Thérapie génique: groupes, approches, vecteurs et autres détails
Thérapie génique: groupes, approches, vecteurs et autres détails!
Un gène est une séquence linéaire d'ADN qui code pour une protéine particulière, nécessaire à certaines fonctions.
La mutation dans le gène conduit à la production d'une protéine défectueuse et, par conséquent, les fonctions remplies par la protéine normale sont affectées. La mutation dans le gène est l'une des causes de nombreuses maladies génétiques. Le concept de thérapie génique est que si un gène correct est introduit chez un patient (qui souffre d'un gène défectueux), la maladie génétique peut être contrôlée ou guérie. Dans les années 1980, ce concept original était appelé «thérapie de remplacement génétique».
Maintenant, le terme «thérapie génique» a dépassé sa définition d'origine et est appliqué à tous les protocoles qui impliquent un élément de transfert de gène (et pas nécessairement un gène qui est connu pour causer une maladie). Certaines maladies génétiques sont causées par un seul gène (tel que le déficit en adénosine désaminase (ADA), la fibrose kystique, la drépanocytose).
La thérapie génique visant à corriger cette anomalie monogénique a plus de chances de réussir. D'autre part, certaines maladies génétiques impliquent de multiples facteurs génétiques et il peut être plus difficile de traiter une telle maladie par thérapie génique. La thérapie génique peut être appliquée à la fois aux maladies congénitales et acquises.
La thérapie génique a été subdivisée en groupes:
1. Le transfert de gène d'une cellule somatique est le transfert d'un gène à une cellule diploïde normale.
Cette méthode n'affectera que la personne à qui la thérapie génique donnée et les effets de la thérapie génique sont transmis aux générations futures.
2. Le transfert de gène dans la lignée germinale est le transfert du gène à un ovule ou à un spermatozoïde haploïde du système reproducteur. Le gène transféré sera transmis à la progéniture au cours des générations suivantes. Les protocoles de thérapie génique sur la lignée germinale sont largement utilisés dans la production d'animaux transgéniques pour la recherche, l'agriculture et la biotechnologie.
Le développement de maladies génétiques humaines héréditaires graves et pénibles pourrait être prévenu avant la naissance et ces maladies pourraient être éliminées au cours des générations suivantes. Cependant, en raison du potentiel d'abus, la thérapie génique de la lignée germinale chez l'homme doit être largement discutée avant que cette approche puisse être utilisée pour le traitement de maladies.
Il existe deux approches différentes de transfert de gènes dans des cellules:
1. Transfert de gènes ex vivo:
Les cellules requises d'un patient sont isolées et les gènes souhaités sont introduits dans les cellules. Les cellules transfectées sont réintroduites dans le patient.
2. Transfert de gènes in vivo:
Les gènes désirés sont introduits chez le patient. Les gènes entrent dans les cellules du patient. La thérapie génique en médecine de transplantation est plus susceptible d’être utilisée comme approche complémentaire.
1. Des gènes pourraient être introduits dans les greffes de manière à ce que les produits géniques bloquent l'activation des cellules T du receveur contre la greffe.
2. Les gènes qui produisent les antigènes du CMH spécifiques du donneur pourraient être introduits chez le receveur avant la transplantation. Les antigènes du CMH du donneur produits par les gènes introduits pourraient induire une tolérance à la transplantation chez le receveur.
Vecteurs de transfert de gènes:
Les vecteurs sont les véhicules utilisés pour transférer les gènes d'intérêt aux cellules cibles. La cellule cible exprimera alors la protéine codée par le gène transféré. Le gène d'intérêt qui est transféré s'appelle également un «transgène».
De nombreux facteurs sont pris en compte avant de choisir un vecteur approprié:
1. Le type de cellule cible.
2. L'état de division de la cellule cible.
3. La taille du transgène.
4. La durée pendant laquelle le transgène doit être exprimé.
5. Le potentiel d'une réponse immunitaire contre le vecteur induite peut être délétère pour l'individu qui a subi la thérapie génique.
6. La facilité de production du vecteur.
7. La possibilité d'administrer le vecteur plus d'une fois au patient.
8. Problèmes de sécurité.
Vecteurs de transfert de gènes:
Les virus ont la capacité d'entrer dans les cellules et de se multiplier dans les cellules. Par conséquent, des versions atténuées ou modifiées de virus sont utilisées en tant que vecteurs pour transporter le gène d'intérêt dans une cellule.
Les vecteurs rétroviraux utilisés comme vecteurs en thérapie génique sont:
1. Virus de la leucémie murine de Moloney (MMLU):
L'un des inconvénients importants des vecteurs rétroviraux est que les vecteurs rétroviraux peuvent s'insérer de manière aléatoire dans n'importe quel emplacement de l'ADN hôte. L'insertion aléatoire du génome rétroviral dans l'ADN de l'hôte peut entraîner les événements indésirables suivants.
je. L'insertion du génome rétroviral dans un gène de l'hôte responsable de la production d'une protéine importante empêchera la production de la protéine.
ii. L'insertion du génome rétroviral dans le gène suppresseur de tumeur de l'hôte peut inactiver le gène suppresseur de tumeur et conduire au développement de la tumeur.
2. Adeno Virus:
L'ADN adénoviral reste épisomal et s'intègre rarement dans l'ADN de l'hôte. Mais les protéines adénovirales sont exprimées à la surface des cellules transfectées. Par conséquent, des réponses immunitaires contre les protéines adénovirales peuvent être induites conduisant à l'attaque des cellules transfectées par le système immunitaire de l'hôte. En outre, l'adénovirus lui-même peut provoquer une maladie chez l'hôte.
3. Virus adéno-associé (AAV):
Le virus adéno-associé présente l'avantage de ne pas causer de maladie humaine, d'infecter de nombreux types de cellules et de s'intégrer de manière stable dans le génome de l'hôte.
4. Virus de l'herpès simplex.
5. Virus de la vaccine.
Livraison de gènes non viraux:
1. Les liposomes comprennent l’espèce lipidique, un amphiphile cationique et un phospholipide neutre. Les liposomes se lient à l'ADN et le condensent pour former des complexes ayant une grande affinité pour les membranes plasmiques des cellules. cela se traduit par l'absorption de liposomes dans le cytoplasme cellulaire par un processus endocytotique. Récemment, une combinaison d'éléments viraux et non viraux a été mise au point pour augmenter l'efficacité du transfert de gène vers une cellule.
La première thérapie génique a été tentée sur un patient humain il y a près de 10 ans. Depuis lors, plus de 390 études de thérapie génique impliquant plus de 4000 sujets ont été menées. La première thérapie génique réussie a permis de restaurer la fonction du système immunitaire chez deux bébés français nés avec le SCID lié à l'X.
Les cellules souches de la moelle osseuse de ces patients ont été récoltées; le gène normal a été transduit in vitro dans les cellules souches défectueuses et les cellules souches ont été corrigées; ensuite, les cellules souches corrigées ont été repiquées chez les mêmes patients. Bientôt, ces patients ont produit des cellules immunitaires normales. Cependant, on ne peut pas parler de réussite complète tant que les enfants ne seront pas beaucoup plus âgés. Pourtant, ces premiers résultats sont extrêmement prometteurs et encourageants.
La thérapie génique en est à ses débuts en tant que science biomédicale. La maladie granulomateuse chronique (CGD) est une maladie immunodéficitaire. Une forme de DMC liée à l'X représente environ 65% de tous les cas. Les cellules souches hématopoïétiques des patients CGD liés à l'X ont été isolées et transduites avec le gène normal (la sous-unité php gp91 de l'enzyme appelée phagocyte oxydase). Les cellules transformées ont ensuite été réintroduites dans les mêmes patients à partir desquels les cellules ont été isolées. Trois patients sur quatre traités de cette manière ont une production continue et continue de neutrophiles pendant 16 à 14 mois.
La thérapie génique est une nouvelle approche pour traiter une maladie en modifiant l'expression du gène d'une personne dans un but thérapeutique. Le remplacement de gène est théoriquement plus souhaitable que l'addition de gène. Le gène défectueux dans le chromosome est retiré et un gène correct est placé dans cette position (où le gène normal est supposé être). L'avantage de cette méthode réside dans le fait que le gène remplacé n'est exprimé que lorsque le besoin s'en fait sentir et que le corps en a besoin (par exemple, le gène introduit se comporte comme s'il s'agissait d'un gène normal).
Correction génique:
La séquence défectueuse dans le chromosome anormal est corrigée afin que, après la correction, le gène fonctionne comme un gène normal.
La thérapie génique offre beaucoup d'espoir pour la variété des conditions cliniques. En médecine de transplantation, la thérapie génique est mise à profit pour prévenir le rejet aigu et chronique des greffes.
Fondamentalement, il existe deux approches:
1. Des gènes importants dans la prévention du rejet de greffe peuvent être introduits (par exemple, des gènes codant pour des cytokines immunosuppressives ou des molécules de bloc co-stimulatrices).
2. Acides nucléiques anti-sens pour bloquer la production de molécules associées au rejet, telles que les molécules d'adhésion.
