Významný podiel na náprave má aj rekonštrukčná chirurgia pohybového aparátu a hypospadias.

2. Patogenetická liečba bližšie k etiologickému, na rozdiel od druhého však neodstraňuje príčinu ochorenia. Používaním podobné zaobchádzanie dôjde k pretrhnutiu reťaze patologické procesy ktorý zabraňuje vzniku patologického fenotypu. Podstatou liečby je odstrániť z tela akékoľvek produkty, ak ich gén produkuje v nadbytku, prípadne doplniť, nahradiť chýbajúce produkty, ak gén nefunguje. Princípom substitučnej liečby dedičných metabolických porúch je zavedenie chýbajúcich alebo chýbajúcich biochemických substrátov do organizmu.

Obmedzenie niektorých látok v potravinách alebo diétna terapia je jedinou patogenetickou metódou liečby a prevencie mnohých dedičných metabolických porúch.

Diétne obmedzenie sa využíva pri liečbe mnohých dedičných ochorení metabolizmu aminokyselín a sacharidov – fenylketonúria, histidinémia, cystinúria, tyrozinémia, celiakia, galaktozémia, fruktozémia, intolerancia laktózy a pod. Väčšinou sa ochorenie prejaví buď v prvých hodinách ( cystická fibróza, galaktozémia) alebo v prvých týždňoch (fenylketonúria, gamaglobulinémia atď.) života dieťaťa, čo vedie k mentálnej retardácii až smrti. Účinnosť metódy závisí od včasnej a presnej diagnózy, dodržiavania homeostatického princípu liečby, čo znamená maximálne prispôsobenie stravy požiadavkám rastúceho organizmu, starostlivé klinické a biochemické sledovanie dietoterapie. Pri fenylketonúrii je nedostatok enzýmu fenylalanín-4-hydroxylázy, ktorý premieňa aminokyselinu fenylalanín na tyrozín. V dôsledku toho sa fenylalanín nepremieňa na tyrozín, ale na metabolické produkty - kyselinu fenylpyrohroznovú, fenyletylamín atď., Ktoré pri interakcii s bunkové membrány neuróny v CNS, zabraňujú prenikaniu tryptofánu do nich, bez ktorých je syntéza mnohých bielkovín nemožná a v mozgu sa rozvíjajú nezvratné procesy. Choroba sa začína rozvíjať, akonáhle sa fenylalanín začne dostávať do tela dieťaťa s materským mliekom. Takéto dieťa sa prenesie na umelé kŕmenie špeciálnymi bielkovinami - hydrolyzátmi. Fenylalanín však patrí medzi esenciálne, t.j. aminokyseliny, ktoré sa v ľudskom tele nesyntetizujú a musia do tela vstúpiť minimálne požadované množstvá. Moderné diéty pre deti s fenylketonúriou sú zostavované presne podľa jej koncentrácie v krvi podľa biochemického rozboru.

Začiatok diétnej terapie v prvých 2-3 mesiacoch života zabezpečuje normálny vývoj dieťaťa. Ak sa liečba začne v priebehu troch mesiacov až jedného roka, účinnosť liečby klesá na 26 % a účinnosť liečby vo veku od jedného do troch rokov je nižšia ako 15 %. Varovnými príznakmi fenylketonúrie sú slabé priberanie, vracanie, odchýlky od centrál nervový systém zaťažená história.

Zvýšené vylučovanie produktov narušeného metabolizmu. Liečba sa uskutočňuje pomocou niektorých látok, najmä D-penicilamínu, ktorý viaže a urýchľuje vylučovanie iónov medi nahromadených v bunke (pri Wilsonovej Konovalovovej chorobe). Pri hemoglobinopatiách je potrebné zvýšené vylučovanie železa, ktoré sa uskutočňuje pomocou Desferalu. Takéto odvodenie je možné nielen cez isté chemických látok, ale aj pomocou takých fyzikálnych a chemických metód ako je plazmaferéza a hemosorpcia. Plazmaferéza sa používa na odstránenie prebytočnej krvi mastné kyseliny, kyselina fytánová pri Refsumovom syndróme. Táto metóda je účinná aj proti Fabryho a Gaucherovým chorobám (lysozomálne ochorenia). Hemosorpcia sa používa na odstránenie nízkej hustoty pri liečbe familiárnej hypercholesterolémie.

Metabolická inhibícia a indukcia metabolizmu. Množstvo liekov (fenobarbital, levomycetín), ako aj pohlavné hormóny (estrogény) sú induktormi metabolizmu a ich zavedenie do tela je spojené so zvýšenou syntézou určitých enzýmov a zrýchlením procesov, na ktorých sa tieto enzýmy podieľajú. Indukciu syntézy enzýmu glukuronyltransferázy teda môže spôsobiť podávanie fenobarbitalu pacientom s Crigler-Najjarovým syndrómom, u ktorých je v dôsledku nedostatku tohto enzýmu narušená tvorba bilirubínglukuronidov.

Indukcia ceruloplazmínu, ktorý sa podieľa na metabolizme medi, je spôsobená zavedením estrogénov do tela pri Wilsonovej-Konovalovovej chorobe. Metabolická inhibícia sa používa v prípadoch, keď je potrebné inhibovať syntézu substrátu nahromadeného pri dedičnom ochorení alebo jeho prekurzore.

Používa sa napríklad alopurinol, ktorý inhibuje xantínoxidázu, čím znižuje koncentráciu kyselina močová v krvi s Lesch-Nihanovým syndrómom a dnou. Korekcia metabolizmu na úrovni génových produktov. Príklady úhrady za výrobok, ktorý sa nevyrába v dôsledku enzýmového defektu môže organizmu v dôsledku enzýmového defektu poslúžiť podávanie steroidných hormónov pri vrodenej adrenálnej hyperplázii, tyroxínu pri hypotyreóze, rastového hormónu pri hypofyzárnom nanizmu, zavedenie intracelulárnych proteínov pri liečbe lyzozomálnych ochorení.

Použitie inzulínu na cukrovka umožnilo výrazne znížiť úmrtnosť a invaliditu pacientov. Liečba jódovými preparátmi a hormónmi štítnej žľazy je účinná pri dedičných poruchách syntézy hormónov štítnej žľazy, glukokortikoidmi pri poruchách metabolizmu steroidov. Jeden z prejavov dedičných stavov vrodenej imunodeficiencie - dysgamaglobulinémia sa účinne lieči zavedením gama - globulínu a polyglobulínu. Náhradná terapia sa uskutočňuje s množstvom dedičných metabolických defektov, ktorých patogenéza je spojená s akumuláciou metabolických produktov.

3. Etiologická liečba je najkardinálnejšia a spočíva v odstránení príčiny dedičnej choroby, t.j. pri zmene štruktúry DNA v mnohých bunkách. Táto úloha je uľahčená dokončením dekódovania ľudského genómu. Tento smer sa nazýva génová terapia. Na zavedenie DNA do buniek pacienta sa používajú rôzne prístupy: chemický, fyzikálny, biologický, najčastejšie vírusový. Posledne menované sa používajú nielen na liečbu dedičných chorôb, ale aj na liečbu zhubné nádory alebo chronických vírusových infekcií

Podstatou metódy je zavedenie vírusu do cieľových buniek s vloženou klonovanou DNA alebo s DNA (rekombinantný vektor). Napríklad zavedenie chýbajúceho dystrofínového proteínu do kostrového alebo srdcového svalu je účinné pri liečbe Duchennovej a Beckerovej myodystrofie. Liečba môže byť tiež kontrolovaná vysoko špecifickými monoklonálnymi protilátkami namierenými proti špecifickému exónu mutovaného génu dystrofínu.

Nakoniec implantácia myoblastov - normálnych progenitorových buniek svalové tkanivo od otcov k chorým chlapcom vedie ku konvergencii bez dystrofínu svalové vlákna s obsahom dystrofínu, ktorý normalizuje stav svalového tkaniva.

Alotransplantáciu možno považovať za prenos normálnej genetickej informácie pacientovi s dedičná porucha metabolizmus. Transplantácia buniek, tkanív a orgánov obsahujúcich normálnu produkciu DNA normálny produkt génu u príjemcu.

Keď mukopolysacharidózy spôsobujú subkutánnu replantáciu kultivovaných fibroblastov od zdravého darcu. Tieto bunky vylučujú normálne enzýmy a upravujú narušený metabolizmus mukopolysacharidov.

Liečba dedičných chorôb

Symptomatický a patogenetický - vplyv na príznaky ochorenia (genetický defekt je zachovaný a prenášaný na potomstvo):

1) dietoterapia, ktorá zabezpečuje príjem optimálneho množstva látok v tele, čím sa zmierňujú prejavy najťažších prejavov ochorenia – napríklad demencia, fenylketonúria.

2) farmakoterapia (zavedenie chýbajúceho faktora do organizmu) - periodické injekcie chýbajúcich bielkovín, enzýmov, globulínov Rh faktora, krvná transfúzia, ktorá dočasne zlepšuje stav pacientov (anémia, hemofília)

3) chirurgické metódy- odstránenie orgánov, náprava poškodenia alebo transplantácia (rázštep pery, vrodené srdcové chyby)

Eugenické opatrenia - kompenzácia prirodzených ľudských nedostatkov vo fenotype (vrátane dedičných), t.j. zlepšenie ľudského zdravia prostredníctvom fenotypu. Spočívajú v liečbe adaptívnym prostredím: prenatálna a postnatálna starostlivosť o potomstvo, imunizácia, transfúzia krvi, transplantácia orgánov, plastická operácia, diéta, medikamentózna terapia atď. Zahŕňa symptomatickú a patogenetickú liečbu, ale neodstraňuje úplne dedičné defekty a neznižuje množstvo mutantnej DNA v ľudskej populácii.

Etiologická liečba - vplyv na príčinu ochorenia (mala by viesť ku kardinálnej korekcii anomálií). V súčasnosti nie je vyvinutá. Všetky programy v požadovanom smere fragmentov genetického materiálu, ktoré určujú dedičné anomálie, pochádzajú z myšlienok genetické inžinierstvo(riadené, reverzne indukované mutácie prostredníctvom objavu komplexných mutagénov alebo nahradenia „chorého“ fragmentu chromozómu v bunke „zdravého“ prírodného alebo umelého pôvodu).

Vyhliadky na liečbu dedičných chorôb v budúcnosti

Vedcom sa dnes podarilo zistiť len súvislosť porúch chromozomálneho aparátu na jednej strane s rôznymi patologické zmeny na druhej strane v ľudskom tele. K otázke budúcnosti lekárskej genetiky môžeme povedať, že diagnostika a liečba dedičných chorôb sa bude len rozvíjať. darčeky pre klinickej medicíny veľký praktický záujem. Identifikácia príčin počiatočných porúch v chromozómovom systéme, ako aj štúdium mechanizmu vývoja chromozomálnych chorôb je tiež úlohou blízkej budúcnosti a úlohou prvoradého významu, pretože vývoj efektívnymi spôsobmi prevencia a liečba chromozomálnych ochorení.

AT posledné roky Vďaka úspešnému rozvoju cytogenetiky, biochémie a molekulárnej biológie sa podarilo odhaliť chromozomálne a génové mutácie u ľudí nielen v postnatálnom období, ale aj na rôzne výrazy prenatálny vývoj, t.j. prenatálna diagnostika dedičnej patológie sa stala realitou. Prenatálna (prenatálna) diagnostika zahŕňa súbor opatrení zameraných na zabránenie výskytu chorého dieťaťa v rodine. Najväčšie úspechy sa dosiahli v prenatálnej diagnostike chromozomálnych syndrómov a monogénnych ochorení, pričom predikcia patológie charakterizovanej polygénnou dedičnosťou je oveľa ťažšia. Metódy prenatálnej diagnostiky sa zvyčajne delia na invazívne a neinvazívne.

Pri použití invazívnych metód, transabdominálnych (cez brušnej steny) alebo transcervikálnym (cez vagínu a krčok maternice) odberom fetálnych buniek v rôznych štádiách tehotenstva a ich následným rozborom (cytogenetický, molekulárne genetický, biochemický atď.). Cytogenetické výskumné metódy umožňujú identifikovať chromozomálne aberácie u plodu, biochemickými metódami určiť aktivitu enzýmov alebo koncentráciu určitých metabolických produktov, molekulárno-genetická analýza dáva priamu odpoveď na otázku, či má plod patologickú mutáciu skúmaný gén. Najúčinnejšie je použitie invazívnych metód prenatálnej diagnostiky, pretože ich výsledky umožňujú s vysokou presnosťou posúdiť prítomnosť dedičnej patológie u plodu. Odber fetálneho materiálu na prenatálnu diagnostiku sa môže vykonávať v rôznych štádiách tehotenstva pod ultrazvukovou kontrolou.

Poznanie genetickej podstaty mnohých vrodených biochemických chýb nám umožňuje priblížiť sa k problému ich liečby a prevencie (obr. 10). Ako už bolo spomenuté, dôsledky génovej mutácie pre telo v mnohých prípadoch spočívajú v akumulácii veľkého množstva látky v dôsledku nedostatku enzýmu. Napríklad pri fenylketonúrii vedú vysoké koncentrácie fenylalanínu a fenylpyruvátu v tkanivách k potlačeniu procesov vychytávania glukózy, a tým k energetickému hladu. Aby sa znížila koncentrácia týchto látok v tele, ihneď po zistení fenylketonúrie je dieťaťu predpísaná diéta obsahujúca veľmi malé množstvá fenylalanínu. Pri používaní takejto „syntetickej“ stravy niekoľko rokov sú klinické prejavy fenylketonúrie u takýchto detí mierne alebo úplne chýbajú.

Ďalšou liečbou je stimulácia zvyškovej aktivity mutantného enzýmu. Takže pri genetickom defekte glukózo-6-fosfatázy pečene, jednej z foriem glykogenózy u detí, sa používa indukcia 1 abnormálneho enzýmu pomocou kortizónu, hormónu nadobličiek. Pri homocystinúrii sa uskutočnili štúdie cystationín syntetázy, enzýmu defektného pri tomto ochorení. V dôsledku toho bol vyvinutý liečebný režim s vitamínom Wb založený na indukcii aktivity mutantného enzýmu a dosiahlo sa výrazné klinické zlepšenie.

Bohužiaľ, vo väčšine prípadov známych genetických biochemických defektov nie je možné zvoliť vhodnú diétu alebo indukovať neaktívny enzým. V tejto súvislosti sa neustále pokúšajú nájsť spôsob, ako dodať normálny enzým na miesto jeho normálnej aktivity v tele. S číslom génové mutácie dočasný úspech sa dosiahol s infúziou množstva normálnych bielych krviniek pacientom.

Indukcia - stimulácia syntézy tohto enzýmu v reakcii na špecifický účinok.

V súčasnosti je možné čistiť a izolovať mnohé enzýmy v dostatočne čistej forme. Na ochranu týchto proteínov na ich ceste do tkanív pacientov pred deštrukciou sérovými enzýmami sa používajú rôzne biologické „kapsuly“.

"Génové inžinierstvo", jeho princípy a ťažkosti. Mikrobiálni genetici už dlho využívajú fenomén genetickej transformácie a transdukcie. Ku genetickej premene jednotlivých znakov baktérií dochádza, keď sa k nim pridá DNA inej odrody. Napríklad u pneumokokov, ktoré nemajú sliznicu, sa objaví nejaký čas po ich ošetrení preparátom DNA získaným z baktérií „slizničnej“ línie. Genetická transformácia je možná aj pre ľudské bunky. DNA, ktorá transformuje genetické vlastnosti, je zjavne zahrnutá v bunkovom genóme a aktívne funguje ako genetická jednotka. Takto „vštepovanie“ génov do celého tela chorého mutanta je však veľmi náročné. Faktom je, že v biologických tekutinách a bunkách sú vysoko aktívne DNázy - enzýmy, ktoré ničia zavedenú DNA.

Až donedávna sa génová transdukcia zdala možná len vo svete baktérií. Pojem "transdukcia" môže byť definovaný ako prenos jedného alebo skupiny génov z jednej bunky do druhej pomocou vírusu. Najpodrobnejšie bola študovaná génová transdukcia zahŕňajúca jeden z vírusov. coličlovek známy ako fág "lambda".

Keď je bakteriálna bunka infikovaná fágom lambda, vírusová DNA sa vloží do kruhového chromozómu hostiteľskej bunky. Infikovaná bunka neumiera a množením reprodukuje genóm fága v nespočetných množstvách. Keď sa vírus opäť aktivuje a zničí hostiteľskú bunku, novovytvorené fágové častice môžu okrem svojich génov obsahovať aj gény baktérie. Tak sa podarilo získať línie fágu „lambda“, ktoré majú vo svojom

ako súčasť génu pre galaktóza-1-fosfát uridyltransferázu, dôležitý enzým v metabolizme cukrov.

Transplantácia tohto génu do ľudských buniek sa podarila v roku 1971 americkým vedcom Merill, Geyer a Petrichchiani. Objektom týchto experimentov boli kožné bunky pacientov s nedostatočnou aktivitou galaktóza-1-fosfát uridyltransferázy (galaktozémia). Ako donor poslúžil spomínaný fág lambda obsahujúci tento gén mikrobiálneho pôvodu. V infikovaných bunkách pacientov s galaktozémiou sa objavila aktivita galaktóza-1-fosfát uridyltransferázy. Transplantácia génu z baktérie na človeka sa tak stala skutočnosťou. Enzýmovú aktivitu získanú bunkami zdedili dcérske bunky, t.j. transplantovaný gén nebol „odmietnutý“.

Senzačný odkaz amerických vedcov vyvolal široký záujem. Otvorila sa perspektíva liečby závažných vrodených metabolických chýb. Práca v tomto smere však nesľubuje rýchly úspech. Problémom je získať dostatočnú škálu vírusov nesúcich určité gény, ktoré sa dokážu integrovať do genómu ľudských buniek v tele.

AT nedávne časy boli vyvinuté metódy syntézy jednotlivých génov. Polyribozómy boli izolované z králičích červených krviniek az nich - globínová mRNA (bielkovinová časť hemoglobínu). Z týchto diferencovaných buniek sa dá pomerne ľahko izolovať. Ďalej americkí vedci pomocou vírusového enzýmu RNA-dependentnej DNA polymerázy po prvýkrát syntetizovali DNA kópiu tejto mRNA. Touto metódou je však možné získať len štrukturálnu oblasť génu bez dôležitých regulačných „prídavkov“. Napriek tomu sú metódy na získanie génov „in vitro“ veľmi zaujímavé.

Lekárska genetická konzultácia. Napriek výraznému pokroku v liečbe dedičných chorôb patrí popredná úloha v boji proti nim prevencia. V tomto smere sa dosiahol významný pokrok.

Preventívne opatrenia sa môžu vykonávať v rôznych smeroch. To zahŕňa štúdium špecifických mechanizmov procesu mutácie, kontrolu nad úrovňou žiarenia a expozíciu rôznym mutagénom. Patologický vývoj organizmu, smrť embrya, plodu alebo dieťaťa môže spôsobiť ktorýkoľvek zo známych typov mutácií. Mutácie vedúce k smrti plodu počas prenatálne obdobie alebo krátko po narodení sa nazývajú smrteľné. Štúdium mechanizmov letálnych účinkov chromozomálnych a génových mutácií sa ešte len začalo, ale má veľký význam pre prevenciu dedičnej patológie.

Nemenej dôležitá je prevencia infekcií a úrazov, ktoré sa v mnohých prípadoch podieľajú na prejavení alebo zhoršení priebehu dedičného ochorenia. Škodlivý vplyv faktorov vonkajšie prostredie, v interakcii s genetickými faktormi, ovplyvňuje najmä embryonálne obdobie vývoja organizmu. Výrazne ovplyvňuje a starší vek matka, čo zvyšuje riziko, že bude mať chorého potomka.

Najväčší význam pre prevenciu dedičných ochorení má v súčasnosti lekárske genetické poradenstvo. Na tento účel sú na veľkých medicínsko-preventívnych združeniach nasadené špeciálne medicínsko-genetické poradne alebo medicínsko-genetické miestnosti, kde je možné vykonávať špeciálne metódy výskumu – cytologické, biochemické a imunologické.

Genetické poradenstvo s preventívny účel najefektívnejšia je nie vtedy, keď sa otočia po narodení chorého dieťaťa, ale keď sa posudzuje miera rizika narodenia detí s akýmikoľvek genetickými chybami u rodičovského páru, najmä v prípadoch, keď rodina má alebo je podozrivá z tzv. dedičná patológia.

Otázky týkajúce sa lekárskej genetickej prognózy pre potomkov môžu vzniknúť aj u osôb, ktoré sú v príbuzenskom manželstve, u manželov, ktorí majú nezrovnalosti v krvnom Rh faktore, ako aj v prípadoch, keď ženy opakovane potratia a rodia mŕtve deti. V súčasnosti je dokázaná významná úloha chromozomálnych abnormalít pri mŕtvo narodených a spontánnych potratoch.

Lekárske genetické poradenstvo je založené na stanovení povahy dedičnosti v každom prípade. Stanoví sa výpočet rizika ochorenia

stupeň jeho dedičnej podmienenosti a typ dedičného prenosu. Pri dominantnej dedičnosti patologického génu bude 50 % detí chorých a prenesú svoje ochorenie na ďalšiu generáciu. Zvyšných 50 % zostane zdravých a budú mať celkom zdravé potomstvo.

V prípade autozomálne recesívnej dedičnosti, v prípadoch, keď sú obaja rodičia heterozygotnými nosičmi mutantného génu, 25 % ich detí bude chorých (homozygotov), ​​50 % je fenotypovo zdravých, ale sú heterozygotnými nosičmi rovnakého mutantného génu, ktorý môžu preniesť ďalej. na ich potomstvo, 25 % zostáva bez chorôb. Pri recesívne prenosných chorobách sú príbuzenské manželstvá kontraindikované. Z tohto hľadiska je dôležitou úlohou identifikácia heterozygotnosti u členov zaťaženej rodiny a v populácii vôbec, keďže práve heterozygotní nositelia mutantného génu si udržiavajú jeho konštantnú koncentráciu v populácii.

Pri zdedení chorôb spojených s pohlavím (chromozóm X) fenotypicky zdravá žena prenesie chorobu na polovicu svojich synov, ktorí sú chorí. Polovica jej dcér je tiež nositeľkami zmutovaného génu, pričom sú navonok zdravé.

Niekedy je veľmi ťažké urobiť záver. Je to spôsobené tým, že existuje množstvo chorôb podobných svojim prejavom dedičným, ale spôsobených vplyvom environmentálnych faktorov (tzv. fenokópie); mnohé dedičné choroby majú výrazné variácie vo svojom prejave (tzv. polymorfizmus).

Nie každé vrodené a nie každé familiárne ochorenie je dedičné, rovnako ako nie každé ochorenie s dedičnou etiológiou je vrodené alebo familiárne. Týka sa to najmä vrodených vývojových chýb, ktoré v niektorých prípadoch môžu byť spôsobené nie genetickými mechanizmami, ale patogénnymi účinkami na plod počas tehotenstva. Takže v niektorých cudzích krajinách sa ženám, ktoré počas tehotenstva užívali lieky na spanie, narodili deti s deformáciami.

Pravdepodobnosť zdedenia patologického génu v zaťaženej rodine zostáva pre každé ďalšie dieťa bez ohľadu na to, či predtým narodené dieťa bolo zdravé alebo choré.

V prípadoch, keď nie je možné určiť typ dedičného prenosu mutantného génu alebo je polygénnej povahy, lekárske genetické poradenstvo je založené na empiricky stanovenej pravdepodobnosti rizika mať choré dieťa. Mediko-genetické poradenstvo, založené na výpočte miery rizika ochorenia u príbuzných pacientov, je v poslednom čase čoraz viac špecifikované z dôvodu rozširovania možností diagnostiky heterozygotného nosičstva. Metódy na detekciu heterozygotného nosičstva boli vyvinuté už dlho, ale jeho spoľahlivé stanovenie bolo možné až v súvislosti s pokrokom biochemických diagnostických metód. V súčasnosti sa u viac ako 200 chorôb zistilo heterozygotné prenášanie, ktoré je nevyhnutné pre vedecky podloženú lekársku genetickú konzultáciu.

Prenatálnu diagnostiku možno považovať za veľmi perspektívnu metódu prevencie dedičných ochorení. Ak máte podozrenie na narodenie dieťaťa s dedičnou chybou, v 14. – 16. týždni tehotenstva sa robí amniocentéza a odoberá sa určité množstvo plodovej vody. Obsahuje deskvamované epitelové bunky embrya. Štúdium tohto materiálu umožňuje určiť dedičnú chybu ešte pred narodením dieťaťa. V súčasnosti sa touto metódou dá diagnostikovať viac ako 50 dedičných metabolických ochorení a všetky chromozomálne ochorenia.

Lekár poskytujúci lekárske genetické poradenstvo vysvetľuje konzultovanej osobe stupeň rizika ochorenia u jeho detí alebo príbuzných. Konečné rozhodnutie prináleží samotnému konzultovanému, lekár mu nemôže zakázať mať deti, len pomáha reálne posúdiť mieru nebezpečenstva. Pri správnom medicínskom genetickom vysvetlení pacient väčšinou sám dospeje k správnemu rozhodnutiu. V tomto prípade zohráva významnú úlohu nielen veľkosť stupňa rizika, ale aj závažnosť dedičnej patológie:

výrazné deformácie, hlboká demencia. V týchto prípadoch, najmä ak je v rodine takéto dieťa aj so zriedkavým ochorením, manželia obmedzujú ďalšiu plodnosť. Niekedy sa tiež stáva, že mieru rizika mať dieťa s dedičnou patológiou rodinní príslušníci zveličujú a rady lekára rozptyľujú neopodstatnené obavy.