BÀI BÁO CÁO-Liệu pháp gen

Mở đầu Liệu pháp gen Gene therapy là một phương thức chữa bệnh bằng kỹ thuật thao tác trên gen Gen liệu pháp Therapcutic gene là gen dùng để chữa bệnh Đưa một gen mới vào cơ thể giúp c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

I Mở đầu

 Ngày càng nhiều bệnh được xác định do đột biến gen

gây nên như: bệnh di truyền, ung thư, tim mạch, bệnh liên quan đến chuyển hóa,

 Đã tìm thấy 19.231 gen bệnh (disease gene)

I Mở đầu

 Liệu pháp gen (Gene therapy) là một phương thức

chữa bệnh bằng kỹ thuật thao tác trên gen

Gen liệu pháp (Therapcutic gene) là gen dùng để chữa bệnh

Đưa một gen mới vào cơ thể giúp chống lại bệnh

Tiêu diệt tế bào bệnh bằng gen

tự sát hay gen sản xuất chất độc

Chuyển gen vào tế bào chức năng

để tác dụng lên hệ miễn dịch

Một số chiến lược

5 4

3 2

1

I Mở đầu

Phân loại dựa vào tế bào mục tiêu

Tế bào sinh dưỡng Tế bào sinh dục

Điều trị, thay thế hay sửa chữa các gen hỏng, gen bệnh của các tế bào soma

Có thể là tế bào lympho, tế bào gan, đặc biệt là dùng tế bào gốc

Điều trị, sửa chữa, thay thế gen hỏng cho các giao tử nhằm tạo ra thế hệ sau bình thường

Liên quan đến cải biến gen của những

tế bào mầm

Liệu pháp gen soma Liệu pháp gen

tế bào mầm

I Mở đầu

Tế bào mục tiêu

Tế bào sinh dưỡng Tế bào sinh dục

Năm 1990, bé gái 4 tuổi Ashanti Desilva mặc bệnh suy giảm miễn dịch do khiếm khuyết gen adenosine deaminase (ADA) là bệnh nhân đầu tiên chữa trị thành công bằng liệu pháp gen với tế bào sinh dưỡng

Năm 2001, liệu pháp gen trên tế bào sinh dục được tiến hành với 30 đứa trẻ chào đời bằng công nghệ chuyển chất nhân (ooplasm)

II Kỹ thuật liệu pháp gen

Các bước cơ bản trong liệu pháp gen

Tách gen liệu pháp,

tạo dòng mang gen cần chuyển Tạo vector tái tổ hợp

Chuyển vector vào tế

bào mục tiêu Kiểm soát sự biểu

hiện gen liệu pháp

II Kỹ thuật liệu pháp gen

Các bước cơ bản trong liệu pháp gen

http://stemcells.nih.gov/

II Kỹ thuật liệu pháp gen

II Kỹ thuật liệu pháp gen

1 Tách gen liệu pháp

Việc tách dòng gen liệu pháp được thực hiện như

phương pháp tách dòng gen thông thường

Gen liệu pháp có thể được tách ra từ nhiều nguồn

tế bào khác nhau ở các vi sinh vật khác nhau Có thể là DNA, mRNA, cDNA

Chuyển gen vào dòng tế bào thuần => tạo dòng

II Kỹ thuật liệu pháp gen

2 Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển

Vector liệu pháp có chức năng chuyển gen và phải có những đặc trưng cần thiết như sau:

 Phải đảm bảo đưa các gen liệu pháp vào tế bào,

hoặc cơ thể chủ thuận tiện, dễ dàng, không gây những tác động phụ bất lợi cho tế bào, cơ thể chủ

 Phải có khả năng mang gen liệu pháp càng lớn

càng tốt

 Phải có tính linh động với các tế bào đích, mô đích

và có khả năng sử dụng thuận tiện

II Kỹ thuật liệu pháp gen

2 Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển

Vector virus, retrovirus Vector không phải virus

Các virus đã được biến đổi

để không còn khả năng sao chép, đồng thời lại có khả năng biểu hiện mạnh gen cần đưa vào cơ thể

Lo ngại về phản ứng phụ

do sự nhiễm virus, giới hạn kích thước gen, nuôi cấy khó khăn

Các vector không có bản chất virus không tự lây nhiễm, cần có cơ chế chuyển gen độc lập VD: liposom, polypex, DNA trần, oligonucleotid,…

Hiệu quả thấp, cần lượng DNA lớn

II Kỹ thuật liệu pháp gen

2 Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển

Vector có bản chất virus

Vector Ưu điểm Nhược điểm

Adenovirus Nhiễm các tế bào không

phân chia, có năng suất nuôi cấy cao

Gây miễn dịch mạnh,

sự biểu hiện ngắn

Retrovirus Tích hợp DNA vào NST,

ký chủ Chỉ nhiễm được vào tế bào đang phân chia Adeno-associate

virus (AAV) Nhiễm các tế bào không phân chia, và nhiều loại

tế bào

Khả năng tích hợp hạn chế, sự biểu hiện ngắn

Herpes simplex

virus (HSV) Nhiễm được nhiều loại tế bào Năng suất nuôi cấy thấp, độc tế bào, sự

biểu hiện ngắn

II Kỹ thuật liệu pháp gen

2 Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển

II Kỹ thuật liệu pháp gen

3 Chuyển vector vào tế bào mục tiêu

II Kỹ thuật liệu pháp gen

3 Chuyển vector vào tế bào mục tiêu

Một số kỹ thuật chuyển gen thường dùng

II Kỹ thuật liệu pháp gen

4 Kiểm soát sự biểu hiện gen liệu pháp

Gen có thể được biểu hiện, im lặng hoặc

bị tiêu hủy => chuyển gen vào vị trí đặc biệt trong bộ gen

Sát nhập nhân

Tồn tại trong nhân, cytoplasma như một episome

Sát nhập vào nhân tế bào

chủ

Bị phân hủy

Gen liệu pháp tồn tại trong tế bào:

III Ứng dụng

1 Chữa bệnh di truyền

 Chữa số bệnh như: thiếu enzyme Adenosine desaminase

(ADA), tăng cholestorol, xơ nang, hồng cầu lưỡi liềm, máu khó đông, khối u ác tính, bạch cầu cấp tủy bào cấp tính, neuroblastoma,…

 Một số bệnh di truyền không phù hợp: sự mất trật tự của

NST, tính trạng trội và phức tạp

Ashanthi Desilva (6 tuổi)

Thiếu enzyme ADA: Mất khả năng

miễn dịch trầm trọng do sự tàn phá

của lymphocyte bởi tạo ra sản phẩm

trao đổi chất độc Trị liệu: ADA được

chèn vào bạch cầu tủy xương bằng

vector virus hoặc liposome

III Ứng dụng

2 Chữa ung thư

Một số chiến lược của liệu pháp gen chữa các bệnh ung thư gồm:

 Liệu pháp gen miễn dịch (immunogene therapy)

 Liệu pháp gen ức chế khối u (Tunor suppessor gene therapy)

 Liệu pháp gen hóa học (Chemogene therapy)

 Liệu pháp ức chế sự tạo mạch (aginigenesis therapy)

 Liệu pháp virus hủy khối u (oncolitic virus therapy)

VD: Bệnh bạch cầu lympho mãn tính được biểu hiện bởi sự tăng sinh bất thường của một số bạch cầu đó là lympho bào B Tận dụng một loại virus

vô hại, họ gắn vào trong bộ mã gen của lympho T gắn vào protein CD19, hiện diện ở bề mặt lympho B Sự gắn kết này gây ra 2 hậu quả: lympho T phá huỷ lympho B và tự nhân bản Sau đó lympho bào T bị biến đổi gen được tiêm vào cơ thể bệnh nhân, tiêu diệt tế bào ung thư

III Ứng dụng

2 Chữa bệnh nhiễm và bệnh mắc phải

Chiến lược liệu pháp gen cho bệnh AIDS:

Can thiệp trực tiếp vào quá trình sao chép của virus

bằng các nucleotide, protein chống virus

Cảm ứng quá trình chết của virus HIV ngay trong tế

bào

Tăng cường miễn dịch bằng cách đưa những gen hay các chất vào cơ thể

III Ứng dụng

4 Liệu pháp gen ứng dụng trong cấy ghép

 Nhằm ngăn cản sự đào thải cấp tính, hay mãn tính

các mô ghép bằng cách đưa những gen mới có vai trò ngăn cản sự loại thải

Những gen mã hóa cho những phân tử khóa sự

đồng kích thích, cytokine ức chế miễn dịch, các antisene khóa sự biểu hiện các gen mã hóa các phân tử liên quan đến loại thải

III Ứng dụng

5 Liệu pháp gen và việc “thiết kế con người”

Chẩn đoán phân tử tiền sinh giúp sàng lọc và chọn

lọc những tính trạng mong muốn, một số bệnh, đặc biệt là bệnh di truyền mà đứa trẻ có thể mắc phải

 Các gen liệu pháp sẽ được chèn vào tế abfo phôi

giai đoạn sớm hay có thể vào trứng hay tinh trùng

 Có thể tạo ra sinh vật mới

VI Kết luận

Xin cảm ơn!