I moderne medisin blinker ordet "gen" i alle slags sammenhenger og konjugasjoner. Det er genetikk og genomikk. Det er metagenomikk, genteknologi, genforutsigelse og molekylær genotyping. Det er lett å forvirre de forskjellige grenene av DNA-vitenskap hvis du ikke gjør det selv, men du har sikkert hørt om en underkategori som har dukket opp mye i media de siste årene: genterapi. Hva er genterapi? Dette er medisinsk bruk av genetisk materiale.
For å forstå hva alt dette betyr og hvorfor denne terapien er så kraftig, må du starte med en liten introduksjon til selve genene. Gener bor i cellenes sikkert beskyttede genom, et bibliotek med tegninger som lar enhver levende ting utvikle seg og gjenoppbygge seg selv som den skal. For å sette koden ut i livet, må de fleste gener "oversettes" til protein - DNA-koden bestemmer rekkefølgen på aminosyrer som må tilsettes kjeden, som deretter brettes til formen gitt av sekvensen. Det er gjennom denne brettede tredimensjonale strukturen at proteinet utfører sin funksjon i cellen.
Så hvis du vil endre hva som skjer i cellen, kan du gjøre dette ved å endre DNA, som koder for proteinets form som fungerer som en eksekutor. Og hvis det er et doseringsproblem, for eksempel en kopi av et gen i stedet for to, kan vi øke proteinutbyttet ved å plassere vår egen andre kopi. I alle fall endrer vi genene som er tilgjengelige for cellens vanlige proteinfremstillingsmaskineri for å endre atferden til cellene.
Høres enkelt ut. Men er det så enkelt å gjøre? Selvfølgelig ikke.
For det første er det veldig vanskelig å passe nye eller endrede gener inn i cellene som må korrigeres. Celler er spesielt utviklet for å forhindre at dette skjer - forskere må hacke virus som har utviklet seg for å komme inn i cellen for dette formålet. Men de er fremdeles ikke perfekte; hver eneste celle i kroppen din har sin egen kopi av genomet, komplett og (for det meste) identisk med resten, og det er umulig å endre hver celle i kroppen din. Selv om vi lykkes med å redigere millioner av eksemplarer av genomet ditt, vil milliarder av dem forbli uberørte.
Dermed involverte de tidligste og fremdeles viktigste anvendelsene av genterapi prøverør - en benmargsprøve ble fjernet fra en pasient, genet av interesse ble endret, og deretter ble de korrigerte celler injisert tilbake i verten. Dette hadde en tendens til å bare fungere hvis de reparerte cellene levde lenger eller hadde bedre helse enn deres naturlige kolleger, slik at de til slutt overfylte de syke cellene og dominerte befolkningen.
Først nå har det blitt mulig å redigere gener i kroppen til en levende pasient. Genterapi er nå best til å håndtere problemer som påvirker en spesifikk celletype, et begrenset antall av dem. Det genetiske problemet som vi løser, kan forbli i de gjenværende intakte cellene, men hvis det ikke bruker dem til å fungere, blir det ikke betraktet som et medisinsk problem. Visse typer leverceller og cochlea hårceller fra pattedyrører er sitert som eksempler på nåværende målceller.
Salgsfremmende video:
I begge tilfeller kan ombehandling med viruset "infisere" en høy nok andel av en spesifikk cellepopulasjon med vårt terapeutiske gen til at den ønskede effekten skal skje. Noen genterapimetoder plasserer ganske enkelt et medisinsk gen i kjernen til en vertscelle, der den vil ligge og lage proteiner, akkurat som det naturlig ville gjort. På lang sikt fungerer dette imidlertid bare med celler som ikke deler seg over tid, som nevroner. Hvis celler deler seg, som de fleste celler, kan genet vårt feste seg til vertscellens genom eller henge etter hver gang cellen reproduserer.
Hovedteknologien for å oppnå denne typen skjøting kalles CRISPR; forkortelsen betyr korte palindromiske gjentagelser, regelmessig arrangert i grupper. Det viktige er at hvis genet vårt settes sammen med CRISPR-proteinet og RNA-systemet, vil genet spleises inn i genomet hvor du vil. Cellene vil dele seg og reprodusere det innebygde genet som om det var der hele tiden.
Det er viktig å huske at ved å rette opp et genetisk problem, endrer vi ikke noe i arveligheten av sykdommen. Å korrigere døvhet ved å redigere DNA i cochlea hårceller, for eksempel, reduserer ikke sannsynligheten for overføring av sykdommen til avkom.
