Terapia genică

Terapia genică urmărește tratarea unei boli prin schimbarea funcției genetice a unor celule. În funcție de strategie, poate fi introdusă o copie funcțională a unei gene, poate fi modificată expresia ei sau poate fi editată o secvență. Celulele pot fi tratate în corp ori scoase, modificate și reintroduse. Ținta este de obicei reprezentată de celulele somatice ale pacientului; astfel, schimbarea nu este menită să fie transmisă copiilor. Rezultatele depind de boală, de celulele țintă și de metoda folosită.

Un vector, adesea derivat dintr-un virus modificat, poate transporta materialul genetic, dar nu toate terapiile folosesc același vector. Tratamentul are riscuri și limite, inclusiv reacții imune și dificultatea de a ajunge la suficiente celule. Nu toate bolile genetice pot fi vindecate prin „înlocuirea unei gene”, mai ales când sunt implicate multe gene sau țesuturi. Într-o schemă, identifică problema moleculară, celula vizată, metoda de livrare și efectul așteptat. Lecțiile Editarea genelor prin CRISPR-Cas, Aplicații și bioetică în genetica umană și Clonarea terapeutică ajută la deosebirea editării, deciziilor etice și altor tehnologii celulare.

Strategiile includ adăugare de genă, corectarea unei variante, blocarea expresiei unei gene și modificarea genetică a celulelor imunitare. Vectorii virali și metodele nevirale diferă prin capacitatea de încărcare, tropism și persistență. Editarea genomului poate produce modificări nedorite sau mozaicism, iar integrarea unui vector poate perturba alte regiuni. Eficacitatea și siguranța se verifică în studii clinice pentru indicații precise.

Terapia genică poate introduce o copie funcțională a unei gene, modifica exprimarea ei sau corecta o secvență. Un vector viral transportă materialul genetic către celulele țintă, dar trebuie evaluată distribuția lui și răspunsul imun. De exemplu, într-o boală cauzată de lipsa unei proteine, creșterea sintezei acesteia este ținta biologică; efectul clinic se verifică separat.

Se deosebesc patru strategii: adăugarea genei (o copie normală este introdusă în celule care au gena mutantă), corectarea genei (editare), reducerea la tăcere (ARN interferent sau oligonucleotide antisens pentru o genă cu produs dăunător) și modificarea celulelor imunitare (celulele T ale pacientului primesc un receptor care recunoaște celulele tumorale, în terapia CAR-T). Terapia poate fi ex vivo (celulele sunt recoltate, modificate în laborator și reintroduse) sau in vivo (vectorul este administrat direct). Vectorii virali folosiți sunt retrovirusurile (se integrează în genom, potrivite pentru celule în diviziune), lentivirusurile și virusurile adeno-asociate (AAV; rămân în nucleu ca episomi, potriviți pentru celule care nu se divid). O problemă gravă este mutageneza prin inserție: în primele studii pentru imunodeficiența combinată severă legată de X, vectorul retroviral s-a integrat lângă oncogena LMO2 și a provocat leucemii la o parte dintre copii.

Exemplu rezolvat 1: prima terapie genică (1990), deficitul de ADA. Lipsa enzimei adenozin-dezaminază (ADA) acumulează substanțe toxice pentru limfocite și produce imunodeficiență combinată severă.

1. Limfocitele T ale fetiței sunt recoltate din sânge.
2. Un retrovirus modificat transportă gena ADA normală în limfocite, ex vivo.
3. Limfocitele corectate se cultivă și se reinfuzează în pacientă.
4. Efectul este temporar, pentru că limfocitele T au durată limitată de viață, deci infuziile se repetă; terapiile ulterioare au vizat celulele stem hematopoietice, care dau limfocite continuu.

Exemplu rezolvat 2: doza unei terapii cu AAV (valori didactice). Pentru atrofia musculară spinală (gena SMN1) se folosește un vector AAV9 cu doza de $1,1\cdot 10^{14}$ genome vectoriale pe kilogram.

1. Pentru un sugar de 8 kg: $8\cdot 1,1\cdot 10^{14}=8,8\cdot 10^{14}$ genome vectoriale.
2. Doza se administrează o singură dată, intravenos; gena adăugată rămâne în nucleul neuronilor motori, ca ADN extracromozomial.
3. Riscurile sunt reacția imună la capsida virală și toxicitatea hepatică, de aceea se monitorizează analizele ficatului.

Terapia genică somatică nu modifică gameții, deci nu se transmite descendenților, în timp ce modificarea celulelor germinale sau a embrionilor este interzisă în Uniunea Europeană.

Greșeli frecvente

• Greșit: Terapia genică și clonarea sunt sinonime.
  Corect: Terapia genică urmărește modificarea funcției genetice; clonarea produce copii de celule sau secvențe.
• Greșit: O intervenție în celule somatice se transmite obligatoriu copiilor.
  Corect: Schimbarea somatică nu este destinată transmiterii prin gameți.
• Greșit: Terapia genică vindecă definitiv orice boală genetică printr-o singură administrare.
  Corect: Efectul depinde de boală, de celulele țintă și de durata expresiei; unele terapii cer repetare, iar altele sunt eficace doar pentru boli cu o singură genă cunoscută.

Înainte și după