Trattamento delle malattie ereditarie umane. malattie genetiche. La biologia è una scienza che studia i modelli dell'emergere e dello sviluppo della vita sulla terra

Ci sono due punti di vista riguardo a una persona come oggetto di ricerca genetica:

Alcuni credono che una persona sia un oggetto estremamente sfavorevole della ricerca genetica.

Altri, al contrario, trovano molti vantaggi in una persona.

Perché una persona è un oggetto sfavorevole per la ricerca genetica?

a) L'impossibilità di matrimoni sperimentali, es. creazione artificiale del matrimonio (incrocio). È impossibile, secondo uno schema prestabilito, ottenere e analizzare la prole da genitori con un genotipo noto. Anche N.K.Koltsov scrisse nel 1923 "... non possiamo costringere N.Nezhdanova a sposare F.Chaliapin per vedere che tipo di figli avranno". Nell'analisi genetica di una persona sembra cadere la base del metodo ibridologico, l'incrocio sperimentale. Questa "mancanza" può essere superata in due modi: 1) tra le tante famiglie umane, il ricercatore può trovare quelle che corrispondono ai suoi schemi di ricerca; 2) il metodo sviluppato con successo di ibridazione delle cellule somatiche consente in alcuni casi di effettuare analisi genetiche utilizzando la coltura cellulare umana.

b) Numero limitato di discendenti (1-2-3 figli) in famiglia. Anche nei paesi con una grande crescita demografica, il numero di bambini in una famiglia non supera i 3-4 e 10-15 bambini sono estremamente rari. In ogni caso, la dimensione della famiglia è così piccola da non consentire di analizzare la suddivisione dei tratti nella prole all'interno della stessa famiglia. Tuttavia, conoscendo il tratto con cui viene analizzata la prole, è possibile selezionare non una, ma il numero richiesto di famiglie.

c) La durata del passaggio generazionale. Ci vogliono in media 30 anni per cambiare una generazione di una persona, il che significa che un genetista non può osservare più di 1-2 generazioni. Questo svantaggio viene eliminato in una certa misura dalle grandi popolazioni umane, registrando tratti per lungo tempo (per diverse generazioni).

d) Un insieme sufficientemente ampio di cromosomi (gruppi di collegamento). Consiste di 23 coppie, il che complica la loro mappatura genetica e citologica e quindi riduce la possibilità di analisi genetica.

e) Modifica della variabilità ereditaria sotto l'influenza dello stile di vita, fattori sociali.

f) Carenze organizzative (ma sanabili): scarsa conservazione della documentazione, insoddisfacente registrazione di matrimoni, nascite, decessi, diagnosi di malattie ereditarie e statistiche.

Vantaggi di una persona come oggetto genetico:

a) Buona conoscenza del fenotipo umano - anatomico, fisiologico, immunologico, biochimico, clinico. Specialisti di vari profili continuano a studiare una persona, indipendentemente dagli interessi dei genetisti, il che senza dubbio aiuta un genetista a riconoscere facilmente molte forme di deviazioni ereditarie.

b) Capacità di utilizzare tutti i metodi utilizzati in medicina (biochimici, morfologici, immunologici, elettrofisiologici, clinici, ecc.), ovvero tutti i metodi che consentono di registrare una caratteristica ed esprimerla quantitativamente.

Per risolvere problemi puramente genetici in relazione agli esseri umani, sono attualmente utilizzati i seguenti metodi:

Genealogico(genealogia - genealogia greca; da genea nascita, origine, generazione + parola logos, presentazione - stabilire legami familiari tra individui all'interno di una generazione o in una serie di generazioni, o genealogia) - il metodo delle genealogie, ad es. rintracciare una malattia (o tratto) in una famiglia o in un genere, indicando il tipo di legami familiari tra i membri del pedigree. Nella genetica medica, è spesso chiamato clinico e genealogico, poiché riguarda lo studio dei segni patologici nella famiglia utilizzando tecniche di esame clinico. Appartiene ai metodi più universali della genetica umana. Questo metodo viene utilizzato per stabilire la natura ereditaria di un tratto, determinare il tipo di ereditarietà e la penetranza genica, nell'analisi del legame genico e della mappatura cromosomica, nello studio dell'intensità del processo di mutazione, nella decifrazione dei meccanismi di interazione genica, nella consulenza genetica medica. L'essenza di questo metodo è chiarire i legami familiari e rintracciare un segno o una malattia tra parenti vicini e lontani, diretti e indiretti. Comprende due fasi: la compilazione dei pedigree e l'analisi genealogica.

La stesura di un pedigree inizia con un probando (la persona che per prima è arrivata all'attenzione del ricercatore). Molto spesso si tratta di un paziente o di un portatore del tratto studiato. I figli di una coppia di genitori sono chiamati fratelli e sorelle (fratelli e sorelle). Una famiglia in senso stretto è una coppia di genitori e i loro figli. Solitamente si raccoglie un pedigree su uno o più terreni. Può essere completo (compilazione in direzione ascendente, discendente e laterale) e limitato. Per chiarezza, viene preparata una rappresentazione grafica del pedigree. Un grave errore è l'accorciamento artificiale dei legami del pedigree dovuto alle difficoltà dei parenti esaminati di II e III grado. L'analisi genealogica consente di stabilire modelli genetici: la natura ereditaria del tratto e il tipo di eredità.

Svantaggi ed errori nell'uso del metodo genealogico possono essere dovuti a una diagnosi errata della malattia (caratteristica) e alla possibilità di un'errata determinazione della paternità a causa di relazioni extraconiugali (da 1–3 a 10%).

metodo gemello– studio dei modelli genetici sui gemelli. Fu proposto da Gallon nel 1875. Quando si utilizza questo metodo, i gemelli monozigoti vengono confrontati con gemelli dizigoti, partner di coppie monozigoti tra loro, dati dall'analisi del campione di gemelli con la popolazione generale.

I gemelli monozigoti (identici, identici) sono individui che sono cresciuti da uno zigote, diviso in 2 parti nelle prime fasi dello schiacciamento; hanno quindi genotipi identici. I gemelli dizigoti (fraterni, non identici) si verificano a causa della fecondazione di due uova che si sviluppano durante una gravidanza. Hanno una media del 50% di geni identici, ma differiscono dai normali fratelli e sorelle per una maggiore comunanza di fattori ambientali.

Il tasso di natalità gemellare complessivo è di circa l'1%, di cui 1/4–1/3 sono gemelli monozigoti. Il metodo gemello viene utilizzato per:

valutazione del ruolo relativo dell'ereditarietà e dell'ambiente nello sviluppo di un tratto;

stabilire la natura ereditaria del carattere e determinare la penetranza del gene;

valutazione dell'azione di alcuni fattori esterni: droghe, metodi di educazione, formazione.

Questo metodo comprende 3 fasi: 1) confronto del campione di gemelli, 2) determinazione della zigosità, 3) confronto di coppie e gruppi di gemelli secondo le caratteristiche considerate.

La diagnosi si basa sull'analisi dei tratti polimorfici monogenici più studiati (antigeni eritro- e leucocitari, gruppi proteici del siero del sangue, ecc.). I gemelli dizigoti differiscono dai gemelli monozigoti in questi tratti. Se qualche caratteristica qualitativa si verifica in entrambi i gemelli di una data coppia, questa è una coppia concordante, e se solo uno di loro ha una coppia discordante di gemelli.

Metodo demografico-statistico si basa sull'uso di tratti ereditari in grandi gruppi di popolazione da una o più popolazioni, in una o più generazioni. I campioni di popolazioni specifiche vengono studiati utilizzando l'elaborazione statistica del materiale ottenuto. Questo metodo è utilizzato per studiare:

a) la frequenza dei geni nella popolazione, compresa la frequenza delle malattie ereditarie,

b) processo di mutazione,

c) il ruolo dell'ereditarietà e dell'ambiente nell'insorgenza di malattie, in particolare malattie con predisposizione ereditaria,

d) il ruolo dell'ereditarietà e dell'ambiente nella formazione del polimorfismo fenotipico secondo tratti normali,

e) il significato dei fattori genetici nell'antropogenesi, in particolare nella formazione razziale.

Possibili errori di questo metodo possono essere correlati alla sottostima della migrazione della popolazione e al fatto che i gruppi selezionati differiscono in più caratteristiche rispetto a quelli confrontati.

Metodo citogenetico basato sull'esame microscopico dei cromosomi. Ha iniziato ad essere ampiamente utilizzato nella genetica umana solo dagli anni '20 del XX secolo per:

diagnosi di malattie cromosomiche,

mappatura dei cromosomi,

studio del processo di mutazione,

soluzioni ad alcuni problemi evolutivi nella genetica umana,

studio del polimorfismo cromosomico normale nella popolazione umana.

È con questo metodo che è associata la scoperta di tutte le forme di malattie cromosomiche. Viene utilizzato per studiare la frequenza delle mutazioni cromosomiche e genomiche nelle cellule germinali e la frequenza delle aberrazioni cromosomiche nelle cellule somatiche. Le colture di cellule somatiche umane sono buoni oggetti per testare la mutagenicità dei fattori ambientali (fisici, chimici, biologici). I metodi citogenetici sono utilizzati per studiare i meccanismi della mutagenesi.

Le informazioni di base sulla morfologia dei cromosomi umani sono state ottenute studiandole nella metafase della mitosi e nella metafase profase della meiosi. Per l'analisi cromosomica diretta, possono essere utilizzate cellule del midollo osseo e delle gonadi (testicoli) ottenute mediante biopsia, il che limita gli studi citogenetici senza coltivazione. Pertanto, il principale lavoro citogenetico è stato svolto su colture cellulari umane, in particolare sui linfociti del sangue periferico.

La coltivazione di leucociti del sangue periferico per 2-3 giorni in presenza di PHA consente di ottenere un gran numero di metafasi. Oltre ai leucociti, possono essere coltivate cellule dell'epidermide e del liquido amniotico. Lo "smistamento" dei cromosomi (durante la metafase) direttamente al microscopio o più spesso su microfotografie consente di costruire un cariotipo, ad es. disporre i cromosomi in ordine secondo le loro caratteristiche distintive. L'identificazione dei cromosomi si basa su due caratteristiche: la lunghezza totale del cromosoma e la posizione del centromero; ma non consente l'identificazione individuale di tutti i cromosomi. Pertanto, vengono utilizzati metodi più accurati: radioautografico, colorazione dei cromosomi con fluorocromi, colorante Giemsa, ibridazione degli acidi nucleici su preparati citologici.

Metodi di genetica delle cellule somatiche. Poiché le cellule somatiche contengono l'intera quantità di informazioni genetiche, possono essere utilizzate per studiare i modelli genetici dell'intero organismo. Le cellule somatiche umane sono caratterizzate da 5 proprietà principali che ne consentono l'utilizzo negli studi genetici:

la loro rapida riproduzione sui mezzi nutritivi, che consente di ottenere la quantità richiesta per l'analisi,

subiscono la clonazione: puoi ottenere una prole geneticamente identica,

cellule diverse possono fondersi per formare cloni ibridi,

sono facilmente selezionati su speciali terreni nutritivi,

bene e a lungo conservato durante il congelamento.

Si ottiene una coltura di cellule somatiche umane per studi genetici da materiale bioptico o autoptico (pelle, tumori, sangue periferico, midollo osseo, tessuto embrionale, cellule da liquido amniotico). Attualmente, i fibroblasti e le cellule linfoidi sono più comunemente usati. Nella genetica umana vengono utilizzati 4 metodi della genetica delle cellule somatiche: coltivazione semplice, clonazione, ibridazione e selezione.

Attualmente giustificato 4 approccio nella lotta contro le malattie ereditarie:

"Screening" di massa dei neonati per difetti metabolici ereditari.

diagnosi prenatale.

Consulenza genetica medica.

Controllo del rischio mutageno dei fattori ambientali.

Massa "selezione" neonati alle malattie metaboliche ereditarie, insieme ad altri metodi, è la base per la prevenzione delle malattie ereditarie nelle popolazioni. "Sifting" (analogo a "screening") indica la presunta individuazione di una malattia precedentemente non diagnosticata attraverso test, esami o altre procedure che danno una risposta rapida.

In poche parole, lo screening è l'esame delle popolazioni al fine di classificarle in gruppi con un'alta e bassa probabilità di malattia. Vengono "selezionate" le malattie per le quali è stato stabilito un collegamento tra il gene mutante e la funzione biochimica danneggiata. I cambiamenti nei parametri biochimici in termini di manifestazione precedono l'insorgenza dei sintomi clinici.

I moderni programmi di screening di massa includono la rilevazione di fenilchetonuria, ipotiroidismo, ipoplasia surrenale congenita, galattosemia, fibrosi cistica, omocistinuria, leucinosi, istidinemia, aminoacidopatia, deficit di alfa-1 antitripsina. Nella pratica dello screening di massa per le malattie metaboliche ereditarie vengono utilizzati sangue (cordanale, capillare, venoso) e siero sanguigno.

Lo screening, a seconda del difetto desiderato, viene effettuato tra un contingente diverso, tenendo conto di età, nazionalità e razza. Lo screening per l'aminoacidopatia ereditaria e l'ipotiroidismo deve essere eseguito precocemente affinché la terapia sia efficace; vagliatura per portatori di emoglobinopatie e malattia di Tay-Sachs in coloro che si sposano. Lo screening per le emoglobinopatie è utile nelle popolazioni o nei gruppi razziali esposti al fattore di selezione malarico, e lo screening per i portatori della malattia di Tay-Sachs (in Israele) negli ebrei ashkenaziti, nei quali il gene mutante si presenta 10 volte più spesso che in altre popolazioni.

Ad esempio, i programmi di setacciatura di massa per l'acido fenilacetico e altre aminoacidopatie utilizzano tre metodi: Guthrie microbiologico (che rappresenta il 90%), cromatografico e fluorometrico.

Diagnosi prenatale effettuato utilizzando diversi metodi di ricerca nel I e ​​II trimestre di gravidanza. È necessario al 10-15% delle famiglie che richiedono consulenza genetica medica. Indicazioni per la diagnosi prenatale:

vecchiaia dei genitori

portatore eterozigote di un'anomalia cromosomica,

precedente nascita di un bambino con malattia di Down, malformazioni congenite o ritardo mentale,

patologia legata all'X,

difetti metabolici ereditari,

effetti teratogeni.

La diagnosi prenatale è uno studio completo basato sull'uso di metodi di laboratorio e strumentali:

esame ecografico (malformazioni congenite),

la fetoscopia viene utilizzata per prelevare campioni di sangue, pelle o altri organi del feto (indicazioni: toxoplasmosi, rosolia virale, emofilia, talassemia, complicanze associate all'aborto spontaneo),

la fetoamniografia è stata utilizzata prima dell'avvento degli ultrasuoni per diagnosticare malformazioni congenite del sistema scheletrico, ernie spinali e ombelicali e soprattutto atresia del tratto gastrointestinale. L'uso di mezzi di contrasto provoca complicazioni sia per la gestante che per il feto,

l'amniocentesi diagnostica (a 14-20 settimane di gestazione) è una procedura ostetrico-chirurgica che consente di ottenere liquido amniotico per successivi studi di laboratorio (nell'1-2% dei casi si osserva morte fetale dopo l'amniocentesi). Le cellule amniotiche sono utilizzate per colture e studi citogenetici, per la diagnosi di malattie lisosomiali, alfa-fetoproteina, per la diagnosi di oltre 60 forme di fermentopatie ereditarie,

biopsia diagnostica del corion (coriocentesi). Il momento ottimale per la biopsia è la 17a settimana di gravidanza e i risultati associati alla coltura delle cellule amniotiche possono essere ottenuti dopo 3-5 settimane. Ci sono 3 metodi principali per ottenere una biopsia del corion: usando il forcipe, l'aspirazione endocervicale e usando uno spazzolino (come uno spazzolino da laboratorio). Questo metodo viene utilizzato per diagnosticare disturbi cromosomici e biochimici (molecolari).

La consulenza genetica medica comprende:

identificazione di una forma ereditaria di patologia basata sull'esame del paziente, elaborazione di un pedigree, metodi citologici, biochimici, cariologici e di altro tipo per la diagnosi di malattie ereditarie,

determinazione del grado di rischio della comparsa di prole con difetti di sviluppo ereditari in persone provenienti da famiglie aggravate da patologia ereditaria, che si sposano e desiderano avere figli. In casi giustificati, si raccomanda di astenersi dal contrarre matrimonio,

rilevazione di disturbi nel genoma, processi metabolici nel feto mediante metodi di diagnosi prenatale con possibile ulteriore interruzione della gravidanza se il rischio di avere un bambino malato è sufficientemente elevato. Tuttavia, la decisione finale di interrompere o continuare la gravidanza spetta ai coniugi,

l'inseminazione artificiale da un donatore geneticamente sano è applicabile nei casi in cui la nascita di prole sana è impossibile a causa della natura dominante dell'eredità della patologia.

Il controllo del rischio mutageno dei fattori ambientali viene effettuato da genetisti, ecologi, igienisti, tenendo conto dello sfondo naturale delle radiazioni e delle sue fluttuazioni, deriva delle mutazioni, ecc.

Principi di cura delle malattie ereditarie:

Trattamento sintomatico - trattamento chirurgico del labbro leporino e del palato duro, dita fuse, lenti correttive per miopia, ecc.

La terapia patogenetica è un impatto sui meccanismi che formano una malattia ereditaria:

terapia sostitutiva - reintegrazione del componente mancante (somministrazione di insulina nel diabete mellito, fattori della coagulazione nell'emofilia, ecc.) o rimozione di parte della ghiandola in caso di iperfunzione;

quando la sintesi di certe sostanze è aumentata, la loro formazione è ridotta dall'uso di farmaci che ne inibiscono la formazione;

terapia dietetica - in caso di violazione della scomposizione di alcune sostanze (galattosio, fenilalanina), sono escluse dalla dieta;

il trattamento farmacologico ha lo scopo di rimuovere i prodotti che si accumulano eccessivamente nel corpo. Ad esempio, se il fegato è danneggiato, gli ioni di rame si accumulano al suo interno, pertanto vengono utilizzate resine a scambio ionico che impediscono l'assorbimento del rame nell'intestino.

L'ingegneria genetica è una branca della ricerca in biologia molecolare e genetica, il cui fine ultimo è quello di ottenere, utilizzando metodi di laboratorio, organismi con nuove combinazioni di proprietà ereditarie. Si basa sulla manipolazione mirata di frammenti di acido nucleico, ad es. i frammenti necessari sono costruiti da vari frammenti di materiale genetico e introdotti nell'organismo ricevente.

I moderni metodi diagnostici consentono di rilevare le malattie ereditarie nelle prime fasi, che è una condizione per il loro trattamento e correzione di successo, sia medici che chirurgici. Nel trattamento delle malattie ereditarie, come qualsiasi altro, vengono utilizzati tre approcci che definiscono tre livelli di intervento (correzione) nello sviluppo del processo patologico: sintomatico, patogenetico ed eziologico.

1. Trattamento sintomatico Ha lo scopo di alleviare, correggere ed eliminare i sintomi specifici della malattia attraverso la terapia farmacologica, il trattamento chirurgico, la fisioterapia, i raggi X e altri metodi. Questo può essere fatto con l'ausilio di antidolorifici, tranquillanti, stimolanti, anticonvulsivanti, che sono sempre indicati in presenza di sintomi appropriati, indipendentemente dalla causa che dà origine a questi sintomi.

I metodi chirurgici sono ampiamente utilizzati nel trattamento delle malformazioni congenite, ad esempio nel labbro leporino e palatoschisi congeniti, polidattilia, sindattilia, restringimento congenito del piloro e lussazione dell'anca, correzione di difetti cardiaci e altri organi interni. Il trattamento chirurgico è utilizzato per ileo meconeale (ostruzione intestinale), pneumotorace e fibrosi cistica. Anche la chirurgia ricostruttiva svolge un ruolo significativo nella correzione del sistema muscolo-scheletrico e dell'ipospadia.

2. Trattamento patogenetico più vicino all'eziologico, tuttavia, a differenza di quest'ultimo, non elimina la causa della malattia. Con l'aiuto di tale trattamento, la catena dei processi patologici viene interrotta, il che impedisce la formazione di un fenotipo patologico. L'essenza del trattamento è rimuovere eventuali prodotti dal corpo se il gene li produce in eccesso, o aggiungere, sostituire i prodotti mancanti se il gene non funziona. Il principio della terapia sostitutiva per i disturbi metabolici ereditari è l'introduzione di substrati biochimici mancanti o mancanti nel corpo.

La restrizione di determinate sostanze negli alimenti, o terapia dietetica, è l'unico metodo patogenetico di trattamento e prevenzione per molti disturbi metabolici ereditari.

La restrizione dietetica viene utilizzata nel trattamento di molte malattie ereditarie del metabolismo degli aminoacidi e dei carboidrati - fenilchetonuria, istidinemia, cistinuria, tirosinemia, celiachia, galattosemia, fruttosemia, intolleranza al lattosio, ecc. Di solito, la malattia si manifesta nelle prime ore ( fibrosi cistica, galattosemia) o nelle prime settimane (fenilchetonuria, gammaglobulinemia, ecc.) di vita di un bambino, portando a ritardo mentale e persino alla morte. L'efficacia del metodo dipende dalla diagnosi precoce e accurata, dall'aderenza al principio omeostatico del trattamento, che significa il massimo adattamento della dieta alle esigenze di un organismo in crescita, un attento monitoraggio clinico e biochimico della terapia dietetica. Con la fenilchetonuria, c'è una carenza dell'enzima fenilalanina-4-idrossilasi, che converte l'amminoacido fenilalanina in tirosina. Di conseguenza, la fenilalanina non si trasforma in tirosina, ma in prodotti metabolici - acido fenilpiruvico, feniletilamina, ecc., che, interagendo con le membrane cellulari dei neuroni nel sistema nervoso centrale, impediscono la penetrazione del triptofano in essi, senza il quale il la sintesi di molte proteine ​​è impossibile e nel cervello si sviluppano processi irreversibili. La malattia inizia a svilupparsi non appena la fenilalanina inizia a entrare nel corpo del bambino con il latte materno. Tale bambino viene trasferito all'alimentazione artificiale con proteine ​​\u200b\u200bspeciali - idrolizzati. Tuttavia, la fenilalanina è tra gli essenziali, cioè non sintetizzati nel corpo umano, aminoacidi e devono entrare nel corpo nelle quantità minime richieste. Le diete moderne per i bambini con fenilchetonuria sono compilate esattamente in accordo con la sua concentrazione nel sangue secondo l'analisi biochimica.

L'inizio della terapia dietetica nei primi 2-3 mesi di vita garantisce il normale sviluppo del bambino. Se il trattamento viene avviato entro un periodo compreso tra tre mesi e un anno, l'efficacia del trattamento diminuisce al 26% e l'efficacia del trattamento intrapreso all'età di uno o tre anni è inferiore al 15%. Segnali di allarme in relazione alla fenilchetonuria sono scarso aumento di peso, vomito, deviazioni dal sistema nervoso centrale e un'anamnesi appesantita.

Aumento dell'escrezione di prodotti del metabolismo alterato. Il trattamento viene effettuato con l'ausilio di alcune sostanze, in particolare la D-penicillamina, che lega e accelera l'escrezione degli ioni di rame accumulati nella cellula (con la malattia di Wilson Konovalov). Con le emoglobinopatie è necessaria una maggiore escrezione di ferro, che viene eseguita con l'aiuto di Desferal. Tale escrezione è possibile non solo attraverso determinate sostanze chimiche, ma anche con l'aiuto di metodi fisico-chimici come la plasmaferesi e l'emosorbimento. La plasmaferesi viene utilizzata per liberare il sangue dagli acidi grassi in eccesso, l'acido fitanico nella sindrome di Refsum. Questo metodo è efficace anche contro le malattie di Fabry e Gaucher (malattie da accumulo lisosomiale). L'emosorbimento viene utilizzato per rimuovere la bassa densità nel trattamento dell'ipercolesterolemia familiare.

Inibizione metabolica e induzione del metabolismo. Un certo numero di farmaci (fenobarbital, levomicetina), così come gli ormoni sessuali (estrogeni) sono induttori del metabolismo e la loro introduzione nel corpo è associata ad una maggiore sintesi di alcuni enzimi e all'accelerazione dei processi in cui sono coinvolti questi enzimi. Pertanto, l'induzione della sintesi dell'enzima glucuroniltransferasi può essere causata dalla somministrazione di fenobarbital a pazienti con sindrome di Crigler-Najjar, in cui la formazione di bilirubina glucuronidi è compromessa a causa di una carenza di questo enzima.

L'induzione della ceruloplasmina, che è coinvolta nel metabolismo del rame, è causata dall'introduzione di estrogeni nel corpo nella malattia di Wilson-Konovalov. L'inibizione metabolica viene utilizzata nei casi in cui è necessario inibire la sintesi di un substrato accumulato in una malattia ereditaria o nel suo precursore.

Ad esempio, viene utilizzato l'allopurinolo, che inibisce la xantina ossidasi, riducendo così la concentrazione di acido urico nel sangue nella sindrome di Lesch-Nyhan e nella gotta. Correzione del metabolismo a livello dei prodotti genici. Esempi di rimborso per un prodotto non prodotto a causa di un difetto enzimatico, la somministrazione di ormoni steroidei per iperplasia surrenale congenita, tiroxina per ipotiroidismo, ormone della crescita per nanismo ipofisario, l'introduzione di proteine ​​​​intracellulari nel trattamento delle malattie lisosomiali può servire da organismo a causa di un difetto enzimatico.

L'uso dell'insulina nel diabete mellito ha drasticamente ridotto la mortalità e la disabilità nei pazienti. Il trattamento con preparati di iodio e ormoni tiroidei è efficace per difetti ereditari nella sintesi degli ormoni tiroidei, glucocorticoidi per disturbi del metabolismo degli steroidi. Una delle manifestazioni degli stati di immunodeficienza congenita ereditaria - la disgammaglobulinemia viene efficacemente trattata con l'introduzione di gamma - globulina e poliglobulina. La terapia sostitutiva viene eseguita con una serie di difetti metabolici ereditari, la cui patogenesi è associata all'accumulo di prodotti metabolici.

3. Trattamento eziologicoè il più cardinale e consiste nell'eliminare la causa di una malattia ereditaria, cioè nel cambiare la struttura del DNA in molte cellule. Questo compito è facilitato dal completamento della decodifica del genoma umano. Questa direzione è chiamata terapia genica. Per introdurre il DNA nelle cellule di un paziente vengono utilizzati vari approcci: chimico, fisico, biologico, molto spesso virale. Questi ultimi sono utilizzati non solo per il trattamento di malattie ereditarie, ma anche per il trattamento di tumori maligni o infezioni virali croniche.

L'essenza del metodo è l'introduzione di un virus nelle cellule bersaglio con DNA clonato incorporato in esso o con DNA (vettore ricombinante). Ad esempio, l'introduzione nel muscolo scheletrico o cardiaco con DNA della proteina distrofina mancante è efficace nel trattamento della miodistrofia di Duchenne e Becker. Il trattamento può anche essere controllato da anticorpi monoclonali altamente specifici diretti a un esone specifico del gene mutato della distrofina.

Infine, l'impianto di mioblasti - cellule normali - precursori del tessuto muscolare dai padri ai ragazzi malati porta alla convergenza delle fibre muscolari prive di distrofina in quelle contenenti distrofina, che normalizza lo stato del tessuto muscolare.

L'allotrapianto può essere visto come il trasferimento di informazioni genetiche normali a un paziente con una malattia metabolica ereditaria. Viene eseguito il trapianto di cellule, tessuti e organi contenenti DNA normale che producono un prodotto genico normale nel ricevente.

Quando le mucopolisaccaridosi producono il reimpianto sottocutaneo di fibroblasti in coltura da un donatore sano. Queste cellule secernono enzimi normali e correggono il metabolismo disturbato dei mucopolisaccaridi.

PROBLEMI GENERALI

I tentativi empirici di trattare pazienti con patologia ereditaria, intrapresi per 200 anni fino agli anni '30 del XX secolo, non hanno dato risultati positivi. La diagnosi di una malattia ereditaria restava una condanna per il malato e per la sua famiglia: tali famiglie erano considerate degenerate. Questa posizione in medicina nei primi decenni del XX secolo. si basava, a quanto pare, anche sul concetto genetico di una determinazione molto rigorosa dei tratti ereditari mendeliani. A questo proposito, all'inizio del XX secolo. sorsero eugenetica negativa, chiedendo la restrizione forzata della gravidanza nelle persone con patologia ereditaria. Fortunatamente, l'implementazione pratica dell'eugenetica negativa fu di breve durata a causa della pressione pubblica.

I 20-30 anni possono essere considerati un punto di svolta nel trattamento delle malattie ereditarie, quindi, a metà degli anni '20, in esperimenti su Drosophila, si ottennero fatti che mostravano un diverso grado di manifestazione dell'azione dei geni a seconda dell'influenza di l'ambiente genotipico o esterno. Sulla base di questi fatti, si sono formati i concetti di penetranza, espressività e specificità dell'azione genica. È diventata possibile un'estrapolazione logica: se l'ambiente influisce sull'espressività dei geni, allora è possibile ridurre o eliminare l'effetto patologico dei geni nelle malattie ereditarie. Sulla base di queste disposizioni, l'eccezionale biologo russo N.K. Koltsov ha proposto e confermato una nuova direzione nella genetica medica - eufenico- la dottrina della buona manifestazione delle inclinazioni ereditarie. A suo avviso, l'eufenismo dovrebbe studiare tutte le condizioni ambientali che stimolano la manifestazione di proprietà ereditarie positive e non negative (malattie ereditarie).

* Corretto e integrato con la partecipazione del Dr. med. scienze, prof. A.Yu. Asanova.

Per la prima volta al mondo, il neuropatologo e genetista S.N. Davidenkov, sulla base della propria esperienza clinica e dei risultati della genetica sperimentale, nei primi anni '30 ha sottolineato l'errore dell'opinione sull'incurabilità delle malattie ereditarie e sulla degenerazione delle famiglie con tali malattie. Lui, come N.K. Koltsov, procedeva dal riconoscimento del ruolo dei fattori dell'ambiente esterno e interno nella manifestazione delle malattie ereditarie. SN Davidenkov ha insistito sulle possibilità fondamentali di intervenire nel funzionamento degli alleli patologici, e lui stesso ha fatto molto per sviluppare metodi per curare le malattie ereditarie del sistema nervoso. Questa posizione di partenza ha permesso di sviluppare vari approcci e metodi per il trattamento di persone con malattie ereditarie basate sui risultati della genetica, della medicina teorica e clinica. Tuttavia, la mancanza di informazioni sui meccanismi patogenetici delle malattie ereditarie in quel momento limitava le possibilità di sviluppare metodi. Tutti questi tentativi, nonostante i corretti atteggiamenti teorici, sono rimasti empirici.

La cura di diverse malattie ereditarie può comprendere sia gli approcci tradizionali della medicina (farmaci, diete specifiche, correzione chirurgica, ecc.) sia gli effetti sulle strutture ereditarie "colpevoli" dello sviluppo della malattia. I livelli a cui è diretto l'effetto terapeutico sono in gran parte determinati dallo stato delle conoscenze sul difetto genetico primario, le sue manifestazioni cliniche, l'interazione con i fattori ambientali e la comprensione dei modi in cui il difetto può essere corretto. Un diagramma generalizzato dei punti di applicazione degli effetti terapeutici è mostrato in fig. 10.1.

Attualmente, grazie ai progressi della genetica in generale e ai notevoli progressi della medicina teorica e clinica, è possibile

Riso. 10.1. Diagramma schematico di "bersagli" per il trattamento delle malattie ereditarie

affermare che già molte malattie ereditarie vengono curate con successo. Questa impostazione dovrebbe essere dal medico.

Gli approcci generali al trattamento delle malattie ereditarie sono simili agli approcci al trattamento delle malattie di qualsiasi altra eziologia. Con le malattie ereditarie, il principio del trattamento individualizzato è completamente preservato, perché il medico anche con patologia ereditaria tratta non solo una malattia, ma una malattia di una determinata persona. È possibile che con la patologia ereditaria il principio del trattamento individualizzato debba essere osservato ancora più rigorosamente, poiché l'eterogeneità delle malattie ereditarie è lungi dall'essere decifrata e, di conseguenza, diverse malattie ereditarie con diversa patogenesi possono causare lo stesso quadro clinico. A seconda delle condizioni dell'ontogenesi pre e postnatale, nonché dell'intero genotipo umano, le manifestazioni fenotipiche delle mutazioni in una determinata persona possono essere modificate in una direzione o nell'altra. Pertanto, è necessaria una diversa correzione di una malattia ereditaria in diversi pazienti.

Come nel trattamento di altre malattie ben studiate (ad esempio malattie infettive), si possono distinguere 3 approcci al trattamento delle malattie ereditarie e delle malattie con predisposizione ereditaria: sintomatico, patogenetico, etiotropico. Per quanto riguarda le malattie ereditarie, i metodi chirurgici possono essere distinti in un gruppo separato, poiché a volte svolgono le funzioni di terapia sintomatica, a volte patogenetica, a volte entrambi.

Con approcci sintomatici e patogenetici, vengono utilizzati tutti i tipi di trattamento moderno (farmaco, dietetico, radiografico, fisioterapico, climatico, ecc.). La diagnosi genetica, i dati clinici sulle condizioni del paziente e l'intera dinamica della malattia determinano il comportamento del medico durante l'intero periodo di cura con costante e rigorosa aderenza al principio ippocratico "non nuocere". Nel trattamento delle malattie ereditarie, bisogna prestare particolare attenzione nell'osservare le norme etiche e deontologiche: spesso tali pazienti hanno una grave patologia cronica fin dall'infanzia.

TRATTAMENTO SINTOMATICO

Sebbene il trattamento non specifico non sia il principale, in realtà viene sempre utilizzato, anche nel trattamento di pazienti con malattie ereditarie. Viene utilizzato un trattamento sintomatico

in tutte le malattie ereditarie, anche se il medico ha metodi di terapia patogenetica. Per molte forme di patologia ereditaria, il trattamento sintomatico rimane l'unico.

La terapia sintomatica farmacologica è varia e dipende dalla forma delle malattie ereditarie. Uno degli antichi esempi di terapia sintomatica sopravvissuta fino ad oggi è l'uso della colchicina negli attacchi acuti di artrite gottosa. Questo trattamento è stato utilizzato dai greci nel periodo antico. Altri esempi di trattamento sintomatico possono essere l'uso di analgesici per forme ereditarie di emicrania, tranquillanti specifici per manifestazioni mentali di malattie ereditarie, anticonvulsivanti per sintomi convulsivi, ecc. Il successo di questa sezione della terapia è associato al progresso della farmacologia, fornendo una scelta sempre più ampia di farmaci. Allo stesso tempo, la decifrazione della patogenesi di ciascuna malattia consente di comprendere la causa del sintomo e, su questa base, diventa possibile una più sottile correzione farmacologica dei sintomi se la terapia patogenetica primaria non è ancora possibile.

Un esempio è lo schema generale del trattamento sintomatico multicomponente della fibrosi cistica. Il collegamento principale della patogenesi (trasporto alterato di ioni sodio e cloro) non è stato ancora corretto in questa malattia.

A causa del fatto che i pazienti espellono molto cloruro di sodio con il sudore, si consiglia ai bambini con fibrosi cistica in un clima caldo e secco di aggiungere sale da cucina al loro cibo. In caso contrario, a volte può verificarsi un collasso con shock termico.

L'insufficienza pancreatica nei pazienti (prima o poi si verifica) viene reintegrata con preparazioni di estratti secchi del pancreas di animali o enzimi in capsule (pancreatina, panzinorm , festal  ) e agenti coleretici. Con segni clinici di compromissione della funzionalità epatica, viene eseguito un ciclo di terapia appropriata (Essenziale , metionina, colina, ecc.).

I più gravi e difficili da trattare sono i disturbi respiratori. Il blocco del lume dei piccoli bronchi con muco denso provoca lo sviluppo di un'infezione nel tessuto polmonare. La terapia sintomatica (quasi patogenetica) è mirata all'ostruzione bronchiale e all'infezione. I broncospasmolitici sono usati per ridurre l'ostruzione.

e miscele espettoranti (isoprenalina, eufillina , atropina, efedrina, ecc.), farmaci mucolitici, principalmente tioli. Il metodo di somministrazione del farmaco (per inalazione, per via orale, intramuscolare) dipende dalla gravità del quadro clinico. Vengono utilizzati farmaci che riducono la produzione di muco intracellulare, come la mucodina  (carbocisteina). - Il trattamento delle complicanze infiammatorie nei polmoni nella fibrosi cistica è un compito difficile, poiché queste complicanze sono causate da diversi tipi di batteri e talvolta da funghi. A tale scopo viene effettuata una terapia antibiotica microbiologicamente controllata intensiva (cefalosporine di terza generazione, ecc.) e un trattamento con fluorochinoloni per combattere Pseudomonas aeruginosa. Gli antibiotici vengono scelti in base alla sensibilità della microflora. L'effetto maggiore è dato dall'introduzione di antibiotici per via inalatoria e parenterale. Come visto nel trattamento farmacologico della fibrosi cistica, le malattie multisintomatiche richiedono l'uso di diversi farmaci farmacocineticamente compatibili.

Il trattamento sintomatico non è solo medicinale. Molti tipi di metodi fisici di trattamento (climatoterapia, balneoterapia, vari tipi di elettroterapia, termoterapia) sono utilizzati per malattie ereditarie del sistema nervoso, malattie metaboliche ereditarie, malattie dello scheletro. Dopo tali cicli di trattamento, i pazienti si sentono molto meglio, la loro aspettativa di vita aumenta.

Non esistono praticamente tali malattie ereditarie in cui la fisioterapia non sarebbe indicata. Ad esempio, il trattamento farmacologico della fibrosi cistica è costantemente rafforzato da una varietà di procedure fisioterapiche (inalazioni, massaggi, ecc.).

I sintomi possono includere il trattamento radiologico a raggi X per i tumori ereditari prima e dopo l'intervento chirurgico.

Le possibilità di trattamento sintomatico per molte patologie sono lungi dall'essere esaurite, soprattutto per la terapia farmacologica e dietetica.

Va sottolineato che il trattamento sintomatico sarà utilizzato su larga scala in futuro, insieme al più perfetto trattamento patogenetico o addirittura etiotropico delle malattie ereditarie.

TRATTAMENTO PATOGENETICO

Il trattamento di qualsiasi malattia intervenendo nella patogenesi è sempre più efficace del trattamento sintomatico. Nelle malattie ereditarie, anche i metodi patogenetici sono i più giustificati, sebbene non siano contrari al trattamento sintomatico. Man mano che si studia la patogenesi di ogni malattia, si aprono varie possibilità di intervento in questo processo, durante il decorso della malattia o durante la guarigione. La medicina clinica si è sviluppata sulla base di idee teoriche sui processi patologici. La genetica clinica segue lo stesso percorso nello sviluppo dei trattamenti.

Negli ultimi anni, sono stati utilizzati approcci fondamentalmente nuovi basati sui risultati della genetica molecolare e biochimica per il trattamento patogenetico delle malattie ereditarie. Nel descrivere le malattie genetiche (vedi capitolo 4), sono stati forniti esempi di legami metabolici compromessi decifrati, di tutti i meccanismi biochimici mediante i quali si sviluppa un processo patologico determinato ereditariamente, da un prodotto genico anormale al quadro clinico della malattia. Naturalmente, su questa base, si può deliberatamente intervenire nella patogenesi della malattia, e tale trattamento è di fatto equiparato a quello etiotropico. Sebbene la causa principale (cioè il gene mutante) non venga eliminata, la catena del processo patologico viene interrotta e il fenotipo patologico (malattia) non si sviluppa (cioè si verifica la normocopia).

I trattamenti patogenetici dovrebbero espandersi con il progredire della genetica dello sviluppo. Finora, il suo contributo allo sviluppo di metodi per il trattamento della patologia ereditaria è insignificante, sebbene i successi degli ultimi anni siano fuori dubbio. Attualmente il trattamento si basa sulla correzione dei singoli anelli interrotti, ma sarebbe più efficace intervenire nel processo patologico a livello delle reazioni sistemiche.

Negli approcci patogenetici al trattamento delle malattie ereditarie, si presume che nei pazienti si formi una proteina anormale (enzima) o che la proteina normale non sia prodotta a sufficienza (fino alla completa assenza). Questi eventi sono seguiti da cambiamenti nella catena di trasformazione del substrato o del suo prodotto. La conoscenza di questi principi e delle modalità specifiche di attuazione dell'azione del gene aiuta a sviluppare correttamente regimi di trattamento e persino una strategia terapeutica. Questo può essere visto particolarmente chiaramente nell'esempio delle malattie metaboliche ereditarie.

Riso. 10.2. Possibili approcci al trattamento patogenetico delle malattie ereditarie

In una forma generalizzata (forse leggermente semplificata), i possibili approcci al trattamento delle malattie metaboliche ereditarie sono presentati in Fig. 10.2. Si può vedere che diversi modi di correzione possono essere usati per diverse malattie. Per la stessa malattia, gli interventi possono essere utilizzati a diversi livelli e in diverse fasi dello sviluppo del processo patologico.

In generale, gli approcci patogenetici al trattamento delle malattie ereditarie, a seconda del livello di un difetto biochimico, possono essere rappresentati come segue. Il trattamento si riduce schematicamente alla sostituzione o alla rimozione di qualcosa. Se il gene non funziona, allora il suo prodotto deve essere sostituito; se un gene non produce cosa

necessario e si formano prodotti tossici, è necessario rimuovere tali prodotti e sostituire la funzione principale; se il gene produce troppo prodotto, il suo eccesso viene rimosso.

Correzione dello scambio a livello di substrato

Tale intervento è una delle forme più comuni di trattamento per le malattie ereditarie. La correzione può essere fornita in diversi modi, esempi dei quali sono forniti di seguito. Il substrato in questo caso è il componente alimentare che viene metabolizzato con l'aiuto di un enzima geneticamente determinato (ad esempio fenilalanina, galattosio) e in una malattia ereditaria partecipa a una reazione patologica.

Restrizione di determinate sostanze negli alimenti(restrizione dietetica) è stata la prima misura di successo nel trattamento delle malattie metaboliche ereditarie, in cui non ci sono enzimi appropriati per la normale conversione dei substrati negli alimenti. L'accumulo di alcuni composti tossici o dei loro prodotti metabolici porta allo sviluppo graduale della malattia. La fenilchetonuria viene trattata con una dieta a basso contenuto di fenilalanina. Nonostante l'assenza di fenilalanina idrossilasi epatica, il legame patogenetico nello sviluppo della malattia è interrotto. Un bambino che segue una dieta artificiale da diversi anni non soffrirà più di una forma grave della malattia. Dopo alcuni anni, la sensibilità del sistema nervoso alla fenilalanina e ai suoi prodotti di trasformazione è nettamente ridotta e la restrizione dietetica può essere ridotta. Restrizione dietetica non significa necessariamente formulare una dieta speciale. Ad esempio, un nuovo metodo per limitare l'assunzione dietetica di fenilalanina nella fenilchetonuria si basa sull'ingestione di capsule di gelatina contenenti un enzima vegetale che libera il cibo dalla fenilalanina. Con questo trattamento, la concentrazione di fenilalanina nel sangue si riduce del 25%. Questo metodo è particolarmente utile nei pazienti anziani con fenilchetonuria e nelle donne in gravidanza che non necessitano di una dieta rigorosa.

La restrizione dietetica è utilizzata nel trattamento di molte malattie ereditarie del metabolismo dei carboidrati e degli aminoacidi (galattosemia, intolleranza ereditaria al fruttosio e al lattosio, argininemia, citrullinemia, cistinuria, istidinemia, acidemia metilmalonica, tirosinemia, acidemia propionica) e altre.

malattie con un difetto primario noto. Vengono utilizzate diete specifiche per ogni malattia.

Limitando alcune sostanze nella dieta, è anche possibile trattare malattie per le quali non è stato ancora decifrato il difetto nel prodotto genico primario. È stato accertato empiricamente, ad esempio, che nella malattia celiaca (vedi capitolo 7), il glutine provoca sintomi dispeptici costanti. Per curare questa malattia è sufficiente escludere dal cibo gli alimenti contenenti glutine.

Sebbene la restrizione selettiva di determinate sostanze negli alimenti sia ampiamente utilizzata per migliorare il trattamento di alcune malattie metaboliche ereditarie, ci sono ancora molte questioni irrisolte. Ad esempio, nonostante 35 anni di esperienza nel trattamento della fenilchetonuria, i limiti ottimali della dieta, la durata del ciclo di trattamento per i bambini, la necessità di restrizione nelle forme meno gravi di deficit enzimatico e i principi di individualizzazione del la dieta non è stata ancora completamente determinata. La restrizione dietetica deve essere effettuata sotto stretto controllo metabolico biochimico.

integratore alimentare viene utilizzato meno frequentemente rispetto alla restrizione, ma questa tecnica è efficace anche nel trattamento patogenetico ed è entrata nella pratica del trattamento di due malattie metaboliche.

Nella sindrome di Hartnap, a seguito di un difetto nella funzione di trasporto delle cellule della mucosa intestinale, si verifica il malassorbimento del triptofano. La conseguenza biochimica di ciò è l'assenza di triptofano nel sangue, iperaminoacidosi, carenza endogena di acido nicotinico. I pazienti hanno manifestazioni dermatologiche, neurologiche e psichiatriche di pellagra. I sintomi della malattia diminuiscono o addirittura scompaiono con l'introduzione nella dieta del bambino di cibi ricchi di proteine ​​(4 g/kg al giorno) e l'aggiunta di nicotinamide o acido nicotinico (40-200 mg 4 volte al giorno).

Un argomento particolarmente convincente a favore del trattamento delle malattie ereditarie con l'integrazione alimentare è fornito dal trattamento della glicogenosi di tipo III (deficit di amilo-1,6-glucosidasi). Questa malattia è accompagnata da epatosplenomegalia, ipoglicemia a digiuno, miopatia progressiva, atrofia muscolare, cardiomiopatia a seguito di una violazione del ciclo alanina-glucosio (bassa concentrazione di alanina). Questo porta alla rottura degli amminoacidi nei muscoli durante la gluconeogenesi. La maggior parte dei bambini malati migliora se le proteine ​​\u200b\u200bforniscono il 20-25% del valore energetico del cibo e i carboidrati - non più del 40-50%.

Aumento dell'escrezione del substrato della reazione patologica può essere effettuato con vari metodi che riducono la concentrazione del substrato tossico. La completa liberazione dai prodotti metabolici patologici è difficile da ottenere. Un esempio di aumentata escrezione di substrato è l'effetto dei chelati nella degenerazione epatolenticolare. Ad esempio, la penicillamina lega, mobilizza e accelera l'escrezione di ioni di rame accumulati intracellularmente.

Con le emoglobinopatie, è necessaria una maggiore escrezione di ferro in modo che l'emosiderosi degli organi parenchimali non si sviluppi.

Utilizzata per questi scopi, la deferoxamina (desferal*) accumula ferritine e libera l'organismo dal ferro in eccesso.

Anche le vie metaboliche indirette possono essere efficacemente utilizzate per rimuovere il substrato. Ad esempio, il normale livello di acido urico nel sangue può essere assicurato dall'escrezione di azoto residuo sotto forma non solo di urea, ma anche dei suoi metaboliti. Questa tecnica è usata per trattare malattie ereditarie causate da molte enzimopatie del ciclo dell'urea. Esempi simili sono noti per altre forme di malattie metaboliche ereditarie.

Sopra c'erano esempi di una maggiore eliminazione dei substrati con l'aiuto di farmaci. Gli stessi obiettivi possono essere raggiunti con l'aiuto di metodi fisico-chimici di rilascio dal substrato accumulato nel sangue (plasmaferesi ed emosorbimento).

La plasmaferesi rimuove un grande volume di plasma contenente una sostanza tossica. La plasmaferesi può essere utilizzata per liberare il sangue da lipidi in eccesso, acidi grassi, acido fitanico. Questo metodo è efficacemente utilizzato nel trattamento della malattia di Refsum. Sono stati fatti i primi tentativi riusciti di trattare due malattie da accumulo lisosomiale, la malattia di Fabry e la malattia di Gaucher, con la plasmaferesi.

L'emosorbimento aiuta a rimuovere selettivamente sostanze o classi di sostanze legandole a ligandi correlati. Questo metodo è già utilizzato per trattare l'ipercolesterolemia familiare. L'eparina-agarosio è usata come ligando per il legame extracorporeo di LDL, che, sfortunatamente, dà un effetto a breve termine. I livelli di colesterolo sono tornati al basale 3-7 giorni dopo il trattamento.

Le strade alternative di uno scambio all'atto di cura di malattie ereditarie sono condotte in etichetta. 10.1.

Tabella 10.1. Vie metaboliche alternative nel trattamento delle malattie ereditarie

Questo metodo di trattamento è per molti aspetti simile ai metodi di rimozione potenziata del substrato. La differenza sta solo nei modi per raggiungere l'obiettivo: in un caso, il substrato viene escreto direttamente e nell'altro il substrato viene prima convertito in una sorta di composto, quindi questo composto viene rimosso.

inibizione metabolica viene utilizzato quando è necessario rallentare la sintesi di un substrato accumulato durante una malattia ereditaria o il suo precursore. Vari composti fisiologicamente attivi sono usati come inibitori. Ad esempio, nella sindrome di Lesch-Nyhan e nella gotta viene utilizzato l'allopurinolo, che inibisce la xantina ossidasi, riducendo così la concentrazione di acido urico nel sangue. Il ciprofibrato inibisce la sintesi

gliceridi e quindi riduce efficacemente la concentrazione di lipidi nei pazienti con ipercolesterolemia (tipo III). La stricnina compete per legare la glicina ai recettori nel sistema nervoso centrale, che migliora le funzioni respiratorie e motorie, la cui inibizione è causata da alti livelli di glicina nel liquido cerebrospinale nella grave iperglicinemia non chetonica.

Correzione del metabolismo a livello del prodotto genico

Questo approccio è stato utilizzato da molto tempo, poiché in molti casi in medicina clinica per alcune malattie è stato stabilito il ruolo patogeneticamente chiave dell'assenza di alcune sostanze (insulina, ormoni della crescita, globuline antiemofile, ecc.).

Rimborso del prodotto(o aggiunta) allo scopo di correggere il metabolismo viene utilizzato per tali disturbi, la cui patogenesi è causata da un enzima anormale che non fornisce la produzione di un prodotto o di un altro composto biologicamente attivo.

Esistono già molti esempi di approcci efficaci alla "correzione" dei disordini metabolici ereditari sostituendo il prodotto: l'introduzione degli steroidi necessari per l'iperplasia surrenale congenita, la tiroxina per l'ipotiroidismo, l'ormone della crescita per il nanismo ipofisario, l'uridina per l'aciduria orotica. Sfortunatamente, non ci sono ancora esempi di sostituzione proteica intracellulare, sebbene siano stati fatti tentativi in ​​questa direzione (ad esempio, nel trattamento delle malattie lisosomiali).

Esempi simili sono noti non solo per i disturbi metabolici, ma anche per altre malattie ereditarie. Pertanto, l'introduzione della globulina antiemofila previene il sanguinamento nell'emofilia, la γ-globulina aiuta con l'agammaglobulinemia, l'insulina - nel diabete.

Nell'acrodermatite enteropatica, la carenza di zinco si sviluppa a causa di un difetto nel fattore legante lo zinco nell'intestino. In questo caso, la condizione dei pazienti è ugualmente migliorata dall'introduzione del latte materno contenente un fattore legante lo zinco e dall'assunzione di preparati di zinco all'interno. Non appena la concentrazione di zinco nel sangue raggiunge un livello normale, le condizioni dei pazienti migliorano immediatamente.

Per una cura basata sul principio del rimborso del prodotto, bisogna conoscere i sottili meccanismi di patogenesi e intervenire su questi meccanismi (rimborsare il prodotto) con cura e attenzione. Pertanto, i tentativi preliminari di trattare la malattia di Menkes sostituendo il rame non hanno funzionato

ha portato al successo, sebbene la concentrazione di rame e ceruloplasmina nel sangue dei pazienti abbia raggiunto un livello normale. Si è scoperto che il difetto di questa malattia è dovuto a una violazione della regolazione della sintesi della proteina legante il rame, che fornisce il contenuto intracellulare di rame. Per questo motivo i preparati di rame non hanno migliorato le condizioni dei pazienti.

La necessità di conoscere i sottili meccanismi del metabolismo per il trattamento può essere illustrata dall'esempio dell'ipofosfatemia legata all'X. In questa malattia, un difetto renale primario nell'assorbimento del fosfato porta a un'alterata (diminuzione) mineralizzazione ossea (rachitismo) e ipocalcemia. Il fosfato orale e l'1,25-diidrossicolecalciferolo migliorano la mineralizzazione ossea e riducono l'ipocalcemia, ma non modificano il difetto primario della perdita urinaria di fosfato. A questo proposito, esiste un alto rischio di ipercalcemia, il che significa che durante il trattamento è necessario controllare il contenuto di calcio nel sangue.

In generale, possiamo aspettarci ulteriori progressi nel trattamento patogenetico sostituendo i prodotti (proteine, ormoni) in connessione con i successi della biologia fisico-chimica, dell'ingegneria genetica e della biotecnologia. I metodi di ingegneria genetica stanno già producendo specifiche proteine ​​umane e ormoni necessari per ricostituire il legame metabolico interrotto nel trattamento delle malattie ereditarie (insulina, somatotropina, IFN, ecc.).

I successi nell'ottenimento e nell'allevamento sono ben noti. animali da laboratorio transgenici. Sebbene tecnicamente la creazione di animali da fattoria transgenici sia molto più difficile di quelli da laboratorio, è un compito risolvibile. Dai grandi animali puoi ottenere una grande quantità di proteine. Gli animali transgenici le cui cellule producono le proteine ​​desiderate possono essere chiamati bioreattori. Puoi ottenere prole da loro, ad es. la riproduzione è possibile di generazione in generazione.

La creazione di animali transgenici inizia con la reticolazione di due geni, ciascuno dei quali viene clonato separatamente. Un gene codifica per la proteina desiderata, l'altro viene prelevato dalla ghiandola o da un altro organo che produrrà questa proteina. Ad esempio, se la proteina viene prodotta nel latte, i geni specifici dell'organo saranno quelli della ghiandola mammaria.

Il DNA di fusione viene iniettato in un ovulo o embrione fecondato. In circa l'1-5% dei casi viene inserito il DNA

Riso. 10.3. Maiale transgenico che produce emoglobina umana

Riso. 10.4. Toro transgenico con gene della lattoferrina umana. Da lui sono stati ottenuti vitelli con lo stesso gene

nel genoma. Tutte le uova vengono impiantate nell'utero delle femmine e gli animali nati vengono controllati per la presenza del gene ibrido. Dall'animale fondatore si ottiene la prole e si crea così un branco.

Un esempio di bioreattore vivente è un maiale che produce emoglobina umana (Figura 10.3). È stato "progettato" nel 1991. Circa il 15% degli eritrociti di maiale contiene emoglobina umana. Il suo

può essere separato dall'emoglobina suina mediante metodi preparativi. Tale emoglobina non contiene virus umani, sebbene in alcuni casi non siano escluse reazioni allergiche.

Un altro animale transgenico è una mucca che produce lattoferrina umana, che viene escreta nel latte. A seguito dell'impianto di un uovo transgenico nacque un toro (Fig. 10.4), che divenne il padre di molte giovenche transgeniche, producendo successivamente lattoferrina con il latte.

Riso. 10.5. Una capra transgenica il cui latte contiene un attivatore del plasminogeno (enzima trombolitico)

Sono stati ottenuti anche altri animali transgenici. Una capra transgenica (Fig. 10.5) secerne un attivatore del plasminogeno con il latte, che scioglie i coaguli di sangue, conigli transgenici - l'enzima α-glucosidasi per il trattamento della malattia di Pompe, polli transgenici depongono uova con anticorpi umani.

Negli ultimi anni, gli scienziati nazionali hanno sviluppato un metodo meno dispendioso in termini di tempo e poco costoso per la transgenesi dell'organo bersaglio. Il gene necessario non viene iniettato nell'uovo, ma direttamente nella ghiandola mammaria. Il transgene in tali animali è presente solo nella mammella. Sono state ottenute mucche, maiali e capre transgeniche somatiche che fungono da bioreattori per l'industria farmaceutica.

Correzione del metabolismo a livello degli enzimi

La strada a più stadi di trasformazione di un sostrato nel corso di uno scambio è effettuata per mezzo degli enzimi corrispondenti. Un ampio gruppo di malattie ereditarie è causato da mutazioni nei geni che determinano la sintesi di enzimi (enzimopatie). L'intervento nello sviluppo della malattia (correzione) a livello dell'enzima è un esempio di trattamento patogenetico degli stadi primari, cioè avvicinarsi al trattamento etiotropico. Questo tipo di trattamento viene utilizzato per correggere malattie metaboliche ereditarie in cui è noto un enzima funzionalmente anormale. Per tale trattamento è possibile somministrare un cofattore o indurre (inibire) la sintesi dell'enzima con l'ausilio di farmaci o compensare la mancanza dell'enzima.

L'introduzione di un cofattore è utilizzata in molte malattie ereditarie. Come è noto, alcune anomalie metaboliche congenite sono associate ad alterata sintesi o trasporto di specifici cofattori, che altera la normale attività catalitica dell'enzima. In questi casi, l'aggiunta di un cofattore appropriato aumenta l'attività dell'enzima e corregge ampiamente il difetto metabolico. È stato dimostrato che negli stati vitamina-dipendenti, un aumento dell'attività residua dei complessi enzimatici mutanti fornisce non solo un miglioramento biochimico, ma anche clinico della condizione. Sono noti numerosi esempi di trattamento di malattie ereditarie mediante l'aggiunta di cofattori, la cui classificazione tutt'altro che esaustiva è presentata in Tabella. 10.2.

Tabella 10.2. Disturbi metabolici, nel trattamento dei quali viene aggiunto un cofattore

La tabella 10.2 mostra che nel trattamento delle malattie ereditarie, lo stesso cofattore può svolgere funzioni diverse. Sembra che ci sarà una promettente introduzione di un cofattore per il trattamento intrauterino del feto (come nel caso dell'acidemia metilmalonica β-dipendente).

Modifica dell'attività enzimatica

Questo è un approccio già consolidato nel trattamento delle malattie metaboliche ereditarie. La strategia di un tal trattamento è riflessa in tavola. 10.3 per esempi selezionati.

Tabella 10.3. Trattamento delle malattie ereditarie mediante modificazione dell'attività enzimatica

Fine della tabella 10.3

L'induzione della sintesi enzimatica può essere utilizzata per aumentare l'attività enzimatica residua somministrando farmaci. Ad esempio, il fenobarbital e farmaci correlati stimolano la funzione del reticolo endoplasmatico e la sintesi di enzimi ad esso specifici. A questo proposito, il fenobarbital è usato per trattare le sindromi di Gilbert e Crigler-Najjar. Questo riduce il livello di bilirubina nel plasma sanguigno. Questo approccio è di particolare importanza nelle malattie causate da una produzione insufficiente di enzimi prodotti nel reticolo endoplasmatico.

L'induzione della sintesi enzimatica con danazolo (un derivato dell'etiniltestosterone) è stata utilizzata per trattare il deficit di α1-antitripsina e l'angioedema. In caso di insufficienza di α 1 -antitripsina, l'uso di danazolo per 30 giorni aumenta significativamente il livello di questa proteina nel siero. Pertanto, questo metodo può essere utilizzato per prevenire complicanze polmonari.

L'angioedema è accompagnato da una diminuzione del 50% della quantità di inibitore dell'esterasi C sierica funzionalmente attiva. L'uso di androgeni aumenta il livello di inibitore dell'esterasi di 3-5 volte. Il danazolo orale profilattico riduce o previene l'angioedema acuto, produce una virilizzazione minima ed è associato alla minima tossicità epatica.

La soppressione della sintesi enzimatica viene utilizzata per trattare le porfirie acute, la cui base biochimica è l'aumento della produzione di aminolevulinato sintetasi. L'ematina inibisce la sintesi di questo enzima e allevia rapidamente gli attacchi acuti di porfiria.

Rimborso enzimatico

I successi della moderna enzimologia consentono di individuare questa sezione nel trattamento patogenetico delle malattie ereditarie. Si tratta di un intervento a livello del prodotto proteico primario del gene. I metodi moderni consentono di ottenere una tale quantità di enzima attivo per scopi sperimentali e clinici, necessaria per reintegrarlo in alcune malattie ereditarie. I casi di terapia compensatoria sono stati discussi sopra: ormoni per endocrinopatie, globulina antiemofila per emofilia, γ-globulina per agammaglobulinemia. Secondo lo stesso principio di corrispondenza esatta del prodotto mancante, viene costruita una strategia di terapia enzimatica.

Il problema principale degli sviluppi moderni nel campo della terapia enzimatica sono i metodi di consegna degli enzimi alle cellule bersaglio e alle formazioni subcellulari coinvolte nella patologia metabolica.

L'ipotesi di lavoro della somministrazione esogena dell'enzima era basata sul fatto che i lisosomi sono spesso sede di un processo patologico e allo stesso tempo svolgono un ruolo importante nel metabolismo cellulare. La possibilità di rilascio di enzimi ai lisosomi, la conservazione della loro attività nella cellula e l'interazione con il substrato sono state testate in esperimenti con colture di fibroblasti ottenute da individui con varie malattie da accumulo lisosomiale. Gli enzimi introdotti nel mezzo di coltura hanno migliorato lo scambio del rispettivo composto. Tale correzione è stata dimostrata in varie glicosfingolipidosi, mucopolisaccaridosi, glicogenosi e glicoproteinosi. Gli esperimenti hanno dimostrato che è possibile sostituire l'enzima che penetra nella cellula, raggiunge i lisosomi e normalizza la trasformazione del substrato. Tuttavia, la somministrazione intramuscolare, endovenosa e intratracheale di enzimi derivati ​​da funghi o organi di bovini, pazienti debilitati con glicogenosi, mucopolisaccaridosi, leucodistrofia metacromatica e malattia di Fabry non ha dato risultati positivi seri. Pertanto, nella strategia della terapia enzimatica, è stato necessario determinare le direzioni principali, che sono riassunte di seguito.

La possibilità di ottenere una quantità sufficiente di enzimi stabili, non immunogenici e sterili con elevata attività specifica.

Protezione dell'attività introdotta dalla biotrasformazione e dalla sorveglianza immunitaria, nonché dalla consegna di enzimi al tessuto bersaglio e alle formazioni subcellulari coinvolte nel processo patologico.

Convalida del modello di mammifero per valutare e selezionare la migliore strategia di terapia enzimatica.

Sperimentazioni biochimiche e cliniche opportunamente pianificate e autorizzate nei pazienti.

Negli anni '70 del XX secolo. è stata dimostrata la possibilità di ottenere enzimi dai tessuti umani e sono stati sviluppati sistemi per monitorare il destino degli enzimi nel corpo dei mammiferi. I primi studi clinici sono stati condotti in vari disturbi lisosomiali. Questi erano GM2-gangliosidosi (β-esosaminidasi A dalle urine), glicogenosi di tipo II (α-galattosidasi placentare), malattia di Fabry (α-galattosidasi placentare), malattia di Gaucher (β-glucosidasi placentare). Prima dei test clinici, si è scoperto che enzimi umani altamente purificati idrolizzano il substrato naturale. Il test ha dimostrato che gli enzimi, quando somministrati per via endovenosa o sottocutanea, si trovano nel tessuto epatico. Allo stesso tempo, la concentrazione di enzimi nel sangue diminuisce e aumenta nel fegato. Tuttavia, non penetrano nel cervello a causa delle funzioni di barriera delle meningi. Ciò porta alla conclusione sulla necessità di una consegna specifica di enzimi alle cellule bersaglio in ciascuna malattia. La loro consegna a diverse strutture cellulari può richiedere una purificazione specifica o qualche modifica chimica dell'enzima.

Nello sviluppo di metodi per il trattamento delle malattie ereditarie con enzimi, prima di tutto, è necessario concentrarsi sui meccanismi patogenetici delle malattie: in quali cellule, in che modo e in quale forma si deposita il substrato della reazione, su da un lato, e in che modo l'enzima raggiunge normalmente il substrato, quali sono le fasi intermedie del metabolismo, dall'altro. È l'intervento nel meccanismo fisiopatologico responsabile della sintesi, distribuzione e accumulo del substrato che può essere utilizzato a scopo terapeutico: in alcuni casi è necessario aumentare il tempo di circolazione dell'enzima nel sangue, in altri, per facilitare il rilascio dell'enzima a cellule strettamente definite.

Dall'analisi della patologia cellulare primaria in varie malattie da accumulo lisosomiale, si può vedere che anche malattie essenzialmente simili differiscono l'una dall'altra.

Il difetto primario è localizzato nei neuroni (sfingolipidosi, glicoproteinosi), nelle cellule del sistema reticoloendoteliale (malattia di Niemann-Pick, malattia di Gaucher), endotelio, cellule di Schwann, muscoli striati.

Gli sviluppi sperimentali nel campo della terapia enzimatica delle malattie ereditarie hanno permesso di valutare oggettivamente la cattura di molecole enzimatiche da parte di recettori, epatociti, cellule del sistema reticoloendoteliale, fibroblasti, cellule endoteliali vascolari, ecc. Ciò ha aumentato le possibilità di sviluppo mirato del trattamento delle malattie ereditarie, principalmente utilizzando nuovi metodi di consegna degli enzimi alle cellule bersaglio in vescicole portatrici sintetiche o microcapsule di liposomi o in elementi naturali - eritrociti autologhi. Tali metodi di consegna vengono sviluppati per trattare non solo malattie ereditarie, ma anche altre patologie. La somministrazione mirata di farmaci a organi, tessuti e cellule è un problema urgente per la medicina in generale.

I moderni progressi nella biologia fisico-chimica consentono di creare nuove forme di preparati enzimatici microincapsulati (consegna mediata) o fornire una cattura più completa dell'enzima circolante nel sangue da parte dei recettori delle cellule bersaglio (ricezione mediata).

Il liposoma è una vescicola multistrato con strati alternati di acqua e lipidi. Quando si formano i liposomi, è possibile modificare la carica di parete, la loro dimensione e il numero di strati. Gli anticorpi contro le cellule bersaglio possono essere cuciti alla membrana del liposoma, che fornirà una consegna più precisa dei liposomi. I liposomi carichi di enzimi sono ben assorbiti dalle cellule in varie vie di somministrazione. Il loro guscio lipidico viene distrutto dalla lipasi endogena e l'enzima rilasciato interagisce con il substrato.

Insieme alla creazione di vettori artificiali - liposomi - vengono sviluppati metodi per caricare gli eritrociti con enzimi. In questo caso si possono utilizzare eritrociti omologhi o addirittura autologhi. Il carico enzimatico può essere effettuato mediante ipotonia o dialisi o mediante endocitosi indotta da clorpromazina.

Le prospettive per il trattamento delle malattie ereditarie mediante sostituzione enzimatica dipendono dal successo dell'enzimologia, dell'ingegneria cellulare e della biologia fisico-chimica. Nuovi approcci dovrebbero garantire l'isolamento di enzimi altamente purificati da specifici tessuti umani, la loro introduzione nella forma attiva nella cellula mediante ricezione mediata o rilascio mediato, la prevenzione della bioinattivazione e l'esclusione delle risposte immunitarie. Esistono già approcci per risolvere ciascuno di questi problemi, quindi possiamo sperare in uno sviluppo ancora più efficace della terapia enzimatica per le malattie ereditarie.

CHIRURGIA

Il trattamento chirurgico delle malattie ereditarie occupa un posto importante nel sistema di assistenza medica per i pazienti. Ciò è dovuto al fatto che, in primo luogo, molte forme di patologia ereditaria sono accompagnate da anomalie morfogenetiche, comprese le malformazioni. In secondo luogo, l'espansione delle possibilità della tecnologia chirurgica ha reso accessibili molte operazioni difficili. In terzo luogo, la rianimazione e la terapia intensiva salvano la vita dei neonati con malattie ereditarie e tali pazienti necessitano di successive cure chirurgiche.

L'assistenza chirurgica per i pazienti con patologia ereditaria in generale comprende la rimozione, la correzione, il trapianto. Le operazioni sono spesso finalizzate all'eliminazione dei sintomi della malattia. Tuttavia, in alcuni casi, la cura chirurgica va oltre il trattamento sintomatico, avvicinandosi al trattamento patogenetico a tutti gli effetti. Ad esempio, lo shunt chirurgico può essere utilizzato per modificare il percorso di trasformazione patologica dei substrati delle reazioni patologiche. Con la glicogenosi di tipo I e III, viene eseguita un'anastomosi tra il portale e la vena cava inferiore. Ciò consente a parte del glucosio, dopo l'assorbimento nell'intestino, di bypassare il fegato e di non depositarsi in esso sotto forma di glicogeno. Una soluzione alternativa simile è stata proposta per l'ipercolesterolemia familiare (tipo IIa) mediante anastomosi tra il digiuno e l'ileo. Questo porta ad una diminuzione dell'assorbimento del colesterolo.

Esempi di trattamenti chirurgici generali possono essere l'intervento chirurgico per la poliposi ereditaria del colon (la sua rimozione), la splenectomia per le emoglobinopatie, l'asportazione dell'occhio per

retinoblastoma, reni con tumore di Wilms, ecc. In alcuni casi, il trattamento chirurgico fa parte di una terapia complessa. Ad esempio, con la fibrosi cistica, il meconio ileo è possibile nei neonati e il pneumotorace si verifica durante lo sviluppo della malattia. Entrambi vengono rimossi chirurgicamente.

svolge un ruolo importante nel trattamento delle malattie ereditarie chirurgia ricostruttiva: con labbro leporino, difetti cardiaci congeniti, atresia del tratto gastrointestinale, ipospadia, per la correzione del sistema muscolo-scheletrico, ecc.

Trapianto di organi e tessuti come metodo per curare le malattie ereditarie sta entrando sempre più nella pratica. L'allotrapianto può essere visto come il trasferimento di informazioni genetiche normali a un paziente con un disturbo metabolico. Questo approccio prevede il trapianto di cellule, tessuti e organi contenenti DNA normale per produrre enzimi attivi o altri prodotti genici nel ricevente. È particolarmente efficace quando il processo patologico è limitato a un organo o tessuto, che viene trapiantato.

L'allotrapianto viene già eseguito per varie malattie ereditarie e consente di compensare continuamente la mancanza di un enzima, di un ormone, di funzioni immunitarie o di proteggere efficacemente l'organo da disturbi funzionali causati da mutazioni genetiche strutturali. La tabella 10.4 elenca le malattie ereditarie per le quali viene utilizzato l'allotrapianto.

Tabella 10.4. L'uso dell'allotrapianto per il trattamento patogenetico delle malattie ereditarie

Fine della tabella 10.4

Il trapianto moderno ha un grande potenziale e i suoi successi possono essere utilizzati nel trattamento delle malattie ereditarie. Esistono numerose segnalazioni di trapianti di organi riusciti (midollo osseo, timo, fegato fetale, fegato donatore, pancreas, milza e soprattutto rene) nei casi menzionati nella tabella. 10.4 stati. Il trapianto corregge i meccanismi patologici delle malattie ereditarie.

Oltre al trapianto di organi, si stanno sviluppando metodi di trapianto di cellule, la cui funzione occupa un posto chiave nella patogenesi dei disordini metabolici ereditari. La terapia con cellule staminali sarà discussa di seguito.

In conclusione, occorre prestare attenzione alle enormi possibilità di trattamento chirurgico delle malattie ereditarie, che non sono ancora pienamente utilizzate. A questo proposito, la microchirurgia e la chirurgia endoscopica sono molto promettenti.

TRATTAMENTO ETIOTROPICO: TERAPIA CELLULARE E GENICA

introduzione

Il trattamento etiotropico di qualsiasi malattia è ottimale, poiché elimina la causa principale della malattia e, di conseguenza, la cura completamente. Nonostante il successo della terapia sintomatica e patogenetica delle malattie ereditarie, la questione del loro trattamento etiotropico non viene rimossa. Più profonda è la conoscenza nel campo della teoria

biologia biologica, più spesso verrà sollevata la questione del trattamento radicale delle malattie ereditarie.

Tuttavia, l'eliminazione della causa di una malattia ereditaria comporta manipolazioni così gravi con le informazioni genetiche di una persona, come la consegna di un gene normale in una cellula, lo spegnimento di un gene mutante e la mutazione inversa di un allele patologico. Questi compiti sono abbastanza difficili anche con interventi negli organismi più semplici. Inoltre, per condurre un trattamento etiotropico di qualsiasi malattia ereditaria, è necessario modificare la struttura del DNA e non in una cellula, ma in molte cellule funzionanti (e solo in quelle funzionanti!). Prima di tutto, per questo è necessario sapere quale cambiamento si è verificato nel gene a seguito della mutazione, ad es. la malattia ereditaria deve essere descritta in formule chimiche.

Le difficoltà del trattamento etiotropico delle malattie ereditarie sono evidenti, ma esistono già numerose opportunità per superarle, create dalla riuscita decodifica del genoma umano e dai progressi della medicina molecolare.

Alcune fondamentali scoperte nel campo della genetica e della biologia molecolare hanno creato i presupposti per lo sviluppo e la sperimentazione clinica di metodi per il trattamento etiotropico delle malattie ereditarie (terapia genica e cellulare).

In esperimenti con virus tumorali contenenti RNA e DNA (primi anni '70), è stata rivelata la capacità dei virus di trasferire geni in cellule trasformate ed è stato formulato il concetto di utilizzare virus come portatori di geni, in altre parole, il concetto di creare sistema vettoriale(DNA ricombinante). Entro la metà degli anni '70, il successo ottenuto negli esperimenti con il DNA ricombinante forniva possibilità quasi illimitate per isolare i geni eucariotici (inclusi quelli umani) e manipolarli. All'inizio degli anni '80 è stata dimostrata l'elevata efficienza del trasferimento genico basato su sistemi vettoriali nelle cellule di mammifero. in vitro E in vivo.

Le questioni fondamentali della terapia genica nell'uomo sono state risolte. In primo luogo, i geni possono essere isolati insieme alle regioni fiancheggianti (confine) contenenti almeno importanti sequenze regolatorie. In secondo luogo, i geni isolati sono facili da inserire in cellule estranee. La "chirurgia" del trapianto di geni è varia.

I termini per la terapia genica si sono sviluppati molto rapidamente. Il primo protocollo di terapia genica umana è stato redatto nel 1987 e testato nel 1989 e dal 1990 è già iniziata la terapia genica dei pazienti.

Il trattamento etiotropico delle malattie ereditarie può essere effettuato a livello di cellule o geni. Il corpo del paziente deve ricevere informazioni genetiche aggiuntive in grado di correggere un difetto ereditario, con il genoma di una cellula allogenica o sotto forma di un costrutto geneticamente creato appositamente.

Sotto il termine "terapia cellulare" comprendere il metodo di trattamento mediante trapianto di cellule. Le cellule trapiantate conservano il genotipo del donatore, quindi il trapianto può essere considerato una forma di terapia genica perché comporta un'alterazione del genoma somatico. Terapia genetica- un metodo di trattamento che introduce informazioni genetiche aggiuntive nelle cellule di un individuo a livello di DNA o RNA (costrutti geneticamente modificati) o modificando l'espressione genica.

In generale, finora sono state identificate quattro aree di trattamento etiotropico:

Trapianto di cellule allogeniche (terapia cellulare);

Introduzione di costrutti geneticamente modificati nei tessuti del paziente (terapia genica);

Trapianto di cellule transgeniche con un costrutto geneticamente modificato bersaglio (terapia di combinazione);

Modifica dell'espressione genica (terapia genica).

Terapia cellulare

Il trapianto di cellule o la terapia cellulare fa attualmente parte della medicina rigenerativa in forte espansione. Per quanto riguarda la cura delle malattie ereditarie, si parla di trapianto di cellule allogeniche, perché il trapianto autologo non modifica il genoma della cellula mutante. I risultati più efficaci della terapia cellulare possono essere raggiunti con il trapianto cellule staminali. Hanno la capacità di moltiplicarsi in uno stato indifferenziato e la loro altra parte si differenzia in cellule di un organo patologicamente alterato, migliorandone la funzione. Cosa sono le cellule staminali, dove si trovano, quali sono le loro varietà e funzioni, vedi il libro "Biologia delle cellule staminali e tecnologie cellulari in 2 volumi". ed. MA Paltsev.

Le fonti di cellule staminali sono presentate nella tabella. 10.5.

Tabella 10.5. Tipi di cellule staminali utilizzate per il trattamento di malattie ereditarie

Il midollo osseo e le cellule staminali ematopoietiche ottenute durante la sua coltivazione, così come le cellule stromali mesenchimali multipotenti, sono le prime in termini di tempo di applicazione e volume di trapianti cellulari eseguiti. Alla fine degli anni '60 del secolo scorso, per la prima volta, il trapianto di midollo osseo è stato utilizzato per trattare le immunodeficienze primarie. Negli ultimi anni, il sangue cordonale è stato utilizzato anche come fonte di cellule staminali ematopoietiche e mesenchimali stromali.

Il fegato degli embrioni è una buona fonte di cellule staminali di differenziazione epatica e non epatica (dopo la coltivazione). La frazione cellulare del fegato embrionale dopo il trapianto nel corpo del ricevente svolge le funzioni del fegato, che è particolarmente importante nei casi di emergenza di danno epatico.

I muscoli striati in coltura formano mioblasti, miociti, mesangioblasti, che hanno la capacità di auto-riprodursi e differenziarsi nella direzione opposta in cellule muscolari striate.

Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche è utilizzato principalmente come terapia efficace per le malattie metaboliche ereditarie malattie da accumulo lisosomiale E perossisomiale. In totale, nel mondo sono stati eseguiti circa 1000 trapianti per più di 20 malattie. Trattamento con trapianto di cellule staminali ematopoietiche

le malattie metaboliche ereditarie si basano sulla produzione di enzimi mancanti nel corpo a causa del funzionamento delle cellule donatrici. Di tutte le punture cliniche per più di 20 malattie, solo tre forme hanno risultati convincenti che consentono di raccomandare il trapianto di tali cellule come metodo di trattamento. Questo Sindrome di Hurler, adrenoleucodistrofia legata all'X E Malattia di Krabbe(leucodistrofia a cellule globoidi). Per queste forme sono state elaborate le condizioni di condizionamento, la terapia pre-trapianto, le indicazioni rigorose e l'età dei bambini.

Un'ampia sezione della terapia cellulare è occupata da malattie del sangue e degli organi ematopoietici associati all'insufficienza dei prodotti del midollo osseo. La condizione più importante è la selezione dei donatori secondo gli antigeni HLA al fine di ridurre la reazione del trapianto contro l'ospite. Senza soffermarci sul lato tecnico della terapia cellulare, elenchiamo le malattie che sono già trattate con cellule staminali ematopoietiche. Ciò non esclude altri tipi di trattamento. Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche è utilizzato nel trattamento delle seguenti malattie: Anemia di Fanconi, immunodeficienze primarie, emoglobinopatie. La trasfusione di frazioni monocitiche di midollo osseo dà risultati peggiori a causa della maggiore antigenicità delle cellule mature rispetto alle cellule staminali ematopoietiche.

Più di 15 anni fa, la terapia cellulare veniva usata per trattare le malattie ossee ereditarie - acondroplasia e osteogenesi imperfetta. Cellule stromali mesenchimali trapiantate ottenute dal midollo osseo. Il trattamento mirava a migliorare la crescita ossea. In effetti, l'uso di cellule stromali mesenchimali ha dato l'effetto di un allungamento osseo accelerato nell'osteogenesi da distrazione nell'acondroplasia e un aumento significativo della crescita nei pazienti con osteogenesi imperfetta.

Per la terapia cellulare delle malattie del sistema nervoso, ci sono molte fonti di cellule staminali: dal sistema nervoso, dal tessuto adiposo, dal midollo osseo, ecc. Le cellule stromali mesenchimali del midollo osseo possono differenziarsi in cellule staminali neutre. Sebbene siano in corso numerosi sviluppi sperimentali, nuovi approcci si stanno confermando, nuovi protocolli clinici per il trattamento di pazienti affetti da cellule staminali con malattie complesse come il morbo di Alzheimer, la corea di Huntington, il morbo di Parkinson, la miopatia di Duchenne, sono attualmente in fase di sperimentazione uno

non sono stati ottenuti risultati significativi del trattamento. Tutti i protocolli clinici per la terapia cellulare del sistema nervoso sono controlli primari per la tossicità e la biosicurezza.

L'efficacia del trattamento con cellule staminali è generalmente bassa e l'effetto terapeutico persiste solo per i primi 6 mesi, quindi la terapia cellulare dovrebbe essere considerata come un metodo di trattamento aggiuntivo, piuttosto che principale. Un importante metodo di trattamento è la combinazione della terapia cellulare con medicinali, in particolare enzimatici, per le malattie metaboliche ereditarie. C'è ancora molto lavoro da fare per portare i primi risultati a trattamenti efficaci e sicuri. Nonostante i numerosi studi clinici di terapia cellulare, non esistono ancora protocolli terapeutici approvati per specifiche forme nosologiche (tipo cellulare, numero, modalità di somministrazione cellulare, tempi di somministrazione ripetuta).

Terapia genetica

Terapia genica mediante l'introduzione di costrutti geneticamente modificati nelle cellule e nei tessuti di un paziente (transgenosi in vivo) può stimolare la crescita dei tessuti, la funzione degli organi. In questo tipo di terapia vengono creati in laboratorio costrutti genetici funzionalmente capaci (vettore genetico). Questi costrutti devono includere il gene bersaglio (o la sua parte principale), un vettore, un promotore

(figura 10.6).

Riso. 10.6. Mappa del costrutto genetico (plasmide pAng1) con il gene dell'angiogenina. Designazioni: Ang - cDNA del gene dell'angiogenina; PrCMV - promotore/potenziatore precoce immediato del citomegalovirus; PrSV40 - promotore precoce/origine del virus SV40; BGH polyA - segnale di poliadenilazione del gene dell'ormone della crescita bovino; SV40 polyA - poliadenilazione del segnale tardivo del virus SV40; neo r - gene di resistenza alla neomicina; amp r - gene di resistenza all'ampicillina; ori - origine della replicazione (fago f1 - f1; plasmidi ColE1 - ColE1)

La terapia genica così come presentata è stata testata principalmente per il trattamento delle malattie cardiovascolari: malattia coronarica e ischemia cronica degli arti inferiori.

Sebbene l'angiogenesi sia eseguita da un intero gruppo di geni (circa

12), i due geni target più critici sono stati selezionati per testare l'efficacia della terapia genica. Nella malattia coronarica (in condizioni acute e croniche), l'introduzione del gene VEGF(fattore di crescita dell'endotelio vascolare).

Preparazione genica basata su un costrutto plasmidico contenente un gene VEGF165 umano, viene introdotto nella fase finale degli interventi (bypass coronarico, rivascolarizzazione laser transmiocardica, rivascolarizzazione miocardica mininvasiva) nell'area che necessita di neoangiogenesi. Tutti i pazienti hanno registrato un miglioramento clinico: è stata osservata una transizione verso una classe più favorevole di angina da sforzo, la dose di nitropreparati utilizzata è diminuita; un test con attività fisica ha rivelato un aumento della soglia di tolleranza; Tutti i pazienti hanno notato un miglioramento della qualità della vita. Quando la scintigrafia ha mostrato una diminuzione dell'area totale, nonché la gravità dei difetti nell'accumulo del radiofarmaco rispetto al quadro preoperatorio.

Sono state trattate diverse migliaia di pazienti con cardiopatia ischemica in vari stadi. La procedura per l'introduzione di costrutti genetici nel miocardio è sicura. L'effetto positivo della terapia genica è notato nella maggior parte degli studi clinici, ma è piccolo (8-10%).

L'angiogenesi terapeutica nel trattamento dell'ischemia critica degli arti inferiori è stata effettuata da diversi autori introducendo nei muscoli della gamba e della coscia DNA nativo, codificante per la proteina VEGF, gene FGF(fattore di crescita dei fibroblasti), costrutti ricombinanti basati su diversi adenovirus con il gene dell'angiogenina - ANG.

Nel nostro studio, ai pazienti sono stati iniettati costrutti geneticamente modificati con il gene ANG mediante iniezioni intramuscolari dirette nel gruppo muscolare tibiale dell'arto colpito tre volte in dosi uguali (3x10 9 unità formanti placca) con un intervallo di 3 giorni. Ogni procedura prevedeva 4-5 iniezioni intramuscolari dirette di 0,3-0,5 ml di soluzione uniformemente distribuite su un'area di 15-20x5-6 cm I risultati del trattamento sono stati valutati dopo 6-24 mesi.

Nelle osservazioni cliniche, in tutti i casi, è stato notato un effetto positivo: il tempo (distanza) della deambulazione senza dolore è aumentato, l'indice brachiale e della caviglia è aumentato, le ulcere trofiche sono diminuite o addirittura guarite e la perfusione dei muscoli degli arti inferiori è aumentata .

I dati della letteratura e le nostre osservazioni indicano che l'effetto positivo persiste per 6-18 mesi, dopo di che c'è bisogno di ripetute iniezioni del farmaco. Quindi, costrutti geneticamente modificati contenenti geni ANG E VEGF, contribuiscono alla produzione di fattori di neoangiogenesi e stimolano la crescita dei vasi sanguigni nei tessuti ischemici. Per lo stato, i problemi e le prospettive della terapia genica, si veda l'omonimo articolo di A.V. Kiseleva et al. su CD.

Trattamento con cellule transgeniche

Il trattamento con cellule transgeniche con un costrutto mirato geneticamente modificato può essere chiamato terapia di combinazione. Per attuare questo tipo di terapia genica cellulare, è necessario introdurre il gene bersaglio nella cellula. Questa combinazione combina le proprietà di un vettore cellulare, la funzione del gene e l'effetto della terapia cellulare.

transgenosi(trasferimento di materiale genetico) in vitro diretto a cellule bersaglio somatiche precedentemente isolate dal corpo (ad esempio fegato resecato, coltura di linfociti, midollo osseo, coltura di fibroblasti, cellule tumorali). Per l'introduzione del DNA nelle cellule di mammifero sono già stati sperimentati molti approcci: chimico (microprecipitati di fosfato di calcio, DEAE-destrano, dimetilsolfossido); fusione cellulare (microcellule, protoplasti); fisica (microiniezioni, elettroporazione, microiniezione laser); virali (retrovirus, adenovirus, virus adeno-associati). Molti metodi non virali sono inefficaci (ad eccezione dell'elettroporazione e della microiniezione laser). I portatori di DNA più efficaci nelle cellule sono le "siringhe naturali": i virus.

La procedura di transgenesi cellulare dovrebbe concludersi con una verifica del suo successo. La transgenesi può essere considerata riuscita se almeno il 5% di tutte le cellule trattate ha il materiale genetico introdotto.

Ultima procedura di terapia genica attraverso la transgenosi delle cellule somatiche in vitro- Questo reimpianto cellule bersaglio transgeniche. Può essere organotropo (le cellule del fegato vengono iniettate attraverso la vena porta) o ectopico (le cellule del midollo osseo vengono iniettate attraverso una vena periferica).

La terapia genica cellulare è stata adottata nella pratica clinica più rapidamente del previsto. Le varianti della sua applicazione possono essere mostrate sull'esempio di tre malattie.

Carenza di ADA. Una bambina di 4 anni (USA) soffriva di una rara malattia ereditaria - immunodeficienza primaria (forma combinata grave) causata da una mutazione nel gene Ada. Per tutti i 4 anni la ragazza ha vissuto in una scatola sterile. (I pazienti con questa malattia non tollerano alcun contatto con alcuna infezione a causa di una totale mancanza di immunità.)

I linfociti del paziente sono stati precedentemente separati dal resto degli elementi del sangue, i linfociti T sono stati stimolati a crescere. Poi in vitro il gene è stato introdotto ANNO DOMINI utilizzando un vettore retrovirale. I linfociti "geneticamente modificati" così preparati sono stati restituiti al flusso sanguigno.

Questo evento si è verificato il 14 settembre 1990 e questa data è considerata il compleanno della vera terapia genica. Da quest'anno è stata pubblicata la rivista "Gene Therapy".

Dal protocollo della sperimentazione clinica, è diventato chiaro che, in primo luogo, i linfociti di pazienti con grave immunodeficienza possono essere isolati, coltivati ​​​​in laboratorio, un gene può essere introdotto in essi e quindi restituiti al flusso sanguigno.

flusso paziente. In secondo luogo, il trattamento del paziente è stato efficace. Il numero totale di linfociti è aumentato a livelli normali e la quantità di proteina ADA nelle cellule T è aumentata al 25% del normale. In terzo luogo, per 6 mesi prima del successivo ciclo di trattamento, il numero di linfociti "geneticamente modificati" e l'enzima ADA nelle cellule è rimasto costante. Dalla scatola sterile, la ragazza è stata trasportata a casa (Fig. 10.7).

Riso. 10.7. Prime due ragazze trattate con terapia genica per immunodeficienza primaria combinata grave dovuta a deficit di adenosina deaminasi (ADA), circa 2,5 anni dopo l'inizio del trattamento

La scelta della malattia per iniziare a utilizzare la terapia genica è stata ben ponderata. Gene ANNO DOMINI a questo punto è stato clonato, aveva una dimensione media, ben integrato nei vettori retrovirali. In precedenza con trapianto di midollo osseo

L'insufficienza di ADA ha dimostrato che i linfociti T svolgono un ruolo chiave nella malattia. Pertanto, la terapia genica dovrebbe essere diretta a queste cellule bersaglio. Un punto importante era che il funzionamento del sistema immunitario è possibile a livello della proteina ADA 5-10% del controllo. Finalmente, Ada- i linfociti T "geneticamente modificati" avevano un vantaggio selettivo rispetto alle cellule difettose originarie.

Ipercolesterolemia familiare. I recettori LDL, che svolgono un ruolo chiave nel metabolismo del colesterolo, sono sintetizzati nelle cellule del fegato. Di conseguenza, la terapia genica dovrebbe essere diretta agli epatociti (cellule bersaglio). Un tentativo di tale trattamento è stato fatto negli Stati Uniti in una donna di 29 anni con grave aterosclerosi delle arterie coronarie. L'effetto del precedente shunt chirurgico è già venuto a mancare. Il fratello del paziente è morto della stessa malattia prima di raggiungere l'età di 30 anni. La terapia genica del paziente è stata effettuata in più fasi.

Il paziente è stato sottoposto a epatectomia parziale (circa il 15%). Il lobo rimosso del fegato è stato lavato con una soluzione di collagenasi per separare gli epatociti. Ha ricevuto circa 6 milioni di epatociti. Quindi queste cellule sono state coltivate in 800 piastre di coltura su un mezzo nutritivo. Durante la crescita in coltura, è stato utilizzato un vettore retrovirale come agente di trasferimento per attivare il normale gene LDL. Gli epatociti transgenici sono stati raccolti e iniettati nel paziente attraverso un catetere nella vena porta (per consentire alle cellule di raggiungere il fegato). Pochi mesi dopo, una biopsia epatica rivelò che il nuovo gene funzionava in alcune cellule. Il contenuto di LDL nel sangue è diminuito del 15-30%. Il miglioramento delle condizioni del paziente ha consentito il trattamento solo con farmaci per abbassare il colesterolo.

Cancro. I progressi straordinariamente rapidi nello studio del genoma umano e dei metodi di ingegneria genetica consentono lo sviluppo della terapia genica non solo per malattie ereditarie monogeniche, ma anche per malattie multifattoriali come il cancro. La terapia genica per le neoplasie maligne è già iniziata, sebbene vi siano molte difficoltà nel suo percorso dovute alla necessità di garantire selettività, specificità, sensibilità e sicurezza del trasferimento genico. Attualmente, viene utilizzata la seguente strategia di terapia genica del cancro: aumentare l'immunogenicità del tumore inserendo geni di citochine, geni che codificano per il complesso maggiore di istocompatibilità e ligandi linfocitari; consegna mirata (vettorizzazione) di citochine tumorali nelle cellule che

all'interno del tumore localmente può realizzare effetti tossici (ad esempio, nei linfociti, tumori infiltranti); l'uso di attivatori di profarmaci specifici del tumore, ad es. inserimento di geni che attivano enzimaticamente profarmaci fusi con sistemi promotori, che sono realizzati attraverso trascrizione controllata in modo differenziale (idealmente tumore-specifica); l'introduzione di geni marcatori in grado di garantire l'individuazione di tumori minimamente rimasti dopo l'intervento chirurgico o in crescita; repressione artificiale delle funzioni geniche mediante l'inserimento di geni.

Un piccolo numero di tentativi di terapia genica per tumori maligni è associato all'introduzione di geni IL-2 o TNF nelle cellule di un tumore resecato. Queste cellule vengono quindi iniettate per via sottocutanea nella zona della coscia. Dopo 3 settimane, viene rimosso un linfonodo regionale (per il sito di iniezione di una miscela di cellule tumorali transgeniche). Coltivare linfociti T isolati da questo sito. Inoltre, vengono propagati i linfociti del tumore (che si infiltrano nel tumore). Al paziente viene iniettata una massa totale di linfociti, che fornisce una risposta immunitaria alle cellule tumorali. È così che sono stati trattati pazienti con melanoma maligno, cancro del rene, cancro avanzato di vari organi.

Cambiare l'espressione genica come metodo di trattamento

Quest'area della terapia genica si è aperta allo sviluppo scientifico grazie al progresso della genomica funzionale come parte del genoma umano, in altre parole, con l'aumento delle conoscenze sulle basi dell'espressione genica normale e patologica. I cambiamenti nell'espressione genica possono essere ottenuti mediante modulazione farmacologica o interferenza dell'RNA. Oggi possiamo parlare di tre direzioni nello sviluppo di metodi per il trattamento delle malattie ereditarie modificando l'espressione genica: aumento dell'espressione nel gene che determina la malattia; aumento dell'espressione in un gene che non è correlato alla malattia; diminuzione dell'espressione del prodotto genico dominante anomalo. - Con angioedema ereditario (malattia autosomica dominante), l'edema nevrotico sottomucoso e sottocutaneo si sviluppa inaspettatamente nei pazienti. Ciò è dovuto alla produzione insufficiente dell'inibitore dell'esterasi del componente C1 del complemento. A causa della natura rapida degli attacchi di edema, viene prescritto un trattamento profilattico con androgeni sintetici (danazol). Gli androgeni aumentano significativamente la quantità

mRNA dell'inibitore C1 (possibilmente in loci normali e mutanti). La frequenza di attacchi gravi nei pazienti diminuisce drasticamente.

La terapia mediante modulazione farmacologica dell'espressione genica può mirare ad aumentare l'espressione di un gene normale per compensare l'effetto di una mutazione in un altro gene. L'ipometilazione del DNA aumenta la quantità di emoglobina fetale negli adulti. Un aumento del livello di emoglobina fetale (α2γ2) è abbastanza adeguato per un paziente con anemia falciforme, poiché l'emoglobina F (fetale) è un normale trasportatore di ossigeno e impedisce la polimerizzazione dell'emoglobina S. -deossicitidina), che viene attivata al posto della citidina Il blocco della metilazione porta ad un aumento dell'espressione del gene della γ-globina e della proporzione di emoglobina F nel sangue.Questa combinazione sarà ovviamente utile anche per il trattamento della β-talassemia.

La riduzione dell'espressione di un gene dominante può essere ottenuta mediante l'interferenza dell'RNA (per informazioni sul piccolo RNA interferente, vedere il Capitolo 1). In molte malattie ereditarie, i cambiamenti patologici sono causati da prodotti tossici (proteine ​​nelle malattie a espansione ripetuta instabile) o da una diminuzione del contributo di una proteina normale (collagene anormale nell'osteogenesi imperfetta). È patogeneticamente chiaro che è necessario ridurre la quantità di sintesi proteica mutante senza disturbare la sintesi proteica dall'allele normale. Questo obiettivo può essere raggiunto mediante l'interferenza dell'RNA. Brevi catene di RNA si legano all'RNA bersaglio e ne causano la degradazione. Sulla base dei rapidi progressi nello studio dei piccoli RNA (piccoli RNA interferenti), si può sperare in un grande potenziale di questa tecnologia per il trattamento delle malattie ereditarie, sebbene la terapia dell'interferenza dell'RNA sia ancora in una fase iniziale di sviluppo.

Rischi della terapia cellulare e genica

Come si può vedere dagli esempi precedenti, l'era della terapia genica umana è già iniziata. Vengono determinati i principi e gli approcci metodologici della terapia genica, vengono selezionate le malattie potenzialmente soggette a questa

trattamento. Il lavoro continua contemporaneamente in diversi paesi e in diverse direzioni. È già ovvio che la terapia genica verrà utilizzata per trattare non solo malattie ereditarie e cardiovascolari, ma anche tumori maligni e infezioni virali croniche.

Allo stesso tempo, va notato che questi metodi devono essere applicati con estrema cautela (questo vale specificamente per l'applicazione e non per lo sviluppo!). Ciò è particolarmente importante nel trattamento delle malattie ereditarie (particolarmente estese), anche se ci sono scoperte ancora più decisive nei modi di consegnare i geni alle cellule bersaglio. È necessario monitorare da vicino i singoli risultati del trattamento e osservare rigorosamente i principi etici e deontologici.

Sono già emersi tre tipi di rischi della terapia cellulare e genica.

Risposta avversa a un vettore o a una combinazione vettore/malattia. Almeno un paziente è deceduto a causa di una risposta immunitaria anormale a un gene introdotto con un vettore adenovirale. La conclusione di questo caso è già stata fatta: quando si sceglie un vettore, è necessario tenere conto delle caratteristiche fisiopatologiche della malattia ereditaria.

Mutagenesi inserzionale che porta a neoplasie maligne. Esiste la possibilità che una cellula o un gene trasferito (in forma pura o con una cellula transgenica) possa attivare proto-oncogeni o distruggere i soppressori della crescita tumorale. Un meccanismo di oncogenesi precedentemente imprevisto è stato scoperto in alcuni pazienti dopo la terapia genica per l'immunodeficienza combinata legata all'X. Il trasferimento genico in questi pazienti ha contribuito allo sviluppo della malattia linfoproliferativa.

Rischio oncologico nella terapia cellulare dovuto all'instabilità genetica dei trapianti di cellule, nella cui coltura si verificano spesso cloni cromosomici anomali.

Tutti i tipi di rischi possono essere ridotti al minimo controllando adeguatamente i metodi per la sicurezza.

CONCLUSIONE

Quindi, il trattamento delle malattie ereditarie è un compito insolitamente difficile, non sempre risolto efficacemente. Nonostante questo, deve essere costante e persistente. Instabilità e spesso sotto-

la severità statica degli effetti della terapia non significa il rifiuto della sua continua attuazione, non solo dal punto di vista clinico, ma anche per ragioni deontologiche. In questo caso, dovrebbero essere prese in considerazione due caratteristiche del trattamento delle malattie ereditarie:

La necessità di un controllo a lungo termine del trattamento;

Accuratezza diagnostica iniziale prima dell'appuntamento per il trattamento a causa dell'eterogeneità genetica delle malattie ereditarie.

PAROLE E CONCETTI CHIAVE

Tipi di trattamento sintomatico Terapia genica (schema generale)

Terapia genica delle neoplasie maligne Terapia genica delle malattie monogeniche (esempi) Euphenics

Il concetto di famiglie degenerate Correzione di scambio a livello di prodotto Correzione di scambio a livello di substrato Terapia cellulare Cellule staminali Eugenetica negativa

Esempi di trattamento sintomatico farmacologico

Principi di trattamento patogenetico

transgenosi

Terapia enzimatica delle malattie ereditarie Metodi chirurgici di trattamento

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Le malattie ereditarie appartengono alla categoria delle malattie manifestate dal verificarsi di cambiamenti persistenti nei processi di trasmissione dell'informazione genetica da parte delle cellule germinali umane.

Concetti generali delle malattie ereditarie

Le mutazioni geniche sono la causa principale di queste patologie. Nonostante il fatto che piccole deviazioni nell'apparato cromosomico si verifichino abbastanza spesso, vengono immediatamente eliminate o portano a un miglioramento di alcune caratteristiche del corpo per le successive generazioni di persone. Ma, sfortunatamente, alcuni cambiamenti sono piuttosto significativi, ad esempio una diminuzione o un aumento del numero di cromosomi nelle cellule, con conseguenti gravi anomalie.

La maggior parte delle mutazioni si verifica sotto l'influenza di fattori ambientali negativi, come radiazioni ionizzanti, sostanze tossiche e alcuni farmaci. Tuttavia, in alcuni casi, non è possibile stabilire la causa dei cambiamenti avvenuti, quindi si presume che appaiano casualmente, ad esempio durante la fecondazione di un uovo o la divisione iniziale delle cellule germinali.

Metodi per il trattamento delle malattie ereditarie

Nonostante tutte le conquiste della medicina moderna, il trattamento delle malattie ereditarie prevede l'uso di una terapia prevalentemente sintomatica e non porta a un completo recupero del paziente, ma mira solo a ridurre il grado dei sintomi.

I seguenti metodi sono più spesso utilizzati:

• la terapia dietetica è una fase importante nel processo di eliminazione delle conseguenze negative di una serie di malattie. Ad esempio, con la fenilchetonuria, gli alimenti contenenti fenilalanina sono completamente esclusi dalla dieta, inclusi latte, pesce e carne. Con errori nell'alimentazione, il benessere del paziente si deteriora in modo significativo, inoltre, c'è una diminuzione del grado di intelligenza fino allo sviluppo di una grave idiozia. Pertanto, i medici insistono nel seguire la dieta e avvertono che la sua inosservanza è irta dello sviluppo di conseguenze pericolose;
• assunzione aggiuntiva di coenzimi, in particolare vitamine;
• garantire la rimozione tempestiva delle tossine dal corpo che si accumulano a causa di disturbi metabolici. Quindi, nella malattia di Wilson-Konovalov, per neutralizzare il rame, il paziente deve assumere d-penicillamina e per prevenire un eccessivo accumulo di ferro nelle genoglobinopatie, di solito viene prescritto il desferal;
• assunzione di sostanze la cui produzione nell'organismo è bloccata a causa di una malattia (ad esempio acido citidilico in caso di orotoaciduria);
• la nomina di ormoni mancanti nel nanismo ipofisario e altre condizioni simili;
• bloccare l'eccessiva attività degli enzimi con l'aiuto di inibitori;
• trapianto di tessuti, organi o cellule con informazioni genetiche normali.

Inoltre, puoi conoscere le possibilità della moderna scienza medica nel trattamento delle anomalie cromosomiche familiarizzando con i risultati della terapia genica. Questa direzione si basa sull'implementazione del trasferimento di materiale genetico nel corpo umano, a condizione che il gene venga consegnato alle cosiddette cellule bersaglio utilizzando vari metodi.

Indicazioni per appuntamento

Il trattamento delle malattie ereditarie viene effettuato solo nel caso di un'accurata diagnosi della malattia. Allo stesso tempo, prima di prescrivere misure terapeutiche, vengono effettuate una serie di analisi per stabilire quali ormoni e altre sostanze vengono prodotte nell'organismo in eccesso e quali sono insufficienti per selezionare il dosaggio più efficace dei farmaci.

Nel processo di assunzione dei farmaci, monitorano costantemente le condizioni del paziente e, se necessario, apportano modifiche al corso del trattamento.

Come regola generale, i farmaci in tali pazienti dovrebbero essere assunti per tutta la vita o per un lungo periodo di tempo (ad esempio, fino alla fine del processo di crescita corporea) e le raccomandazioni dietetiche dovrebbero essere seguite rigorosamente e costantemente.

Controindicazioni

Quando si sviluppa un ciclo di terapia, vengono prese in considerazione le possibili controindicazioni individuali per l'uso e, se necessario, un farmaco viene sostituito da un altro.

Se si decide di trapiantare organi o tessuti per determinate malattie ereditarie, è necessario tenere conto del rischio di conseguenze negative dopo l'intervento chirurgico.

Le malattie ereditarie sono malattie il cui aspetto e sviluppo sono associati a disturbi complessi nell'apparato ereditario delle cellule trasmesse attraverso i gameti (cellule riproduttive). Il verificarsi di tali disturbi è dovuto a violazioni nei processi di archiviazione, implementazione e trasmissione di informazioni genetiche.

Cause di malattie ereditarie

Al centro delle malattie di questo gruppo ci sono le mutazioni delle informazioni genetiche. Possono essere rilevati in un bambino subito dopo la nascita o possono comparire in un adulto dopo molto tempo.

La comparsa di malattie ereditarie può essere associata solo a tre motivi:

1. Distruzione cromosomica. Questa è l'aggiunta di un cromosoma in più o la perdita di uno dei 46.
2. Cambiamenti nella struttura dei cromosomi. Le malattie sono causate da cambiamenti che si verificano nelle cellule germinali dei genitori.
3. Mutazioni geniche. Le malattie sorgono a causa di mutazioni di entrambi i singoli geni ea causa di una violazione di un complesso di geni.

Le mutazioni genetiche sono classificate come predisposte ereditariamente, ma la loro manifestazione dipende dall'influenza dell'ambiente esterno. Ecco perché le cause di una malattia ereditaria come il diabete mellito o l'ipertensione, oltre alle mutazioni, includono anche malnutrizione, sovraccarico prolungato del sistema nervoso e traumi mentali.

Tipi di malattie ereditarie

La classificazione di tali malattie è strettamente correlata alle cause del loro verificarsi. I tipi di malattie ereditarie sono:

• malattie genetiche - derivano da danni al DNA a livello genico;
• malattie cromosomiche - associate a un'anomalia complessa nel numero di cromosomi o alle loro aberrazioni;
• malattie con predisposizione ereditaria.

Per un trattamento di alta qualità, non è sufficiente sapere quali sono le malattie ereditarie umane, è necessario identificarle nel tempo o la probabilità che si verifichino. Per fare ciò, gli scienziati usano diversi metodi:

1. Genealogico. Studiando il pedigree di una persona, è possibile identificare le caratteristiche dell'ereditarietà dei segni sia normali che patologici del corpo.
2. Gemelli. Tale diagnostica delle malattie ereditarie è uno studio delle somiglianze e delle differenze dei gemelli per identificare l'influenza dell'ambiente esterno e dell'ereditarietà sullo sviluppo di varie malattie genetiche.
3. Citogenetico. Lo studio della struttura dei cromosomi nelle persone malate e sane.
4. metodo biochimico. Osservare le caratteristiche.

Inoltre, quasi tutte le donne durante la gravidanza vengono sottoposte a un esame ecografico. Permette, in base ai segni del feto, di rilevare malformazioni congenite, a partire dal primo trimestre, e anche di sospettare la presenza di alcune malattie ereditarie del sistema nervoso o malattie cromosomiche nel bambino.

Prevenzione delle malattie ereditarie

Fino a poco tempo fa, anche gli scienziati non sapevano quali fossero le possibilità di curare le malattie ereditarie. Ma lo studio della patogenesi ha permesso di trovare un modo per curare alcuni tipi di malattie. Ad esempio, i difetti cardiaci oggi possono essere curati con successo con un intervento chirurgico.

Molte malattie genetiche, purtroppo, non sono completamente comprese. Pertanto, nella medicina moderna, viene data grande importanza alla prevenzione delle malattie ereditarie.

I metodi per prevenire l'insorgenza di tali malattie includono la pianificazione della gravidanza e il rifiuto di partorire un bambino in caso di alto rischio di patologia congenita, l'interruzione della gravidanza con un'alta probabilità di malattia fetale, nonché la correzione della manifestazione di genotipi patologici.