ponedjeljak, 22 Oktobar 2018 21:33

Genetska terapija pomoću tehnologije proteina cinkovog prsta

Autor: dr. Nermina Lamadema, BSc molekularne biologije, magistrica imunologije, doktorica epigenetike i ćelijskog ciklusa 


Trenutno ne postoji učinkovit tretman za mnoge bolesti uzrokovane genetskim mutacijama, jer ne postoji efikasan način da se naprave precizne izmjene u sekvenci ćelijske DNK. Strategije genske terapije u pokušaju prevazilaženja ovih ograničenja i dodavanja i editiranja korektnog gena suočile su se s mnogim preprekama posljednjih godina. Međutim, nedavno je oprobano nekoliko novih pristupa ovom problemu. Jedan od njih je editiranje umjesto zamjene mutirane genetske sekvence. Ovaj pristup koristi DNK usmjerene proteine nazvane „cinkovi prsti“, koji mogu biti formirani ciljano za određena genomska područja. Drugi pristup uključuje korištenje himeričnih antigenskih receptora (Chimeric Antigen Receptors –CAR) imunoloških ćelija kako bi se umetnuli ili zamijenili geni. Cinkovi prsti su sastavne komponente proteina koje ćelija koristi za uključivanje ili isključivanje gena. Dvije proteinske strukture alfa heliks i beta list drže se zajedno pomoću atoma cinka formirajući tzv. „prst“ modul, koji je važan za kontakte sa sekvencom DNK, kao i za vezivanje drugih bioloških i hemijskih komponenti dovodeći ih u neposrednu blizinu DNK. Klasični proteini cinkovog prsta Cys 2 His 2 (C 2 H 2 ) prvi put su otkriveni u transkripcionom faktoru DNK – TFIIIA, a poznato je da postoje u 2% svih ljudskih transkripcionih faktora. Ovi faktori, evolucionarno očuvani kod različitih vrsta, od kvasca do ljudi, upleteni su u kontrolu genske ekspresije.

Moguće primjene proteina cinkovog prsta

Proteini cinkovog prsta mogu biti povezani sa različitim molekulama kao što su genetski represori i aktivatori za uključivanje ili isključivanje gena na mjestu koji prepoznaju prsti. Najistraženiji od svih pristupa je korištenje cinkovih prstiju za editiranje gena. Specifične genomske sekvence mogu se odstranjivati i dodavati koristeći proteine cinkovog prsta spojene sa specifičnim enzimima sposobnim za rezanje DNK nazvanim nukleaze. Genomsko editiranje pomoću nukleaza vezanih za cinkove prste ima obećavajuću budućnost s obzirom na primjenu u nizu eksperimentalnih sistema kao što je biljna biotehnologija u cilju promjena genetske strukture usjeva radi odabira specifičnih osobina, što, pak, podrazumijeva fizičko povezivanje nekoliko željenih osobina kako bi se osigurala kosegeracija tokom procesa uzgoja. Oblast sintetičke biologije, koja obuhvata inženjering novih organizama sa specifično selektiranim funkcijama, također se okoristila upotrebom nukleaze vezanih cinkovih prstiju. Jedna uzbudljiva moguća primjena cinkovog prsta u genskom editiranju je mogući tretman X-SCID-a (X-linked Severe Combined Immunodeficiency) ili X-vezane teške kombinirane imunodeficijencije, koja nastaje kao posljedica mutacije u IL2-RG genu. Napravljen je pokušaj da se koriguje ovaj mutirani gen kod pacijenata oboljelih od X-SCID-a putem indukovane mutageneze retroviralnim vektorima, što je rezultiralo pojavom leukemije kod tretiranih osoba. Ovaj efekt mogao bi se prevazići zamjenom virusnih vektora sa terapeutskom primjenom platforme cinkovog prsta. Međutim, bit će potrebno pažljivo procijeniti specifičnost efekata ove platforme prije njene primjene. Izvještaji do sada ne ukazuju na značajne probleme sa toksičnošću ili nuspojavama. Trenutno je u fazi 2 kliničko ispitivanje (procjena efikasnosti lijeka), koje se provodi na pacijentima oboljelim od HIV-a korištenjem fuzije CCR5/nukleaze cinkova prsta, i u fazi 1 studija ocjene mogućnosti kontraindikacija druge HIV specifične fuzije proteina cinkovog prsta dizajnirane da djeluje u matičnim ćelijama. Rezultati se željno iščekuju.

Izvor: magazin Ašk, broj 9.

Ocijeni
(0 glasova)
Čitano 28 puta Zadnji put promjenjen ponedjeljak, 22 Oktobar 2018 22:18

Magazin Ašk