Liệu pháp gen Gene therapy

Nguyên lý của liệu pháp gen:1.Tách dòng gen liệu pháp:  Tách dòng gen liệu pháp được thực hiện bằng các phương pháp táchdòng thực nghiệm thông thường, trong các phòng thí nghiệm sinhhọc

Mục lục:

A. Liệu pháp gen (khái niệm và nguyên tắc)

B. Nguyên lý của liệu pháp gen

C. Kĩ thuật cơ bản của liệu pháp gen

D. Ứng dụng của liệu pháp gen

Danh sách nhóm:

1 Nguyễn Minh Chiến – 1411214 (CSK38)

2 Võ Ngọc Tiến Hợp – 1411242 (CSK38)

3 Phan Thị Hiền – 1411250 (CSK38)

4 Hoàng Quốc Khương – 1310959 (CSK37B)

5 Nguyễn Hoàng Phong – 1413187 (CSK38)

6 Dương Tiên Thương – 1411343 (CSK38)

7 Lê Thị Vân – 1413196 (CSK38)

Bảng phân công công việc:

1 Hợp Tìm tài liệu phần A, thuyết trình.

2 Chiến Tìm tài liệu phần A.

3 Vân Tìm tài liệu phần B, thuyết trình.

4 Thương Tìm tài liệu phần C, tổng hợp tài liệu, thuyết trình.

5 Phong Tìm tài liệu phần D, thuyết trình.

6 Hiền Tổng hợp tài liệu.

7 Khương Tổng hợp tài liệu.

Liệu pháp gen là kĩ thuật đưa genlành vào cơ thể thay thế cho genbệnh hay đưa gen cần thiết nào đóthay vào vị trí gen sai hỏng để đạtđược mục tiêu của liệu pháp.

Liệu pháp gen

(LPG) là gì?

A Liệu pháp gen – Kĩ thuật của tương lai

 Sữa chữa gen bệnh

 Thay thế gen bệnh bằng gen lành

 Ức chế sự biểu hiện của gen bệnh

 Tiêu diệt tế bào bệnh

LPG được dùng

làm gì?

Phân loại LPG:

Nguyên tắc cơ bản của điều trị bằng LPG:

tính di truyền của bệnh.

của các gen gây bệnh trong bộ gen, cấu trúc và chức năng của gen liệu pháp (Therapeutic gene).

dụng cho người.

B Nguyên lý của liệu pháp gen:

1.Tách dòng gen liệu pháp:

 Tách dòng gen liệu pháp được thực hiện bằng các phương pháp táchdòng thực nghiệm thông thường, trong các phòng thí nghiệm sinhhọc phân tử và kỹ thuật gen Gen liệu pháp có thể tách dòng từ cácnguồn tế bào cho khác nhau như tế bào vi khuẩn, tế bào thực vật,động vật, tế bào người và một số loại virus

 Tùy theo đặc tính của gen liệu pháp và mục đích của liệu pháp gen,

có thể tách dòng gen liệu pháp từ bộ gen (genome) hoặc từ mRNA

2 Các loại vector thường sử dụng trong LPG:

 Để có thể nâng cao hiệu quả của liệu pháp gen trong chữa bệnh, một vấn đề quan trọng là chọn vectơ chuyển gen phù hợp với gen cần chuyển, phù hợp với loại tế bào đích và loại bệnh cần trị.

 Vectơ chuyển các gen liệu pháp trong liệu pháp gen gọi là các vectơ liệu pháp

Một số đặc điểm đặc trưng của vector liệu pháp:

 Phải đảm bảo đưa các gen liệu pháp vào tế bào (cơ thể) dễ dàng, không gây tổn thương hoạt động của các gen khác

Dựa vào nguồn gốc của vectơ liệu pháp gen, người ta chia các vectơ liệu pháp làm 2 nhóm:

2.1:vectơ có bản chất virus (viral vector):

2.1.1: Vector adenoviral:

2.1.2: vector retroviral:

2.1.3: Vectơ Adeno-Associated virus

2.1.4 Vectơ liệu pháp từ Herpes Simplex Virus:

2.2: vectơ không có bản chất virus (nonviral vector).

2.2.1: Liposom:

Sơ đồ quá trình sử dụng liposom làm vector chuyển gen

2.2.2: Các polymer cation:

Sự xâm nhập vào tế bào của các polymer cation

Ngoài ra còn có các vector liệu pháp khác….

 Vecto liệu pháp không có bản chất virus (noviral vector )

được nghiên cứu và ứng dụng nhằm bố sung những điểm yếu của viral vector, tăng cường hiệu quả liệu pháp gen trong

điều trị và chữa bệnh.

 Noviral vecto cho phép cài gắn các gen liệu pháp có kích

thước không hạn chế, ít gây đột biến nên ngày càng được sử dụng trong chữa bệnh.

C Kĩ thuật cơ bản của liệu pháp gen:

1 Các phương pháp chuyển gen thường được sử dụng:

1.1: Chuyển gen trực tiếp vào cơ thể sống (in vivo):

 Phương pháp này không cần lấy tế bào bị bệnh ra khỏi cơ thể

sống.

 Có ít thao tác hơn phương pháp ex vivo, nhưng hiệu quả thường không rõ rệt do không kiểm soát được mức độ hòa nhập của các gen liệu pháp trong tế bào bị bệnh.

 Các loại vector liệu pháp thường sử dụng là: Vector adenovival, vector retrovival,…

Các bước thực hiện của phương pháp in vivo:

1.2: Chuyển gen ngoài cơ thể sống (ex vivo):

 Phương pháp ex vivo được ứng dụng và điều trị nhiều loại bênh vàthu được kết quả cao Thành công đầu tiên là chữa bệnh thiếu hụt

miễn dịch tổ hợp trầm trọng ADA – SCID vào năm 1990

 Ex vivo là phương pháp lấy tế bào bị bệnh có gen hỏng ra khỏi cơ

thể, thực hiện các liệu pháp gen ngoài cơ thể tạo các tế bào đã thaycác gen lành, sau đó tế bào lành được nhân lên một khối lượng đủ lớnrồi đưa trở lại chơ thể

 Tuy có nhiều thao tác hơn Phương pháp in vivo nhưng Phương phápnày có thể làm hạn chế biểu hiện bệnh hoặc chữa khỏi bệnh hoàn

toàn

Các bước thực hiện của phương pháp ex vivo:

2 Các kĩ thuật chuyển gen liệu pháp:

2.1: Kĩ thuật vi tiêm (micro-injection):

 Thường sử dụng để tiêm các vector liệu pháp trực tiếp vào các khối u ung thư.

 Các vector liệu pháp có thể mang các gen

mã hóa độc tố (toxine), cytokine để hạn chế

sự phát triển của khối u hoặc tiêu diệt tế bào khối ung thư.

 Kĩ tuật vi tiêm cũng được sử dụng trong liệu pháp gen tế bào mầm, để đưa các gen đã biến đổi trực tiếp vào tế bào trứng, hoặc giai đoạn đầu của sự phát triển phôi.

 Sử dụng với cả liệu pháp ex vivo và in vivo.

2.2: Kĩ thuật xung điện (electroporation): Thường dùng cho ex vivo

Carbonhydrat

Phospho-lipid kép Protein màng

Protein dự trữ

Lỗ màng

A

B

A-Màng tế bào trước khi có xung điện.

B-Màng tế bào sau khi có xung điện.

2.3: Kĩ thuật bắn gen (gen gun): Kĩ thuật này dùng để chuyển gen liệu pháp vào tế bào đích và thường đạt kết quả cao Thực hiện theo hình thức ex vivo.

2.4: Kĩ thuật viên gen (gene pill):

Ngoài ra còn có một số kĩ thuật khác như kĩ thuật liposom, kĩ thuật canxi phosphate, kĩ thuật polycation…

D ỨNG DỤNG LIỆU PHÁP GEN:

1 LIỆU PHÁP GEN CHỮA BỆNH THIẾU HỤT MIỄN DỊCH TỔ HỢP TRẦM TRỌNG ( SCID)

2 LIỆU PHÁP GEN CHỮA BỆNH UNG THƯ

3 LIỆU PHÁP GEN CHỮA BỆNH THIẾU MÁU HỒNG CẦU HÌNH LIỀM

4 LIỆU PHÁP GEN CHỮA BỆNH XƠ NANG

5 LIỆU PHÁP GEN CHỮA HIV/AISD

6 ỨNG DỤNG ĐIỀU TRỊ KHÁC

LIỆU PHÁP GEN CHỮA BỆNH THIẾU HỤT MIỄN DỊCH TỔ HỢP TRẦM TRỌNG ( SCID)_ Severe Combined Immuno Deficiency

 Bệnh nhân SCID không thể:

 +Xây dựng phản ứng miễn dịch trung gian qua tế bào

 +Tạo kháng thể

 Bệnh nhân không chết vì chính SCID

 Nam giới xuất hiện nhiều hơn nữ giới

 Điều gì xảy ra trong SCID ?

 Tế bào lympho T và B không phát triển

 Sự dị hóa thông thường của purin thiếu

 Cơ thể thiếu tác nhân để xác định các cơ quan ngoại lai

 Không thể bắt đầu phản ứng miễn dịch

 Điều gì đã gây SCID?

 Thiếu enzym ADA (adenosine deaminase)_ là một protein được sản xuất bởi các tế bào khắp cơ thể và có liên quanđến sự kích hoạt tế bào lympho, một loại tế bào máu trắng đóng một vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch với nhiễm trùng

 Sự thừa kế lặn tự phát của gen mã hóa ADA (25%)

 Không thể tạo tế bào T

 Đột biến tự phát của gen IL-7_Thụ thể cytokine lớp I

 Phát hiện:

 Không được phát hiện cho đến đầu những năm 1960

 Xuất hiện tỉ lệ 1/ 1.000.000 người

 "Bubble Boy" - David Vetter

 Dành 12 năm tại Bệnh viện Không Sterile ở Bệnh viện Texas

 Thông thường không được phát hiện cho đến khi quá muộn

LIỆU PHÁP GEN CHỮA BỆNH THIẾU HỤT MIỄN DỊCH TỔ HỢP TRẦM TRỌNG ( SCID)_ Severe Combined Immuno Deficiency

Đột biến tự phát của

gen IL-7

 Làm thế nào để quyết định cơ chế phân chia ?

 Những mục tiêu:

 Phải cư trú dài hạn trong bệnh nhân

 Phải được thể hiện đầy đủ

 Phương pháp:

 1990 - sử dụng tế bào T riêng của bệnh nhân (ADA)

 1993 - sử dụng tế bào gốc máu (ADA)

 1999 - sử dụng tế bào gốc máu (X-linked IL-7)

 Gene trị liệu thành công

 Cho đến nay tỷ lệ thành công xấp xỉ 80%

 Phục hồi miễn dịch tế bào bình thường ở bệnh nhân

 Tế bào gốc máu Phương pháp được thực hiện trên quy mô ngày càng tăng

 Các tế bào thu được từ cơ thể người dương tính Các tế bào gốcđược biến đổi di truyền để phát triển thành các bạch cầu thiếu cácthụ thể tế bào quan trọng mà virus HIV sử dụng để chèn mã ditruyền của nó vào các tế bào khỏe mạnh Sự sửa đổi này có hiệuquả tạo ra các tế bào bạch huyết của người nhiễm HIV.

MỞ RỘNG:

CRISPR -Cas9 !

Bước ngoặt của công nghệ tế bào hiện đại

Introduction !

THAM KHẢO

 Khuất Hữu Thanh(2012), Liệu Pháp Gen- Nguyên lí và Ứng dụng, Nhà xuất bản Khoa học- Kĩ thuật, Hà Nội

 Phan Kim Ngọc, Phạm Văn Phúc, Trương Định (2008) , Công nghệ Tế Bào Gốc, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam

• Burdette, Walter J The Basis for Gene Therapy Springfield: Charles C Thomas, 2001.

• Crayton, Stephanie “First Clinical Trial Of Gene Therapy For Muscular Dystrophy Now Under Way.” Medical News Today 1 April 2006

University of North Carolina at Chapel Hill 11 November 2006 <www.medicalnewstoday.com>.

• Gene Therapy Human Genome Project Information 18 November 2005 U.S Department of Energy Office of Science, Office of

Biological and Environmental Research, Human Genome Program 12 September 2006 <http://www.ornl.gov/hgmis>.