TRATAMENTUL BOLILOR GENETICE: METODE DE TRATAMENT IN BOLILE GENETICE

TRATAMENTUL BOLILOR GENETICE

Nu este corect sa se afirme ca aceste boli nu pot fi tratate pentru ca ele sunt determinate partial sau total de factori genetici, exista boli genetice care astazi sunt tratabile.

In primul rand este important sa se faca un diagnostic precis pentru evaluarea corecta a cazului urmata de intocmirea unui plan terapeutic adecvat.

Heterogenitatea genetica este o trasatura comuna pentru foarte multe boli genetice. Mecanisme patogenetice diferite si nivele diferite de alterare ale ADN-ului se intalnesc frecvent in tablouri clinice similare. In schimb terapia genetica necesita cunoasterea precisa a genei sau proteinei alterate Hiperfenilalaninemia se insoteste de retard mintal si este cauzata de deficienta fenilalanin hidroxilazei dar ea poate fi indusa si in urma unor anomalii ale metabolismului biopterinei. Fenilcetonuria se trateaza cu succes prin restrictionarea dietei in proteine, in schimb in cazul unui metabolism alterat pentru biopterina acelasi tratament, tratamentul dietetic nu reuseste sa previna instalarea retardului mental.

Trebuie tinut cont de patogeneza complexa pe care o au aproape toate bolile genetice (chiar si cele monogenice) tratamentele care se fac precoce in primul an de viata (exemplu: dieta in galactosemie, tratament chirurgical in retinoblastom) nu impiedica evolutia bolii si aparitia unor manifestari clinice majore in urmatorii ani de viata (retard mental in galactozemie, osteosarcom in retinoblastom)

Aceste complicatii apar pentru ca tratamentul a fost adresat unui efect al genei mutante si nu a actionat asupra genei detrimentale.

Si in bolile genetice, profilaxia este mai eficienta decat tratamentul. Un rol important in acest sens il are screeningul genetic, sfatul genetic sau diagnosticul prenatal care permite intreruperea sarcinilor compromise.

METODE DE TRATAMENT IN BOLILE GENETICE

l. Ameliorarea fenotipului clinic este metoda cea mai comuna si aplicabila tuturor tipurilor de boala genetica, inclusiv anomalii cromozomiale, boli monogenice sau cu determinism polifactorial.

Tratamentul simptomatic este de foarte multe ori o reusita chiar daca mecanismul etiopatogenetic sau defectul genetic nu este pe deplin identificat.

Se face cu succes corectia chirurgicala a anomaliilor congenitale (malformatii cardiace, polidactilie, gura de lup).

Educatia si ingrijirea speciala a copiilor cu sindrom Dowm sau sindrom X fragil au prelungit durata de viata a acestora.

Terapia fizica prin gimnastica medicala corijeaza anomaliile aparatului locomotor.

Folosirea unor medicamente care pot preveni complicatiile (Allopurinol in hiperuricoza).

Prevenirea expunerii la factori de mediu care pot declansa manifestarea clinica a bolii (in conditii de hipoxie la altitudine apar semne clinice de anemie, anumite medicamente induc hemoliza in deficienta glucozo-6-fosfat dehidrogenazei) indeparteaza manifestarea clinica a bolii.

2. Ameliorarea tulburarilor de metabolism este posibila daca patogeneza bolii este foarte bine cunoscuta la nivel biochimic, dar acest lucru este valabil pentru bolile monogenetice(enzimopatii) mai putin pentru anomaliile cromozomiale sau bolile multifatoriale. Iata cateva exemple valabile in enzimopatii:

Dieta restrictiva impiedica acumularea substratului care nu poate fi metabolizat (in fenilcetonurie se scot proteinele din alimentatie, in galatozemie laptele din alimentatia nou nascutului este inlocuit cu soia si paracazeinat de Ca, in fructozurie se elimina zaharul, s.a. m.d.

Daca patologia este indusa de acumularea unui metabolit intermediar toxic acesta trebuie eliminat printr-o cale metabolica alternativa; hiperamoniemia bolnavilor cu deficienta in ornitin-transcarbomilaza se reduce prin administrarea de sodiu benzoat care deschide o astfel de cale alternativa.

De asemenea pentru eliminarea unor substante cumulate in exces se pot practica diverse metode: flebotomia in hemocromatoze impiedica complicatiile organice cauzate de depunerea de Fe; in boala Wilson excesul de cupru se trateaza cu penicetamina

Tratamentul poate viza activarea caii metabolice alterate: in homocistinurie se stimuleaza cistation b sinteza prin administrarea de piridoxina, in hipercolesterolemia familiala lovastatinul scade nivelul colesterolului circulant ( se stimuleaza receptorii celulari care leaga colesterolul liber)

3. Tratamentul de substitutie

Inlocuirea unei substante deficiente poate ameliora anumite patologii:

in boli monogenice ca hemofilia se administreaza factor VIII, in deficienta ereditara izolata a hormonului de crestere se da STH,

in boli polifactoriale: insulina trateaza diabetul zaharat tip I

transplantul de organ este uneori tot atat de eficient ca o terapie genica: un organ donor poate produce substantele absente sub controlul programului genetic daca acesta este normal.

4. Modularea expresiei genice se foloseste in tratamentul unor boli monogenice. Se urmareste activarea unei gene normale care a fost exclusa sau excluderea unei gene cu activitate anormala; tratamentul pacientilor cu siclemie cu hidroxiuree amelioreaza boala prin reactivarea sintezei hemoglobinei fetale.

5. Terapia genetica   implica corectarea defectului genetic prin actiune asupra genotipului:

a)          transplantul de celule, tesuturi sau organe este o forma de terapie genica pentru ca celulele transferate continua sa functioneze pe baza genomului donor care difera prin aceasta de cel al primitorului

- transplantul poate fi folosit pentru a inlocui o proteina care este deficienta sau absenta la individul bolnav: transplantul de maduva osoasa se practica bolnavilor cu imunodeficienta cauzata de lipsa adenosindeaminazei, transplantul de ficat se face bolnavilor homozigoti cu hipercolesterolemie familiala

transplantul poate fi folosit pentru a inlocui un organ afectat in urma bolii genetice: transplantul renal in boala polichistica a rinichiului la adult, transplantul de inima in cardiomiopatie

transplantul poate fi folosit atat pentru inlocuirea proteinei deficiente cat si a organului afectat: ficatul este transplantat pentru a trata deficienta in a antitripsina

Transplantul de organe are anumite limite:

disponibilitatea de transplant a unor tesuturi este limitata (inima, ficatul)

pregatirile pentru transplant ca si procedura in sine sunt asociate cu un risc considerabil de mortalitate si morbiditate

rejectia de organe si agresiunea asupra organismului primitor sunt de asemenea posibile; se impune un tratament imunosupresiv la long

transplantul de organe are un cost ridicat

b)          Terapia genica somatica implica aditia sau substitutia unei gene anormale la un pacient afectat

Aceasta terapie nu afecteaza linia de celule germinale pentru ca se intervine doar asupra unor celule sau tesuturi somatice, fara ca modificarea genotipului la acest nivel sa se transmita descendentilor individului afectat.

Terapia somatica genica are cateva caracteristici demne de retinut:

- Aditia unei gene functionale normale este valabila in boli ca fenilcetonuria sau galactozemia (enzimopatii); aceasta este singura terapie genica folosita pana in prezent in clinica pentru tratamentul unei boli monogenice

- Inlocuirea unei gene anormale cu o gena normala este necesara in boli in care gena anormala functioneaza distructiv alterand integritatea structurala a unui tesut chiar si in prezenta alelei ei normale, prin produsul sau anormal care este extrem de agresiv asupra organismului (exemplu: osteogeneza imperfecta, deficienta hormonului de crestere)

- Corectarea unei gene anormale printr-o mutageneza tintita: inactivarea unei mutatii genice autosomal dominante

Dificultatile tehnice care limiteaza utilizarea acestei terapii:

*Transferul genei dorite in tesutul acceptor necesita prepararea genei si insertia ei in celulele pacientului. Pentru aceasta gena este inserata intr-un retrovirus, plasmid sau alt vector cu ajutorul caruia este introdusa in genotipul celulei (direct in situ ca la neuroni, sau pe celule prelevate si apoi autogrefate ca la maduva osoasa). Chiar daca gena deficienta este foarte bine cunoscuta, uneori ea nu poate fi inserata in vector datorita lungimii sale foarte mari (exemplu: gena distrofinei in boala Duchenne, neurofibromatoza).

*Selectarea celulelor tinta cele mai potrivite este deseori o problema. Se pot alege celule in care gena normala functioneaza (de exemplu in talasemie celulele din maduva osoasa), sau se pot folosi fibroblasti din piese (in deficienta de a antitripsina). Pentru insertia genei in celule nervoase se folosesc adenovirusuri sau virusul herpes simplex care sunt integrate si in alte celule care nu se divid.

In cazul celulelor care nu se divid se poate incerca si o stimulare a diviziunii celulare; astfel dupa hepatotectomia partiala se stimuleaza diviziunea celulelor hepatice restante ceea ce permite refacerea mai rapida a organului.

Pentru celulele tinta cu o durata limitata de viata terapia genica trebuie repetata periodic. In unele situatii genele folosite in terapia genica trebuie sa aiba un reglaj propriu, alteori acest lucru nu este obligatoriu.

Riscurile potentiale pentru terapia genica somatica

Nu se stie in contextul cunostintelor actuale daca aceste riscuri au importanta practica. Riscurile teoretice includ:

Inducerea neoplaziei in tesutul tinta prin actiunea vectorului, activarea protooncogenelor sau afectarea unei gene supresoare tumorale prezinta un pericol deosebit de mare.

Inactivarea sau alterarea altor gene din celulele tinta, pot sa apara in special cand vectorii terapeutici se integreaza la intamplare in genomul gazda. Orice anomalie care survine, ar trebui rapid limitata la un numar cat mai mic de celule.

Aplicatiile clinice ale terapiei genice somatice sunt inca in studiu. Initial aceste aplicatii priveau:

Bolile autosomal sau X-linkate recesive.

In cazul acestor boli reusita acestei terapii era conditionata de cunoasterea si caracterizarea genei mutante si realizarea unei clone de c ADN pentru gena normala; terapia se aplica cand patogeneza bolii este bine cunoscuta, nu exista alta alternativa de tratament adecvat iar studiile pe culturi de celule si experimentele pe animale arata ca realizarea genei, celula tinta si insertia genei sunt sigure si eficiente. Exemple de boli tratate astfel:deficienta in adenozindeaminaza, hipercolesterolemia familiala (homozigotii), fibroza chistica.

In ultima vreme au inceput cercetari sistematice de terapie genetica, care in esenta constau in inlocuirea genelor mutante cu gene normale, prin transferul acestora in organismul bolnav.

Iata cateva maladii cu celulele-tinta aflate in studiu:

- Hemoglobinopatii (thalasemii) - Celule ale maduvei osoase;

- Imunodeficienta severa comb. - Celule ale maduvei osoase sau limfocite T;

- Hemofilia A si B - Celule ale ficatului sau fibroblaste;

- Hipercolesterolemia familiala  - Celule ale ficatului;

- Emfizemul ereditar - Celule ale ficatului sau ale plamanului;

- Fibroza cistica - Celule ale plamanu-lui;

- Distrofia musculara Duchenne  - Celule musculare

- Maladii lisozomale de acumulare - celule variate depinzand de maladie.

Neoplasmele.

Terapia genica a cancerului implica: introducerea genelor cu functie anticanceroasa in celulele tumorale ( transferul genei supresoare a tumorii);transferul in celulele tumorale a "genelor sinucigase" (gena toxinei difterice) sub controlul unui promotor specific tumoral; alterarea celulelor tumorale de catre sistemul imun al organismului; inducerea rezistentei celulelor normale la efectul toxic al chimioterapicelor. Se practica la ora actuala trialuri de terapie genica in tumori cerebrale, melanom si carcinoame.

Se considera ca terapia genica cu celule tinta poate sa completeze util tratamentele conventionale actuale ale cancerelor. La Institutul Oncologic de la Bethesda (SUA) s-au facut studii in vederea tratamentului melanomului malign. In limfocitele TIL (Tumor Infiltrating Lymphocites) capabile sa se infiltreze in tumori, a fost introdusa in vitro cu ajutorul unui vector retroviral gena TNF a factorului de necroza tumorala, astfel celulele TIL modificate genetic au devenit capabile sa distruga celulele tumorii maligne in care se infiltreaza. O alta tehnica de terapie genica consta in transferul unor gene in celulele tumorale ceea ce determina sinteza unor toxine cum este cea difterica, aceasta avand ca rezultat distrugerea celulelor tumorale. Este vorba de terapia cu gene "sinucigase". In sfarsit, in cazul cancerelor se experimenteaza si transferul unor gene inhibitoare a proliferarii celulare, cum ar fi gena p53.

In boli infectioase cronice

In SIDA, pentru care nu exista inca tratament eficient, se practica imunizarea intracelulara si stimularea raspunsului imun prin manipulare genica.

* In boli cronice progresive se incearca aceasta terapie. In Parkinson se injecteaza fibroblasti secretori de dopamina, modificati genetic , in creier.

Aspectele etice legate de aceasta terapie genica:

Siguranta. Riscurile potentiale ale acestei terapii nu sunt fundamental diferite de riscurile asociate ale altor metode noi cum sunt noile vaccinuri sau agentii anticancerosi.

Efectul asupra generatiilor viitoare. Cu toate ca aceasta terapie isi propune sa nu intervina asupra liniei celulare germinale pot sa apara efecte nedorite si la acest nivel, dar si acest risc nu este intalnit numai in terapia genica.

Terapia genica asupra celulei sexuale implica aditia, inlocuirea sau alterarea unei gene in asa maniera ca un gamete sa fie modificat: de exemplu inlocuirea unei gene anormale intr-un zigot sau transferul unei gene terapeutice la un pacient in asa fel incat sa permita incorporarea ei in spermatogonie sau oocit. Aceasta terapie ridica probleme etice si mai importante pentru ca modificarea indusa poate fi transmisa generatiilor viitoare. De aceea cea mai mare parte a geneticienilor nu vad un viitor pentru acest tip de terapie genica.

Deocamdata nu se cunosc metodele de aplicare pe scara larga a terapiei genetice dar se preconizeaza ca in urmatorii ani aceasta terapie sa devina uzuala in tratarea unor maladii genetice. Realizarea proiectului genomului uman nu rezolva problemele vitale ale omenirii (subnutritia, saracia, cresterea delicventei), dar va putea aduce o ameliorare prin tratarea si chiar vindecarea unor boli astazi socotite incurabile.