VİRÜSLER VE GEN TERAPİSİ/GEN İFADESİ MERVE YILMAZ

GEN NEDİR ? Hücrenin kromozomlarında bulunan,canlı bireylerin kalıtsal karakterini taşıyıp ortaya çıkışını sağlayan ve nesilden nesile aktaran kalıtım faktörlerine gen denir. Gen terimi ilk olarak 1909 johannsen tarafından o zamana kadar farklı isimlerle ifade edilen kalıtsal üniteler için kullanılmıştır.

GEN İFADESİ Gen ifadesi ya da gen ekspresyonu DNA dizisi olan genlerin fonksiyonel protein yapılarına dönüşmesi süreci için kullanılan bir terimdir. Bu durum genlerin açık (aktif) olup olmadıkları olarak da tanımlanır.

GEN TERAPİSİ Gen terapisinin temel amacı, bozuk olan ve hastalık oluşturan genin yerine sağlamının konmasıdır.Gen terapisinin hedefi somatik, yani bir vücut hücresi olabileceği gibi bir eşey hücresi, yani bir yumurta ya da sperm de olabilir.

İnsanda ilk gen tedavisi denemesi 1990'da Dr İnsanda ilk gen tedavisi denemesi 1990'da Dr. French Anderson tarafından adenozin deaminaz enziminin (ADA) eksikliğinden kaynaklanan hastalığın tedavisi için yapılmıştı. Bu genin ürettiği enzim, vücudun savunma sisteminin, normal fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için gereklidir. Bu hastalık, tek bir gendeki bozukluktan kaynaklandığı için gen tedavisinin başarı ihtimalini arttırır

Şu an uygulamadaki terapiler, somatik hücrelere yönelik olup eşey hücreleri üzerinde çalışmak etik ve hukuki kabul görmemektedir. Oysa eşey hücrelerinde yapılacak genetik düzeltmeler, doğacak çocuktan genetik bir kusuru silebileceği gibi, ondan devam edecek nesilleri de hastalıktan koruyabilme potansiyeline sahiptir; bu ise kalıtsal hastalıkların eradikasyonu anlamına gelir

Bozuk genleri düzeltmek için çeşitli yöntemler 1-Bozuk olan genin yerine geçecek yeni bir gen eklenebilir 2-Anormal olan gen, sağlıklı olan yeni bir gen ile yer değiştirilebilir 3-Anormal olan genin başka bir gen tarafından tamir edilmesi sağlanabilir 4-Bozuk olan gen tamamen devre dışı bırakılabilir.

Somatik hücreler ile genlerin vücuda yerleştirilmesi yöntemleri: Genleri vücuda yerleştirmenin çeşitli yolları vardır. Genel olarak, gen tedavisi iki esas bölümde sınıflandırılabilir. l. EX VİVO yaklaşım: Bu yaklaşımda hücreler vücuttan alınır; in vitro kosullarda gen transferi yapılır. Tekrar vücuda geri verilir. Bu yaklaşımın avantajları şunlardır: a. Gen aktarımı genel olarak yüksektir. b. Eger vektör seçilebilir marker gen taşıyorsa; gen aktarılan hücreler zenginleştirilebilir. c. Re-implantasyon öncesinde etkinlik kontrol edilebilir

Ex Vivo Gen Tedavisi

2. İN VİVO yaklaşım: Vücuttaki hücrelere genlerin direk transferidir 2. İN VİVO yaklaşım: Vücuttaki hücrelere genlerin direk transferidir. Bu aktarım, in vitro koşullarda gerçekleştirilir ve hücreler alıcıya tekrar geri verilerek yapıldığı gibi alıcının dokusuna in situ direk aktarım şeklinde de yapılabilir. Ayrıca henüz kullanılmamakta ise de bir vektör aracılığı ile de kan yoluyla aktarım gerçekleştirilebilir. Bu vektörler plasmidin konakçı hücrede takibini sağlayacak şekilde flöresans ile işaretlenebilir. En önemli sorun spesifiklik ve durağan gen transferinin düşük etkinliğidir. Bu klinikde arka arkaya tedavi işlemlerini gerektirmektedir

Beyin tümöründe in vivo prodrug ilaç yaklaşımı Retrovirusler Herpes simplex Thymidine- kinase üretecek şekilde yapılandırılır Vector-üreten hücreler tümöre enjekte edilir, virüs sadece bölünen tm hücresini enfekte eder Prodrug Gancyclovir IV verilir HsTK + hücreler bunu toksik gcv-triphosphat a dönüştürür ve hücre ölür!

İstenilen genlerin hücreye verilmesi 1) En yaygın uygulama gen nakli, yani normal bir genin DNA içinde herhangi bir yere eklenmesi yoluyla eksik ya da bozuk genin yerine konmasıdır.  

2)Homolog rekombinasyon’ adı verilen bir yöntemde, hücrenin kendi DNA’sını tamir edebilme yeteneğinden yararlanılır. Önce kusurlu geni kromozom üzerinde bulabilecek çinko parmak adı verilen DNA kontrol proteinleri bir araya getirilir, sonra bunlara DNA’yı kesebilecek bir endonükleaz eklenir. Bu kompleks harekete geçip kusurlu geni kestikten sonra, hücredeki doğal tamir mekanizması, aynı genin bir baş kromozomda bulunan kopyasını kullanılarak bu kırığı tamir etmek isteyecektir.

3)Anormal gen, “seçici ters mutasyon” ile tamir edilerek normal fonksiyonuna döndürülebilir. 4) Bir genin ürün verme özellikleri değiştirilir; bunun için genin açık ve kapalı kalma özelliklerinde oynamalar yapılır. Antisens oligonükleotidler ve siRNA tekniği hatalı genlerin ürün vermesini engellemek için kullanılabilmektedir

1. Gen Artış Tedavisi Fonksiyon kaybının olduğu durumlarda X geni Hastalıklı hücreler Normal fenotip X geninin ürünü artar Fonksiyon kaybının olduğu durumlarda Örneğin, kistik fibröz BMD tedavisinde Kanser tedavisinde Tümöre karşı immün yanıtın arttırılması veya defektif tümör supressör genin değiştirilmesi

2. Hedeflenmiş Gen Mutasyonunun Düzeltilmesi X geni Hastalıklı hücreler (mutant X geni) Normal fenotip (mutasyon fonksiyonel gen ile düzeltilir) Fonksiyon kazandıran mutasyonu olan hastalıkların tedavisinde “Gene replacement” tedavisi

4. siRNA tedavisi Patojenik genin ekspesyonunun engellenmesi siRNA komplementerlik tedavisi Özellikle infeksiyon hastalıklarının tedavisinde Kanserde aktive olmuş onkogenlerin baskılanmasında Otoimmün hastalıklarda Kalıtımsal hastalıklarda fonksiyonu artan mutant allelin baskılanmasında

4a. Hastalıklı Hücrelerin Direkt Öldürülmesi İlaç Toksin geni Proilaç geni Hastalıklı hücreler Eksprese olan toksin tarafından hücreler öldürülür İlaç tarafından hücreler öldürülür

4b. İmmün Sistem Hücreleri Tarafından Hastalıklı Hücrelerin Öldürülmesi Antijen geni Sitokin geni Hastalıklı hücre hastalıklı olmayan hücre, özellikle immün sistem hücresi Artmış immün yanıttan dolayı hastalıklı hücrelerin öldürülmesi