V sodobni medicini beseda "gen" utripa v najrazličnejših kontekstih in konjugacijah. Obstaja genetika in genomika. Obstaja metagenomija, gensko inženiring, genska napoved in molekularna genotipizacija. Različne vede znanosti o DNK je enostavno zamenjati, če tega ne storite sami, a verjetno ste že slišali za eno podkategorijo, ki je v zadnjih letih v medijih veliko: genska terapija. Kaj je genska terapija? To je medicinska uporaba genskega materiala.
Če želite razumeti, kaj vse to pomeni in zakaj je ta terapija tako močna, morate začeti z malo uvoda v same gene. Geni prebivajo v varno zaščitenem genomu celice, knjižnici načrtov, ki omogočajo, da se vsako živo bitje razvije in obnovi, kot bi moralo. Za uveljavitev njihove kode je treba večino genov "prevesti" v beljakovine - koda DNK določa vrstni red aminokislin, ki jih je treba dodati v verigo, nato pa jih zložiti v obliko, ki jo da zaporedje. Prav prek te zložene tridimenzionalne strukture protein opravlja svojo funkcijo v celici.
Če torej želite spremeniti, kar se dogaja v celici, lahko to storite s spremembo DNK, ki kodira obliko proteina, ki deluje kot izvršitelj. In če obstaja težava s odmerjanjem, na primer ena kopija gena namesto dveh, lahko povečamo izkoristek beljakovin, tako da damo svoj drugi izvod. Vsekakor spremenimo gene, ki so na voljo v navadni napravi za proizvodnjo beljakovin v celici, da spremenimo vedenje celic.
Sliši se preprosto. Toda ali je to enostavno storiti? Seveda ne.
Prvič, zelo težko je v celice namestiti nove ali spremenjene gene, ki jih je treba popraviti. Celice so bile posebej razvite, da se to ne bi zgodilo - znanstveniki morajo v ta namen vdreti viruse, ki so se razvili za vstop v celico. Vendar še vedno niso popolni; vsaka posamezna celica v telesu ima svojo kopijo genoma, popolno in (večinoma) identično ostalim, in ni mogoče spremeniti vsake celice v telesu. Tudi če uspešno uredimo milijone izvodov vašega genoma, jih bo milijarda ostala nedotaknjena.
Tako so prve in še vedno najpomembnejše aplikacije genske terapije vključevale epruvete - bolniku je bil odvzet vzorec kostnega mozga, spremenjen interesni gen in nato popravljene celice injicirane nazaj v gostitelja. To je ponavadi delovalo le, če so popravljene celice živele dlje ali so bile boljšega zdravja kot njihovi naravni kolegice, zato so na koncu izrinile obolele celice in prevladale nad populacijo.
Šele zdaj je postalo možno urejati gene v telesu živega pacienta. Genska terapija je zdaj najboljša pri reševanju težav, ki prizadenejo določeno vrsto celic, omejeno število njih. Genetski problem, ki ga rešujemo, lahko ostane v preostalih nepoškodovanih celicah, če pa jih ne uporablja za delovanje, potem ne velja za medicinsko težavo. Nekateri tipi jetrnih celic in kohlearnih lasnih celic v ušesih sesalcev so navedeni kot primeri trenutnih ciljnih celic.
Promocijski video:
V obeh primerih lahko ponovno zdravljenje z virusom "okuži" dovolj visok delež specifične celične populacije z našim terapevtskim genom, da se pojavi želeni učinek. Nekatere metode genske terapije preprosto postavijo medicinski gen v jedro gostiteljske celice, kjer bo prebival in naredil beljakovine, tako kot bi to seveda storil. Vendar na dolgi rok to deluje samo s celicami, ki se s časom ne delijo, kot nevroni. Če se celice delijo, tako kot večina celic, se lahko tudi naš gen drži na genomu gostiteljske celice ali zaostaja, kadar se celica razmnožuje.
Glavna tehnologija za doseganje tovrstnega spajanja se imenuje CRISPR; kratica pomeni kratke palindromske ponovitve, redno razporejene v skupinah. Pomembno je, da če se naš gen vstavi skupaj s sistemom beljakovin in RNK CRISPR, se bo gen spoznal v genom, kjer koli želite. Celice bodo razdelile in razmnoževale vgrajeni gen, kot da bi bil tam ves čas.
Pomembno si je zapomniti, da s popravljanjem genske težave v dednosti bolezni ne spremenimo ničesar. Popravljanje gluhote z urejanjem DNK v kohlearnih lasnih celicah na primer ne zmanjšuje verjetnosti prenosa bolezni na potomce.