|
Proteoomi muutmineOn viis vundamentaalselt eristatavat võimalust kuidas valke (võis siis RNAd -- aga lyhenduse mõttes kasutan edaspidi valke) inimese rakkudesse ja või rakuvälisest miliöösse viia. Lihtsaim viiest on siirdamine: rakkude või kudede toomine kelletki kes seda valku väljastab. See on selgelt piiratud nende valkude puhul (mis on oluline käesolevaga), ja yldiselt kannab kaasas kõrvalnähtu immuunreaktsiooile mis tuleb maha suruda eluaegse ravimitarbimisega, mis vähendaks patsiendi vastupanuvõimet nakkuste vastu ja võimaliket ka vähi vastu. Teine võimalus on 'ex vivo' geneetiline rakumuudatus millele järgneks nende asetamine inimesse. Sel on mitmeid häid eeldusi elundite siirdamisega võrreldes. Näiteks: geenid mis väljendavad inimeseväliseid valke saab lisada ja autoloogseid rakke (ptsiendist endast võetud rakke) saab põhimõttelsielt kasutada ja immuni vatulõõki saaks nii vältida. Kuid sel lähenemisel on teatud piirangud - tuleb eemaldada need rakud mida uued rakud peaks asendama. Vahest on need rakud juab kadunud, ja seda probleemi ongi vaja lahendada aga vahest on nad olemas kuid. Neid võib teoreetiliselt võttes eemaldada samal ajal uute rakkude tutvustamisega aga, et seda teha sujuvalt on ees valdavalt suured tehnilised raskused, et kude toimiks kogu selle protseduuri vältel. Kolmas võimalus on mõningal määral kahe esimese seos, ning kannab yldist pealkirja "koe inseneerindus." Koe inseneerinuds on seotud elundite ehitusega rakkudest, tavaliselt varem loodud tellingusse mis hiljem laguneb. Elund siirdatakse seejärel kehassse samal viisil nagu tavalist siiret See lahendab mõned probleemid mis on seotud ning on arvata,et see mängib suurenevat osa tuleviku noorendus teraapias. Kuid koe inseneerid on korduvalt täheldanud, et rakudele ei meeldi kasvada koeks tehislikus keskkonnas, nõnda on koe inseneerindus ikka veel maas raku teraapiast enamus rakenduste puhul.
Seega on mitmel puhul SENS sekkumistele vaja kahte muud lähenemist -- somaatilist valguteraapiat ja somaatilist geeniteraapiat.
Mitmed strateegiad parandamaks sitse SENS eesmärki vajavad pea kindlasti valitud kudede puhul raku DNA genoomi muuutmist kehas - somaatiline geeniteraapia, see on palju raskem, kui inimese rakkude eraldamine, laboratooriumis muutmine ja tagasi asetamine kuna raku DNA muutmine on väga vea-aldis. Kui neid muuta laboratooriumis saab kohe uurida kas õige muutus tuli esile (ja, et midagi muud ei tekkinud) ja panna tagasi vaid need rakud mis testid läbisid. Vea aldis loomus olemasolevate somaatiliste geeniteraapiate lähenemisviiside juures on peamine põhjus miks ta veel lapsekingades on: see on ohtlik. Seega yks asi mida SENS väga vajab on parendused tehnikates tegemaks seda mida vaja on kohapeal kogemata teisi asju samal ajal esile kutsumata. Õnneks uuritakse juba hetkel mitut erinevat meetodit.
Enamus rakenduste puhul ei ole vaja muud teha et saada uusi geene meie kromosoomidesse ja pole ka eriti tähtis kuhu need tegelikult satuvad - kui nad just ei sega neid geene mida meil juba on.
Kahjuks seda "kui"d hyljata ei saa kui pyyame DNAd panna igasse (või isegi vaid enamikku) meie rakkudesse siis lyiakse paigast geene enamusel juhul ja mõnel juhul on päris kindel, et pihta saavad raku tsyklit kontrollivad geenid -- mis tähendab, muidugi, et see võib vähki tekitada. Esimene suur murrang selles vallas oli siis kui leiti, et yks viirus adeno-seotud viirus adeno-associated virus (AAV) eelistab yhenduda inimese kromosoom 19 - ga kindlas (turvalises kohas), see on hea aga mitte piisavalt hea, sest selleks, et see viirus viiks geeni mida saaovime õigesse kohta peaksime eemaldama asukohaspetsiifilisuse. On olemas lähenemisi mis uurivad mõlema osa häid pooli - piisavalt kanderuumi et olla kasulik, ilma asujohaseptsiifilisuse kaduta.
AAV ei sisene alati just antud kindlasse kodta, kuid isegi kui ta seda teeb on tal ikka asukohaspetsiifilne eelistus, seda enamasti sellepärast, et lineaarne yhepõimuline DNA viirusel ja lineaarsel yhepõimulisel DNAl on omadus vallutada kahepõimulist DNAd ja vahest uuesti juhuslikult seonduda. Ysna palju on erutanud uudis viiruse erityybist mis on bakteriaalne viirus ehk tavaliselt: faag. Mis on ringjas ning kahepõimuline ja millel on seega väga väike tendents siseneda DNAsse juhuslikult. Ta ei pääse DNAsse ilma et ta väljendab kindlat ensyymi, integraas. Ja veel parem - ta läheb ainult mõnda kindlasse kohta genoomis - ja need on selgelt vähem turvalised kui AAV koht, sest need juhtuvad olema geenide vahel vahedes mis kannavad nime intronid. Kuid mõningat edu on saavutatud nende ensyymide arendamisega nii, et nad eelistavad ka teisi kohti, ning on suur lootus, et need faagid saavad peatselt turvalisteks geeni teraapia vektoriteks.
Peeaegu kõik mida me sooviks teha geeniteraapiaga kas siis vananemise puhul või mis iganes muul põhjusel saaks tehtuks ysna hästi kui tooksime uusi geene rakkudesse turvalises kohas. Vahest soovime peatuada, et geen oma tulemit ei väljastaks, sest tulem on myrgine (näiteks nagu Huntingdoni syndroomi tekitav mutatsioon) aga isegi siis oleks kasu kui lisaksime geeni, sest võime kasutada RNA sekkumismehhanismi et hävitada selle geeni tulemit enne kui ta tõlgendatakse. Sellegipoolest on yks juhtum kus meil oleks vaja somaatilist geeniteraapiat mis oleks suunatud kindlale kohale genoomis ja see on mu eelistatud vähivastase teraapia puhul WILT. RNA kasutamisest telomeraasi vastu ei piisa -- niest saab mööda sama hõlpsasti kui farmakoloogilised telomeraasi pärsijad. Mida meil oleks vaja teha WILT heaks on eemaldada (või tugevalt häirida telomeraasi tegevust) telomeraasi geene. Hetkel on mitmeid lähenemisi suunatud geeni häirimise jaoks(ehk teisi sõnu geeni suunamine{!!}) mida saaks kasutada lõõgiks igalpool genoomis, aga nee don kõik vigased, ning häirivad teisi aasukohti ysna palju. Parim käesoleval ajal on arvatavasti tsink sõrme nukleaas strateegia midda juurutas California firma Sangamo.
Teine asi mida peaks meele pidama geeniteraapiate puhul (kaasa arvatud geenid mis meil eesmärgiks) on see, et saame piisavalt kasu mitmest SENS aspektist isegi, kui kandetehnoloogia ei pääse kõikkidesse rakkudesse.
Näiteks kui meil õnnestuks pooltele lihaskiududele anda rakutuuma mitokondria variandid siis väheneks poole võrra kiusegtmentide arv mis on myrgised ylejäänud kehale, ning see lubaks tervel real SENS aspektidest olla veelgi mõjusamad.
Paljud SENS osad vajavad genoomi muutmist mitme rakutyybi puhul. Need rakud mis saavad pidevat uuendust tyvirakkudepoolt on see ysna lihtne sest me võime eemaldada rakke isikust, teha nende rakkudega mis me soovime laboratooriumis, kontrollida, et toimus mida me soovisime teha ning panna nad tagasi see pole kerge pean seda rõhutama -- eriti raske on seda teha just nii, et rakud ei koataks oma "tyvilisust" -- aga tõenäloliselt oleks see palju lihtsam kui alternatiiv - somaatiline geeniteraapia. Rakke mida ei saa pidevalt uuendada ei saa ka sellisel moel muuta, seega paistab esmalt et somaatiline geeniteraapia on ainus võimalus sel puhul. Ilmne probleem selle lähenemise puhul on skaala. Enamus valgud on lyhikese elueaga, seega nendel rakkudel tuleb neid taas ja jälle juurde teha, et neid vajalikus kylluses oleks. Seega oleks ebapraktiline piisava valgu lisamisega. Kui Roscoe Brady esmalt pyydis seda meetodi uurida lahtus mõistetavalt sellel põhjusel ka meetodi vastu yldine huvi. Tuleb välja et on siiski mitmeid juhtumeid mille puhul see ei ole piiriks. See valkude kalss mille kohta Brady huvi oli (ja ikka veel on) on entsyymid mis lagundavad asju lysosoomides; need entsyymid on puudu neis kes kannatavad lysosoomide ladustumise haiguste all. Brady'l õnnestus arendada meetmeid, et teha piisavalt entsyyme ja suunata neid õigetesse rakkudesse nii et saaks paljudele inimestele normaalset elu kui nad oleks varem kindlasti laspseeas surnud. Yks kõige tähtsamaid SENS liine on lysosoomide parendamine, võib toimida ka paljude muude kudede puhul. Teine viis lahendada valgu "katlakivi probleemi" on lisada valke rakkudesse yhes koes ja organiseerida nii eet neid eksporteeritakse rakkudest mis neid loovad ja importeeritakse nende poolt mis vajavad neid. See on mõistlik, kuna geene saab lisada turvaliselt tyvirakkudele klaasis palju kergemini kui somaatiliselt, nagu ylal mainitud. On ysna lihtne muuta geene nõnda,et nendesse kodeeritud valk erituks ja on ka tehnikaid mille abil suunata valke mis on ringluses antud elunditesse. Eriti tähtis on see aju puhul, seda kaitseb eriline systeem mis nõelub veresoonte rakud palju kõvemini kokku kui mujal kehas -- seda kutsutakse aju-vere bariääriks. Mõned valgud tuleb läbi selle tuua läbi vere ajusse, ja meil on nyyd mõningat arusaama sellest kuidas see toimib. ja kuidas seda ärakasutada, et saata meie valitud valke läbi. Viimaks peaksin ytlema mõne sõna mikroob-liini geeniteraapia kohta, see tähendab genoomi muutmist kas siis "gamete" (sperma või munaraku) või tsygoodi (ainurakk mis tekib viljastumise või somaatilise rakutuuma edastuse ehk kloonimise tulemusel) nii et inimesed synnivad disainitud geneetilise muutusega. Mõned inimesed arvavad et see on liiga ohtlik et sellest kasu oleksaga teised on väidelnud selle vastu, väites, et neist raskustest saab yle. Kuid sellise meetodi kylgetõmme on piiratud ajaskaalaga (vananemine mõjuba halvasti alles 50 aasta jooksul). Point on siin selles, et kuigi somaatiline geeniteraapia(uute geenide asetamine täiskasvanusse) on tehniliselt palju raskem kui "germline gene therapy" 50 aastat on nii pikka eg teaduses, et päris kindlasti suudaks me teha rohkem kellelegi aastal N+50 somaatilise teraapiaga kui germline therpay-ga aastal N. Seega arvan et "germline gene therapy" on ysna tõenäoliselt saamas tähtsaks biomeditsiiniliseks protseduuriks aga mitte vanadusega võitlemise puhul.
Talks on this topic at SENS2: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||