पित्रैक उपचार। आनुवंशिक रोगों का उपचार। जीन थेरेपी: आनुवंशिक रोगों का इलाज कैसे किया जाता है क्या आनुवंशिक रोगों का इलाज संभव है आनुवंशिक रोग - कितने प्रकार के होते हैं

अपने अपेक्षाकृत छोटे इतिहास के दौरान, जीन थेरेपी "उतार-चढ़ाव" से गुज़री है: कभी-कभी वैज्ञानिकों और चिकित्सकों ने इसे लगभग रामबाण देखा, और फिर निराशा और संदेह का दौर शुरू हुआ ...
पिछली शताब्दी के शुरुआती 60 के दशक में चिकित्सीय उद्देश्यों के लिए शरीर में जीन को पेश करने की संभावना के बारे में विचार व्यक्त किए गए थे, लेकिन वास्तविक कदम केवल 80 के दशक के अंत में उठाए गए थे और मानव जीनोम को समझने के लिए अंतरराष्ट्रीय परियोजना से निकटता से जुड़े थे।

1990 में, एक गंभीर, अक्सर घातक, वंशानुगत इम्युनोडेफिशिएंसी के लिए जीन थेरेपी उत्पन्न करने का प्रयास किया गया था, जो एंजाइम एडेनोसाइन डेमिनमिनस के संश्लेषण को जीन एन्कोडिंग में एक दोष के कारण होता है। अध्ययन लेखकों ने एक स्पष्ट चिकित्सीय प्रभाव की सूचना दी। और यद्यपि समय के साथ, प्रभाव और इसके विशिष्ट तंत्र की दृढ़ता के बारे में कई संदेह पैदा हुए, यह वह काम था जिसने जीन थेरेपी के विकास के लिए एक शक्तिशाली प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया और अरबों डॉलर के निवेश को आकर्षित किया।

जीन थेरेपी उपचार के लिए कोशिकाओं में जीन निर्माण की शुरूआत पर आधारित एक चिकित्सा दृष्टिकोण है विभिन्न रोग... वांछित प्रभाव या तो पेश किए गए जीन को व्यक्त करके या दोषपूर्ण जीन के कार्य को दबाकर प्राप्त किया जाता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि जीन थेरेपी का लक्ष्य जीन को "ठीक" करना नहीं है, बल्कि उनकी मदद से विभिन्न बीमारियों का इलाज करना है।

आमतौर पर, वांछित जीन वाले डीएनए टुकड़े का उपयोग "दवा" के रूप में किया जाता है। यह केवल "नग्न डीएनए" हो सकता है, आमतौर पर लिपिड, प्रोटीन आदि के संयोजन में। लेकिन अधिक बार डीएनए को विशेष आनुवंशिक निर्माण (वैक्टर) के हिस्से के रूप में पेश किया जाता है जो विभिन्न मानव और पशु वायरस के आधार पर कई आनुवंशिक रूप से इंजीनियर का उपयोग करके बनाया जाता है। जोड़ - तोड़। उदाहरण के लिए, पुनरुत्पादन के लिए आवश्यक जीन को वायरस से हटा दिया जाता है। यह, एक ओर, वायरल कणों को व्यावहारिक रूप से सुरक्षित बनाता है, दूसरी ओर, शरीर में परिचय के लिए जीन के लिए "कमरा बनाता है"।

जीन थेरेपी का मूल बिंदु कोशिका (ट्रांसफेक्शन) में जीन निर्माण का प्रवेश है, अधिकांश मामलों में - इसके नाभिक में। इस मामले में, यह महत्वपूर्ण है कि जीन निर्माण ठीक उन कोशिकाओं तक पहुंचे जिन्हें "इलाज" करने की आवश्यकता है। इसलिए, जीन थेरेपी की सफलता काफी हद तक शरीर में जीन निर्माण को शुरू करने की इष्टतम या कम से कम संतोषजनक विधि के चुनाव पर निर्भर करती है।

वायरल वैक्टर के साथ, स्थिति कमोबेश पूर्वानुमेय होती है: वे पूरे शरीर में फैलते हैं और अपने पूर्वजों के वायरस की तरह कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं, जो पर्याप्त प्रदान करते हैं उच्च स्तरअंग और ऊतक विशिष्टता। इस तरह के निर्माण आमतौर पर अंतःशिरा, अंतर्गर्भाशयी, चमड़े के नीचे या इंट्रामस्क्युलर रूप से प्रशासित होते हैं।

गैर-वायरल वैक्टर के "लक्षित वितरण" के लिए, कई विशेष तरीके विकसित किए गए हैं। सबसे आसान तरीकाविवो में कोशिकाओं में वांछित जीन का वितरण - ऊतक में आनुवंशिक सामग्री का प्रत्यक्ष इंजेक्शन। इस पद्धति का उपयोग सीमित है: इंजेक्शन केवल त्वचा, थाइमस, धारीदार मांसपेशियों, कुछ ठोस ट्यूमर में ही किए जा सकते हैं।

ट्रांसजीन डिलीवरी का एक अन्य तरीका बैलिस्टिक ट्रांसफेक्शन है। यह डीएनए के टुकड़ों से ढके भारी धातुओं (सोना, टंगस्टन) के माइक्रोपार्टिकल्स के साथ अंगों और ऊतकों के "गोलीबारी" पर आधारित है। "गोलाबारी" के लिए एक विशेष "जीन तोप" का उपयोग किया जाता है।

फेफड़ों के रोगों के उपचार में, एरोसोल के रूप में आनुवंशिक सामग्री को श्वसन पथ में पेश करना संभव है।

कोशिकाओं का संक्रमण पूर्व विवो भी किया जा सकता है: कोशिकाओं को शरीर से अलग किया जाता है, उनके साथ आनुवंशिक रूप से इंजीनियर किया जाता है, और फिर रोगी के शरीर में वापस इंजेक्शन लगाया जाता है।

हम इलाज करते हैं: वंशानुगत ...

पर आरंभिक चरणजीन थेरेपी का विकास, इसकी मुख्य वस्तुओं को अनुपस्थिति के कारण वंशानुगत रोग माना जाता था या अपर्याप्त कार्यएक जीन, यानी मोनोजेनिक। यह मान लिया गया था कि रोगी को सामान्य रूप से काम करने वाले जीन को पेश करने से बीमारी का इलाज हो जाएगा। "शाही बीमारी" के इलाज के प्रयास किए गए हैं - हीमोफिलिया, डचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी, सिस्टिक फाइब्रोसिस।

आज, लगभग 30 मोनोजेनिक मानव रोगों के लिए जीन थेरेपी के तरीके विकसित और परीक्षण किए जा रहे हैं। इस बीच, उत्तर से अधिक प्रश्न हैं, और अधिकांश मामलों में वास्तविक चिकित्सीय प्रभाव प्राप्त नहीं हुआ है। इसके कारण, सबसे पहले, शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, पेश किए गए जीन के कार्यों का क्रमिक "क्षीणन", साथ ही गुणसूत्र डीएनए में स्थानांतरित जीन के "लक्षित" सम्मिलन को प्राप्त करने की असंभवता है।

10% से कम जीन थेरेपी अध्ययन मोनोजेनिक रोगों के लिए समर्पित हैं, जबकि बाकी गैर-वंशानुगत विकृति से संबंधित हैं।

... और हासिल कर लिया

अधिग्रहित रोग जीन की संरचना और कार्य में जन्मजात दोष से जुड़े नहीं हैं। उनकी जीन थेरेपी इस आधार पर आधारित है कि शरीर में पेश किए गए "चिकित्सीय जीन" को एक प्रोटीन के संश्लेषण की ओर ले जाना चाहिए जिसका या तो चिकित्सीय प्रभाव होगा या कार्रवाई के लिए व्यक्तिगत संवेदनशीलता में वृद्धि में योगदान देगा। दवाई.

जीन थेरेपी का उपयोग रक्त के थक्कों को रोकने, मायोकार्डियल रोधगलन के बाद हृदय की मांसपेशियों की संवहनी प्रणाली को बहाल करने, एथेरोस्क्लेरोसिस को रोकने और इलाज करने के साथ-साथ एचआईवी संक्रमण के खिलाफ लड़ाई में किया जा सकता है। ऑन्कोलॉजिकल रोग... उदाहरण के लिए, ट्यूमर कोशिकाओं की कीमोथेरेपी दवाओं के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि के रूप में ट्यूमर के लिए जीन थेरेपी की ऐसी विधि गहन रूप से विकसित हो रही है; फुफ्फुस मेसोथेलियोमा, डिम्बग्रंथि के कैंसर और ग्लियोब्लास्टोमा वाले रोगियों की भागीदारी के साथ नैदानिक ​​​​परीक्षण किए जा रहे हैं। 1999 में, प्रोस्टेट कैंसर के इलाज के लिए एक प्रोटोकॉल को मंजूरी दी गई थी, कीमोथेरेपी दवाओं की सुरक्षित खुराक का चयन किया गया था, और एक सकारात्मक चिकित्सीय प्रभाव का प्रदर्शन किया गया था।

सुरक्षा और नैतिकता

मानव शरीर के साथ आनुवंशिक जोड़तोड़ करना सुरक्षा के लिए विशेष आवश्यकताएं बनाता है: आखिरकार, विदेशी आनुवंशिक सामग्री की कोशिकाओं में किसी भी परिचय के नकारात्मक नकारात्मक परिणाम हो सकते हैं। रोगी के जीनोम के कुछ हिस्सों में "नए" जीन के अनियंत्रित सम्मिलन से "स्वयं" जीन की शिथिलता हो सकती है, जो बदले में, शरीर में अवांछनीय परिवर्तन कर सकती है, विशेष रूप से, कैंसर ट्यूमर का गठन।

इसके अलावा, दैहिक और रोगाणु कोशिकाओं में नकारात्मक आनुवंशिक परिवर्तन हो सकते हैं। पहले मामले में, हम एक व्यक्ति के भाग्य के बारे में बात कर रहे हैं, जहां आनुवंशिक सुधार से जुड़ा जोखिम मौजूदा बीमारी से मृत्यु के जोखिम से अतुलनीय रूप से कम है। रोगाणु कोशिकाओं में जीन निर्माण की शुरूआत के साथ, जीनोम में अवांछित परिवर्तन आने वाली पीढ़ियों को पारित किया जा सकता है। इसलिए, न केवल चिकित्सा कारणों से, बल्कि नैतिक कारणों से भी रोगाणु कोशिकाओं के आनुवंशिक संशोधन पर प्रयोगों को प्रतिबंधित करने का प्रयास करना काफी स्वाभाविक लगता है।

विकासशील मानव भ्रूण की कोशिकाओं में जीन हस्तक्षेप के दृष्टिकोण के विकास के साथ कई नैतिक और नैतिक समस्याएं जुड़ी हुई हैं, यानी अंतर्गर्भाशयी जीन थेरेपी (गर्भाशय चिकित्सा में)। संयुक्त राज्य अमेरिका में, गर्भाशय में जीन थेरेपी का उपयोग करने की संभावना को केवल दो गंभीर आनुवंशिक रोगों के लिए माना जाता है: एंजाइम एडेनोसाइन डेमिनमिनस के जीन में दोष के कारण गंभीर संयुक्त इम्यूनोडिफ़िशिएंसी, और होमोज़ीगस बीटा थैलेसीमिया, एक गंभीर वंशानुगत बीमारी से जुड़ा हुआ है। सभी चार ग्लोबिन जीन या उनमें उत्परिवर्तन की अनुपस्थिति। कई जीन निर्माण पहले से ही विकसित किए जा चुके हैं और प्रारंभिक परीक्षणों के लिए तैयार किए जा रहे हैं, जिनके शरीर में वितरण से आनुवंशिक दोषों की क्षतिपूर्ति और इन रोगों के लक्षणों का उन्मूलन माना जाता है। हालांकि, इस तरह के जोड़तोड़ के नकारात्मक आनुवंशिक परिणामों का जोखिम काफी अधिक है। इसलिए, अंतर्गर्भाशयी जीन थेरेपी की नैतिकता भी विवादास्पद बनी हुई है।

इस साल जनवरी में, संयुक्त राज्य अमेरिका में जीन थेरेपी प्रयोगों को फिर से अस्थायी रूप से प्रतिबंधित कर दिया गया था। इसका कारण वंशानुगत इम्युनोडेफिशिएंसी के लिए जीन थेरेपी के बाद दो बच्चों में पैदा हुई खतरनाक जटिलताएं थीं। कुछ महीने पहले फ्रांस में, माना जाता है कि जीन थेरेपी से ठीक हो गए बच्चों में से एक को ल्यूकेमिया-जैसे सिंड्रोम का निदान किया गया था। विशेषज्ञ इस बात से इंकार नहीं करते हैं कि चिकित्सा के दौरान रेट्रोवायरस पर आधारित वैक्टर का उपयोग बच्चों में जटिलताओं का कारण हो सकता है। अब FDA के प्रतिनिधि और दवाओं(एफडीए) व्यक्तिगत आधार पर जीन थेरेपी प्रयोगों को जारी रखने पर विचार करेगा, और केवल तभी जब रोग के लिए कोई अन्य उपचार न हो।

रामबाण नहीं, बल्कि दृष्टिकोण

इस बात से इनकार नहीं किया जा सकता है कि विशिष्ट रोगियों के उपचार में जीन थेरेपी की वास्तविक सफलता मामूली है, और दृष्टिकोण अभी भी डेटा संचय और प्रौद्योगिकी विकास के चरण में है। जीन थेरेपी न तो बन गई है और न ही कभी रामबाण होगी। शरीर की नियामक प्रणाली इतनी जटिल और इतनी कम अध्ययन की जाती है कि ज्यादातर मामलों में जीन का सरल परिचय आवश्यक चिकित्सीय प्रभाव का कारण नहीं बनता है।

हालांकि, इस सब के साथ, जीन थेरेपी के वादे को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। यह आशा करने का हर कारण है कि आणविक आनुवंशिकी और आनुवंशिक इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकियों के क्षेत्र में प्रगति से जीन की मदद से मानव रोगों के उपचार में निस्संदेह सफलता मिलेगी। और, अंत में, जीन थेरेपी व्यावहारिक चिकित्सा में अपना स्थान ले लेगी।

इसकी नज़र से, जीन थेरेपी के कुछ अप्रत्याशित उपयोग हैं। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि 2012 के ओलंपिक खेलों में ट्रांसजेनिक सुपर एथलीट शामिल होंगे। "डीएनए डोपिंग" निस्संदेह लाभ देगा
शक्ति, धीरज और गति के विकास में। इसमें कोई संदेह नहीं है कि भयंकर खेल प्रतियोगिता की स्थितियों में, नई तकनीक के उपयोग से जुड़े संभावित जोखिमों को देखते हुए भी एथलीट आनुवंशिक संशोधन के लिए तैयार होंगे।

डचेन मायोडिस्ट्रॉफी दुर्लभ, लेकिन अभी भी अपेक्षाकृत सामान्य आनुवंशिक रोगों में से एक है। रोग का निदान तीन से पांच वर्ष की आयु में किया जाता है, आमतौर पर लड़कों में, पहली बार केवल कठिन आंदोलनों में प्रकट होता है, दस वर्ष की आयु तक, इस तरह के पेशीय अपविकास से पीड़ित व्यक्ति अब 20-22 वर्ष की आयु तक नहीं चल सकता है उसका जीवन समाप्त हो जाता है। यह एक्स गुणसूत्र पर डायस्ट्रोफिन जीन में उत्परिवर्तन के कारण होता है। यह एक प्रोटीन को एनकोड करता है जो मांसपेशियों की कोशिका झिल्ली को सिकुड़ा हुआ तंतुओं से जोड़ता है। कार्यात्मक रूप से, यह एक प्रकार का वसंत है जो चिकनी संकुचन और कोशिका झिल्ली की अखंडता सुनिश्चित करता है। जीन में उत्परिवर्तन से कंकाल की मांसपेशी ऊतक, डायाफ्राम और हृदय की डिस्ट्रोफी होती है। रोग का उपचार उपशामक है और केवल पीड़ा को थोड़ा कम कर सकता है। हालांकि, जेनेटिक इंजीनियरिंग के विकास के साथ, सुरंग के अंत में एक रोशनी थी।

युद्ध और शांति के बारे में

जीन थेरेपी आनुवंशिक रोगों के उपचार के लिए कोशिका में न्यूक्लिक एसिड-आधारित निर्माणों की डिलीवरी है। इस तरह की थेरेपी की मदद से वांछित प्रोटीन की अभिव्यक्ति प्रक्रिया को बदलकर डीएनए और आरएनए स्तर पर एक आनुवंशिक समस्या को ठीक करना संभव है। उदाहरण के लिए, डीएनए को एक सही अनुक्रम के साथ एक सेल में पहुंचाया जा सकता है जिससे एक कार्यात्मक प्रोटीन संश्लेषित होता है। या, इसके विपरीत, कुछ आनुवंशिक अनुक्रमों को हटाना संभव है, जो उत्परिवर्तन के हानिकारक प्रभावों को कम करने में भी मदद करेगा। सिद्धांत रूप में, यह सरल है, लेकिन व्यवहार में, जीन थेरेपी माइक्रोवर्ल्ड की वस्तुओं के साथ काम करने के लिए सबसे जटिल तकनीकों पर आधारित है और आणविक जीव विज्ञान के क्षेत्र में उन्नत जानकारी का एक संयोजन है।

जाइगोट के न्यूक्लियस में डीएनए का इंजेक्शन ट्रांसजीन बनाने के लिए सबसे शुरुआती और सबसे पारंपरिक तकनीकों में से एक है। इंजेक्शन 400x बढ़ाई के साथ माइक्रोस्कोप के तहत अति पतली सुइयों का उपयोग करके मैन्युअल रूप से किया जाता है।

बायोटेक्नोलॉजिकल कंपनी मार्लिन बायोटेक, बायोटेक्नोलॉजी के उम्मीदवार के विकास के निदेशक वादिम ज़ेर्नोवकोव कहते हैं, "डायस्ट्रोफिन के लिए जीन, जिनमें से उत्परिवर्तन ड्यूकेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी को जन्म देते हैं, बहुत बड़ा है।" - इसमें 2.5 मिलियन आधार जोड़े शामिल हैं, जिनकी तुलना "वॉर एंड पीस" उपन्यास में अक्षरों की संख्या से की जा सकती है। और अब आइए कल्पना करें कि हमने महाकाव्य से कई महत्वपूर्ण पृष्ठ निकाले हैं। यदि ये पृष्ठ महत्वपूर्ण घटनाओं का वर्णन करते हैं, तो पुस्तक को समझना पहले से ही कठिन होगा। लेकिन जीन अधिक जटिल है। युद्ध और शांति की एक और प्रति ढूँढ़ना मुश्किल नहीं है, और फिर लापता पन्नों को पढ़ा जा सकता है। लेकिन डायस्ट्रोफिन जीन एक्स क्रोमोसोम पर होता है, और पुरुषों में यह एक होता है। इस प्रकार, जीन की केवल एक प्रति जन्म के समय लड़कों के लिंग गुणसूत्रों में संग्रहित होती है। लेने के लिए और कहीं नहीं है।

अंत में, आरएनए से प्रोटीन के संश्लेषण में, रीडिंग फ्रेम को संरक्षित करना महत्वपूर्ण है। रीडिंग फ्रेम यह निर्धारित करता है कि तीन न्यूक्लियोटाइड के किस समूह को एक कोडन के रूप में पढ़ा जाता है जो प्रोटीन में एक एमिनो एसिड से मेल खाता है। यदि डीएनए खंड के जीन में कोई विलोपन होता है जो तीन न्यूक्लियोटाइड का गुणक नहीं है, तो रीडिंग फ्रेम में एक बदलाव होता है - एन्कोडिंग बदल जाती है। इसकी तुलना उस स्थिति से की जा सकती है, जब पूरी बची हुई किताब के पन्ने फटने के बाद, सभी अक्षरों को अगले वर्णानुक्रम में बदल दिया जाता है। बकवास हो जाओ। ठीक ऐसा ही एक प्रोटीन के साथ होता है जो ठीक से संश्लेषित नहीं होता है।"

जैव-आणविक पैच

में से एक प्रभावी तरीकेसामान्य प्रोटीन संश्लेषण को बहाल करने के लिए जीन थेरेपी - लघु न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों का उपयोग करके एक्सॉन लंघन। इस पद्धति का उपयोग करके डायस्ट्रोफिन जीन के साथ काम करने की तकनीक पहले ही मार्लिन बायोटेक में विकसित की जा चुकी है। जैसा कि आप जानते हैं, ट्रांसक्रिप्शन (आरएनए संश्लेषण) की प्रक्रिया में, तथाकथित प्रीमैट्रिक्स आरएनए सबसे पहले बनता है, जिसमें प्रोटीन-कोडिंग क्षेत्र (एक्सॉन) और गैर-कोडिंग क्षेत्र (इंट्रोन) दोनों होते हैं। इसके अलावा, स्प्लिसिंग प्रक्रिया शुरू होती है, जिसके दौरान इंट्रॉन और एक्सॉन अलग हो जाते हैं और एक "परिपक्व" आरएनए बनता है, जिसमें केवल एक्सॉन होते हैं। इस समय, कुछ एक्सॉन को विशेष अणुओं की मदद से "प्लग" किया जा सकता है। नतीजतन, परिपक्व आरएनए में वे कोडिंग क्षेत्र नहीं होंगे जिनसे हम छुटकारा पाना पसंद करेंगे, और इस प्रकार रीडिंग फ्रेम को बहाल किया जाएगा, प्रोटीन को संश्लेषित किया जाएगा।

"हमने इस तकनीक को इन विट्रो में डिबग किया है," वादिम ज़ेर्नोवकोव कहते हैं, जो कि डचेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी वाले रोगियों की कोशिकाओं से विकसित सेल संस्कृतियों पर है। लेकिन व्यक्तिगत कोशिकाएं एक जीव नहीं हैं। सेल की प्रक्रियाओं पर आक्रमण करके, हमें परिणामों को लाइव देखना चाहिए, हालांकि, लोगों को परीक्षणों के लिए आकर्षित करना संभव नहीं है विभिन्न कारणों से- नैतिक से संगठनात्मक तक। इसलिए, प्रयोगशाला पशु के आधार पर कुछ उत्परिवर्तन के साथ डचेन पेशी अपविकास का एक मॉडल प्राप्त करना आवश्यक हो गया।"

सूक्ष्म जगत को कैसे चुभें

ट्रांसजेनिक जानवर एक प्रयोगशाला में प्राप्त जानवर हैं, जिनके जीनोम में परिवर्तन जानबूझकर, जानबूझकर किए गए हैं। पिछली शताब्दी के 70 के दशक में, यह स्पष्ट हो गया कि जीन और प्रोटीन के कार्यों का अध्ययन करने के लिए ट्रांसजेन का निर्माण सबसे महत्वपूर्ण तरीका है। पूरी तरह से आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव प्राप्त करने के शुरुआती तरीकों में से एक निषेचित अंडों के युग्मनज के प्रोन्यूक्लियस ("नाभिक के अग्रदूत") में डीएनए का इंजेक्शन था। यह तर्कसंगत है, क्योंकि किसी जानवर के जीनोम को उसके विकास की शुरुआत में ही संशोधित करना सबसे आसान है।

आरेख CRISPR / Cas9 प्रक्रिया को दर्शाता है, जिसमें सबजेनोमिक RNA (sgRNA), इसका क्षेत्र जो RNA गाइड के रूप में कार्य करता है, और Cas9 न्यूक्लियस प्रोटीन शामिल है, जो RNA गाइड द्वारा इंगित स्थान पर जीनोमिक डीएनए के दोनों स्ट्रैंड को काटता है।

युग्मनज के केंद्रक में अंतःक्षेपण एक बहुत ही गैर-तुच्छ प्रक्रिया है, क्योंकि हम सूक्ष्म पैमाने के बारे में बात कर रहे हैं। माउस डिंब का व्यास 100 µm होता है, और pronucleus 20 µm होता है। ऑपरेशन एक माइक्रोस्कोप के तहत 400x बढ़ाई के साथ होता है, लेकिन इंजेक्शन सबसे मैनुअल काम है। बेशक, "इंजेक्शन" के लिए पारंपरिक सिरिंज का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन अंदर एक खोखले चैनल के साथ एक विशेष कांच की सुई होती है, जहां जीन सामग्री एकत्र की जाती है। इसका एक सिरा हाथ में पकड़ा जा सकता है, जबकि दूसरा, अति पतली और तेज, नग्न आंखों के लिए व्यावहारिक रूप से अदृश्य है। बेशक, बोरोसिलिकेट ग्लास से बनी ऐसी नाजुक संरचना को लंबे समय तक संग्रहीत नहीं किया जा सकता है, इसलिए प्रयोगशाला में रिक्त स्थान का एक सेट होता है जिसे काम से ठीक पहले एक विशेष मशीन पर निकाला जाता है। बिना धुंधला हुए कोशिकाओं के कंट्रास्ट इमेजिंग की एक विशेष प्रणाली का उपयोग किया जाता है - प्रोन्यूक्लियस में हस्तक्षेप अपने आप में दर्दनाक है और सेल के अस्तित्व के लिए एक जोखिम कारक है। पेंट एक और ऐसा कारक होगा। सौभाग्य से, अंडे काफी दृढ़ होते हैं, लेकिन ट्रांसजेनिक जानवरों को जन्म देने वाले ज़ीगोट्स की संख्या डीएनए से इंजेक्शन वाले अंडों की कुल संख्या का केवल कुछ प्रतिशत है।

अगला चरण सर्जिकल है। माइक्रोइंजेक्टेड ज़ायगोट्स को प्राप्तकर्ता माउस के डिंबवाहिनी फ़नल में ट्रांसप्लांट करने के लिए एक ऑपरेशन किया जाता है, जो भविष्य के ट्रांसजेन के लिए सरोगेट मदर बन जाएगा। इसके अलावा, प्रयोगशाला पशु स्वाभाविक रूप से गर्भावस्था चक्र से गुजरता है, और संतान पैदा होती है। आमतौर पर लगभग 20% ट्रांसजेनिक चूहे कूड़े में होते हैं, जो विधि की अपूर्णता को भी इंगित करता है, क्योंकि इसमें यादृच्छिकता का एक बड़ा तत्व होता है। जब इंजेक्शन लगाया जाता है, तो शोधकर्ता यह नियंत्रित नहीं कर सकता है कि डाले गए डीएनए टुकड़े भविष्य के जीव के जीनोम में कैसे डाले जाएंगे। ऐसे संयोजनों की उच्च संभावना है जो भ्रूण अवस्था में पशु की मृत्यु का कारण बनेंगे। फिर भी, विधि काम करती है और कई वैज्ञानिक उद्देश्यों के लिए काफी उपयुक्त है।

ट्रांसजेनिक प्रौद्योगिकियों का विकास पशु प्रोटीन का उत्पादन करना संभव बनाता है जो कि फार्मास्युटिकल उद्योग द्वारा मांग में हैं। ये प्रोटीन ट्रांसजेनिक बकरियों और गायों के दूध से निकाले जाते हैं। मुर्गी के अंडे से विशिष्ट प्रोटीन प्राप्त करने के लिए भी प्रौद्योगिकियां हैं।

डीएनए कैंची

लेकिन और भी हैं प्रभावी तरीका CRISPR/Cas9 तकनीक का उपयोग करके लक्षित जीनोम संपादन पर आधारित है। "आज, आणविक जीव विज्ञान कुछ हद तक पाल के तहत लंबी दूरी के समुद्री अभियानों के युग के समान है," वादिम ज़ेर्नोवकोव कहते हैं। - लगभग हर साल इस विज्ञान में महत्वपूर्ण खोजें होती हैं जो हमारे जीवन को बदल सकती हैं। उदाहरण के लिए, कई साल पहले, माइक्रोबायोलॉजिस्ट ने बैक्टीरिया की एक प्रतीत होता है कि अध्ययन की गई प्रजातियों में वायरल संक्रमण के लिए प्रतिरक्षा की खोज की थी। आगे के शोध के परिणामस्वरूप, यह पता चला कि बैक्टीरिया के डीएनए में विशेष लोकी (सीआरआईएसपीआर) होता है, जिससे आरएनए टुकड़े संश्लेषित होते हैं जो पूरक रूप से विदेशी तत्वों के न्यूक्लिक एसिड से जुड़ सकते हैं, उदाहरण के लिए, डीएनए या वायरस के आरएनए। यह आरएनए कैस9 प्रोटीन से बंधता है, जो एक न्यूक्लीज एंजाइम है। आरएनए कैस9 के लिए एक गाइड के रूप में कार्य करता है, डीएनए के एक विशिष्ट खंड को चिह्नित करता है जहां न्यूक्लीज एक कटौती करता है। करीब तीन से पांच साल पहले पहला वैज्ञानिक पेपर सामने आया था जिसमें जीनोम एडिटिंग के लिए सीआरआईएसपीआर/कैस9 तकनीक विकसित की गई थी।"

ट्रांसजेनिक चूहों ने गंभीर मानव आनुवंशिक रोगों के जीवित मॉडल बनाना संभव बना दिया है। लोगों को इन छोटे जीवों का आभारी होना चाहिए।

यादृच्छिक सम्मिलन के लिए एक निर्माण शुरू करने की विधि की तुलना में, नई विधि किसी को CRISPR / Cas9 प्रणाली के तत्वों का चयन करने की अनुमति देती है ताकि जीनोम के वांछित क्षेत्रों में RNA गाइड को सटीक रूप से लक्षित किया जा सके और लक्षित विलोपन या सम्मिलन प्राप्त किया जा सके। आवश्यक डीएनए अनुक्रम की। इस पद्धति में त्रुटियां भी संभव हैं (आरएनए गाइड कभी-कभी उस गलत साइट से जुड़ जाता है जिस पर इसका उद्देश्य होता है), हालांकि, सीआरआईएसपीआर / कैस 9 का उपयोग करते समय, ट्रांसजेन बनाने की दक्षता पहले से ही लगभग 80% है। "इस पद्धति में व्यापक संभावनाएं हैं, और न केवल ट्रांसजेन के निर्माण के लिए, बल्कि अन्य क्षेत्रों में भी, विशेष रूप से जीन थेरेपी में," वादिम ज़ेर्नोवकोव कहते हैं। "हालांकि, प्रौद्योगिकी केवल अपनी यात्रा की शुरुआत में है, और यह कल्पना करना मुश्किल है कि निकट भविष्य में सीआरआईएसपीआर / कैस 9 का उपयोग करने वाले लोगों के जीन कोड को सही करना मुश्किल होगा। जब तक त्रुटि की संभावना रहती है, तब तक यह खतरा भी रहता है कि कोई व्यक्ति जीनोम के कुछ महत्वपूर्ण कोडिंग भाग को खो देगा।"

दूध की दवा

रूसी कंपनी "मार्लिन बायोटेक" एक ट्रांसजेनिक माउस बनाने में कामयाब रही है जिसमें ड्यूकेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी की ओर जाने वाले उत्परिवर्तन को पूरी तरह से पुन: पेश किया जाता है, और अगला चरण जीन थेरेपी प्रौद्योगिकियों का परीक्षण होगा। इसी समय, प्रयोगशाला जानवरों पर आधारित मानव आनुवंशिक रोगों के मॉडल का निर्माण केवल ट्रांसजेन का संभावित अनुप्रयोग नहीं है। उदाहरण के लिए, रूस और पश्चिमी प्रयोगशालाओं में, जैव प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में काम चल रहा है, जिससे पशु मूल के औषधीय प्रोटीन प्राप्त करना संभव हो जाता है जो दवा उद्योग के लिए महत्वपूर्ण हैं। उत्पादक गाय या बकरी हो सकते हैं, जिसमें दूध में निहित प्रोटीन के उत्पादन के लिए सेलुलर उपकरण को बदला जा सकता है। दूध से एक औषधीय प्रोटीन निकाला जा सकता है, जो रासायनिक विधि से नहीं, बल्कि एक प्राकृतिक तंत्र द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो दवा की प्रभावशीलता को बढ़ाएगा। वर्तमान में, मानव लैक्टोफेरिन, प्रोरोकाइनेज, लाइसोजाइम, एट्रिन, एंटीथ्रॉम्बिन और अन्य जैसे औषधीय प्रोटीन के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया गया है।

मानव जीन थेरेपी में व्यापक अर्थएक आनुवंशिक दोष को ठीक करने के लिए कार्यात्मक रूप से सक्रिय जीन (एस) की कोशिकाओं में परिचय प्रदान करता है। वंशानुगत रोगों के लिए दो संभावित उपचार हैं। पहले मामले में, दैहिक कोशिकाएं (प्रजनन कोशिकाओं के अलावा अन्य कोशिकाएं) आनुवंशिक परिवर्तन से गुजरती हैं। इस मामले में, आनुवंशिक दोष का सुधार एक विशिष्ट अंग या ऊतक तक ही सीमित है। दूसरे मामले में, जर्म लाइन कोशिकाओं (शुक्राणु या oocytes) या निषेचित oocytes (जाइगोट्स) के जीनोटाइप को बदल दिया जाता है ताकि उनसे विकसित होने वाले व्यक्ति की सभी कोशिकाओं में "सही" जीन हो। जर्म लाइन कोशिकाओं का उपयोग करके जीन थेरेपी के परिणामस्वरूप, पीढ़ी से पीढ़ी तक आनुवंशिक परिवर्तन पारित किए जाते हैं।

दैहिक सेल जीन थेरेपी नीति।

1980 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैथोलिक, प्रोटेस्टेंट और यहूदी समुदायों के प्रतिनिधियों ने राष्ट्रपति को एक खुला पत्र लिखा जिसमें मनुष्यों के संबंध में आनुवंशिक इंजीनियरिंग के उपयोग पर उनके विचारों को रेखांकित किया गया था। इस मुद्दे के नैतिक और सामाजिक आयामों का आकलन करने के लिए एक राष्ट्रपति आयोग और एक कांग्रेस आयोग की स्थापना की गई थी। ये बहुत महत्वपूर्ण पहल थीं, क्योंकि संयुक्त राज्य अमेरिका में, ऐसे कार्यक्रमों का कार्यान्वयन जो सार्वजनिक हित को प्रभावित करते हैं, अक्सर ऐसे आयोगों की सिफारिशों के आधार पर किया जाता है। दोनों आयोगों की अंतिम राय में, दैहिक कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी और रोगाणु-रेखा कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के बीच एक स्पष्ट रेखा खींची गई थी। सोमैटिक सेल जीन थेरेपी को मानक के रूप में वर्गीकृत किया गया है चिकित्सा हस्तक्षेपएक अंग प्रत्यारोपण जैसे जीव में। इसके विपरीत, जर्म-लाइन जीन थेरेपी को तकनीकी रूप से बहुत जटिल और नैतिक रूप से चुनौतीपूर्ण माना जाता था ताकि बिना किसी देरी के इसका व्यावहारिक अनुप्रयोग शुरू किया जा सके। यह निष्कर्ष निकाला गया कि दैहिक कोशिकाओं के जीन थेरेपी के क्षेत्र में अनुसंधान को नियंत्रित करने वाले स्पष्ट नियम विकसित करना आवश्यक है; जर्मलाइन जीन थेरेपी के लिए ऐसे दस्तावेजों के विकास को समय से पहले माना गया था। सभी अवैध गतिविधियों को रोकने के लिए, रोगाणु-रेखा कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के क्षेत्र में सभी प्रयोगों को रोकने का निर्णय लिया गया।

1985 तक, "दैहिक कोशिकाओं के जीन थेरेपी के क्षेत्र में प्रयोगों के लिए प्रारूपण और अनुप्रयोगों के प्रस्तुतीकरण के लिए विनियम" नामक एक दस्तावेज तैयार किया गया था। इसमें मनुष्यों में दैहिक कोशिकाओं के जीन थेरेपी के क्षेत्र में परीक्षणों के अनुमोदन के लिए एक आवेदन में क्या डेटा प्रस्तुत किया जाना चाहिए, इसके बारे में सारी जानकारी शामिल थी। आधार को नियंत्रित करने वाले नियमों से लिया गया था प्रयोगशाला अनुसंधानपुनः संयोजक डीएनए के साथ; उन्हें केवल बायोमेडिकल उद्देश्यों के लिए अनुकूलित किया गया है।

1970 के दशक में बायोमेडिकल कानून को संशोधित और पूरक बनाया गया था। 1972 में अलबामा में यूएस नेशनल हेल्थ सर्विस द्वारा सिफलिस के साथ 400 निरक्षर अफ्रीकी अमेरिकी रोगियों के एक समूह पर 40 साल के प्रयोग के परिणामों के प्रकाशन के जवाब में। प्रयोग निर्दिष्ट यौन संचारित रोग के प्राकृतिक विकास का अध्ययन करने के लिए स्थापित किया गया था, कोई उपचार नहीं किया गया था। बेख़बर लोगों पर इस तरह के एक राक्षसी अनुभव की खबर ने संयुक्त राज्य में कई लोगों को झकझोर दिया। कांग्रेस ने तुरंत प्रयोग समाप्त कर दिया और इस तरह के शोध को फिर से प्रतिबंधित करने वाला कानून पारित किया।

दैहिक कोशिकाओं के जीन थेरेपी के क्षेत्र में प्रयोग करने की अनुमति के लिए आवेदन करने वाले व्यक्तियों को संबोधित प्रश्नों में निम्नलिखित थे:

• 1. वह कौन सी बीमारी है जिसका इलाज किया जाना चाहिए?
• 2. यह कितना गंभीर है?
• 3. वहाँ हैं वैकल्पिक तरीकेइलाज?
• 4. मरीजों के लिए प्रस्तावित इलाज कितना खतरनाक है?
• 5. उपचार की सफलता की संभावना क्या है?
• 6. नैदानिक ​​परीक्षणों के लिए रोगियों का चयन कैसे किया जाएगा?
• 7. क्या यह चयन निष्पक्ष और प्रतिनिधिपूर्ण होगा?
• 8. मरीजों को परीक्षण के बारे में कैसे सूचित किया जाएगा?
• 9. उन्हें किस तरह की जानकारी दी जानी चाहिए?
• 10. उनकी सहमति कैसे प्राप्त की जाएगी?
• 11. रोगी की जानकारी और अनुसंधान की गोपनीयता की गारंटी कैसे दी जाएगी?

जब जीन थेरेपी प्रयोग अभी शुरू हो रहे थे, तो सबसे पहले क्लिनिकल परीक्षण अनुप्रयोगों की समीक्षा उस संस्थान की एथिक्स कमेटी द्वारा की गई थी जहां शोध किया जाना था, और उसके बाद ही उन्हें मानव जीन थेरेपी उपसमिति को भेजा गया था। उत्तरार्द्ध ने उनके वैज्ञानिक और चिकित्सा महत्व, वर्तमान नियमों के अनुपालन और तर्कों की विश्वसनीयता के संदर्भ में अनुप्रयोगों का मूल्यांकन किया। यदि आवेदन अस्वीकार कर दिया गया था, तो इसे आवश्यक टिप्पणियों के साथ वापस कर दिया गया था। प्रस्तावक प्रस्ताव को संशोधित और संशोधित कर सकते हैं। यदि अनुमोदित हो, तो जीन थेरेपी पर उपसमिति ने समान मानदंडों का उपयोग करते हुए सार्वजनिक टिप्पणियों में इस पर चर्चा की। इस स्तर पर आवेदन के अनुमोदन के बाद, उपसमिति के निदेशक ने इसे मंजूरी दे दी और नैदानिक ​​परीक्षणों के लिए प्राधिकरण पर हस्ताक्षर किए, जिसके बिना वे शुरू नहीं हो सकते थे। इस बाद के मामले में, उत्पाद प्राप्त करने की विधि, इसकी शुद्धता के गुणवत्ता नियंत्रण के तरीकों के साथ-साथ उत्पाद की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए किस प्रकार के प्रीक्लिनिकल परीक्षण किए गए थे, पर विशेष ध्यान दिया गया था।

लेकिन जैसे-जैसे समय के साथ आवेदनों की संख्या बढ़ती गई, और जीन थेरेपी बन गई, एक टिप्पणीकार के शब्दों में, "चिकित्सा में विजयी टिकट", प्रारंभिक अनुमोदन प्रक्रिया को अनावश्यक रूप से समय लेने वाली और बेमानी समझा गया। नतीजतन, 1997 के बाद, जीन थेरेपी उपसमिति अब मानव जीन थेरेपी के क्षेत्र में अनुसंधान की देखरेख करने वाली एजेंसियों में से एक नहीं थी। यदि उपसमिति मौजूद है, तो यह संभवतः मानव जीन थेरेपी से संबंधित नैतिक मुद्दों पर चर्चा करने के लिए मंचों का आयोजक बन जाएगा। इस बीच, जीन थेरेपी के क्षेत्र में सभी अनुप्रयोगों पर सार्वजनिक रूप से चर्चा करने की आवश्यकता को हटा दिया गया है। जैविक उत्पादों के उत्पादन और उपयोग को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार एजेंसी यह सुनिश्चित करने के लिए सभी आवश्यक मूल्यांकन करती है कि डेवलपर्स के स्वामित्व अधिकारों का सम्मान किया जाता है। वर्तमान में, मानव जीन थेरेपी को एक सुरक्षित चिकित्सा प्रक्रिया माना जाता है, हालांकि यह विशेष रूप से प्रभावी नहीं है। पिछली चिंताओं को दूर कर दिया गया है, और यह मानव रोगों के उपचार के लिए मुख्य नए तरीकों में से एक बन गया है।

अधिकांश विशेषज्ञ संयुक्त राज्य अमेरिका में मानव दैहिक कोशिका जीन थेरेपी परीक्षणों के लिए अनुमोदन प्रक्रिया को पर्याप्त मानते हैं; यह रोगियों के निष्पक्ष चयन और उनकी जागरूकता की गारंटी देता है, साथ ही साथ विशिष्ट रोगियों और संपूर्ण मानव आबादी दोनों को नुकसान पहुंचाए बिना सभी जोड़तोड़ को ठीक से लागू करता है। अन्य देशों में भी जीन थेरेपी परीक्षणों के संचालन के नियम विकसित किए जा रहे हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, यह प्रत्येक प्रस्ताव के सावधानीपूर्वक वजन के परिणामस्वरूप किया गया था। जनवरी 1989 में जीन थेरेपी पर उपसमितियों द्वारा आयोजित एक सुनवाई में भाग लेने वालों में से एक के रूप में, डॉ वाल्टर ने कहा: "मुझे किसी अन्य जैव चिकित्सा विज्ञान या तकनीक के बारे में नहीं पता है जिसे जीन थेरेपी के रूप में व्यापक रूप से परीक्षण किया गया है।"

भावी पीढ़ियों में दोषपूर्ण जीनों का संचय।

एक राय है कि दैहिक कोशिकाओं की जीन थेरेपी का उपयोग करके आनुवंशिक रोगों के उपचार से अनिवार्य रूप से मानव आबादी के जीन पूल में गिरावट आएगी। यह इस विचार पर आधारित है कि किसी आबादी में दोषपूर्ण जीन की आवृत्ति पीढ़ी दर पीढ़ी बढ़ेगी, क्योंकि जीन थेरेपी उन लोगों से अगली पीढ़ी में उत्परिवर्ती जीनों के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करेगी जो पहले संतान पैदा करने में असमर्थ थे या नहीं कर सकते थे। यौवन तक जीवित रहें। हालांकि, यह परिकल्पना गलत निकली। जनसंख्या आनुवंशिकी के अनुसार, प्रभावी उपचार के परिणामस्वरूप हानिकारक या घातक जीन की आवृत्ति में उल्लेखनीय वृद्धि करने में हजारों वर्ष लगते हैं। इसलिए, यदि 100,000 व्यवहार्य नवजात शिशुओं में से एक में एक दुर्लभ आनुवंशिक रोग होता है, तो इस रोग की आवृत्ति 50,000 में से 1 से दोगुनी होने से पहले प्रभावी जीन थेरेपी की शुरुआत के बाद लगभग 2,000 साल लगेंगे।

इस तथ्य के अलावा कि घातक जीन की आवृत्ति पीढ़ी से पीढ़ी तक शायद ही बढ़ती है, उन सभी के दीर्घकालिक उपचार के परिणामस्वरूप, जिन्हें इसकी आवश्यकता होती है, व्यक्तिगत व्यक्तियों का जीनोटाइप भी अपरिवर्तित रहता है। इस बिंदु को विकास के इतिहास के एक उदाहरण से स्पष्ट किया जा सकता है। मनुष्यों सहित प्राइमेट महत्वपूर्ण विटामिन सी को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं, उन्हें इसे बाहरी स्रोतों से प्राप्त करना चाहिए। इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि हम सभी इस महत्वपूर्ण पदार्थ के जीन में आनुवंशिक रूप से दोषपूर्ण हैं। इसके विपरीत, उभयचर, सरीसृप, पक्षी और गैर-प्राइमेट स्तनधारी विटामिन सी को संश्लेषित करते हैं। फिर भी एक आनुवंशिक दोष जो विटामिन सी को जैवसंश्लेषण करने में असमर्थता का कारण बनता है, ने लाखों वर्षों में प्राइमेट्स के सफल विकास में "बाधा" नहीं डाली है। इसी तरह, अन्य आनुवंशिक दोषों को ठीक करने से आने वाली पीढ़ियों में "अस्वास्थ्यकर" जीनों का एक महत्वपूर्ण संचय नहीं होगा।

जर्म लाइन कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी।

मानव जर्म-लाइन कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के क्षेत्र में प्रयोग अब सख्त वर्जित हैं, लेकिन यह स्वीकार किया जाना चाहिए कि कुछ आनुवंशिक रोगों को केवल इस तरह से ठीक किया जा सकता है। मानव रोगाणु-रेखा कोशिकाओं के लिए जीन चिकित्सा की पद्धति अभी तक पर्याप्त रूप से विकसित नहीं हुई है। हालांकि, इसमें कोई संदेह नहीं है कि जानवरों पर आनुवंशिक हेरफेर के तरीकों के विकास के साथ और नैदानिक ​​परीक्षणप्रीइम्प्लांटेशन भ्रूण, इस अंतर को भर दिया जाएगा। इसके अलावा, चूंकि दैहिक कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी एक नियमित प्रक्रिया बन जाती है, यह मानव रोगाणु-रेखा कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के प्रति लोगों के दृष्टिकोण को प्रभावित करेगा, और थोड़ी देर बाद, इसका परीक्षण करना आवश्यक हो जाएगा। हम केवल यह आशा कर सकते हैं कि उस समय तक सामाजिक और जैविक कोशिकाओं सहित मानव जर्मलाइन कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के व्यावहारिक अनुप्रयोग के परिणामों से जुड़ी सभी समस्याओं का समाधान हो जाएगा।

ऐसा माना जाता है कि मानव जीन थेरेपी गंभीर चिकित्सा स्थितियों का इलाज करने में मदद कर सकती है। वास्तव में, यह कई शारीरिक और मानसिक विकारों के लिए सुधार प्रदान करने में सक्षम है, हालांकि यह स्पष्ट नहीं है कि समाज जीन थेरेपी के इस तरह के उपयोग को स्वीकार्य पाएगा या नहीं। किसी भी अन्य उभरते हुए चिकित्सा क्षेत्र की तरह, मानव जर्मलाइन कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी कई प्रश्न उठाती है, अर्थात्:

• 1. मानव जर्मलाइन कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के तरीकों को विकसित करने और लागू करने की लागत क्या है?
• 2. क्या सरकार को मेडिकल रिसर्च के लिए प्राथमिकता तय करनी चाहिए?
• 3. क्या जर्म-लाइन कोशिकाओं के लिए जीन थेरेपी के प्राथमिक विकास से उपचार के अन्य तरीकों की खोज में कमी आएगी?
• 4. क्या उन सभी मरीजों तक पहुंचना संभव होगा जिन्हें इसकी जरूरत है?
• 5. क्या यह कर पाएगा व्यक्तिया एक कंपनी जीन थेरेपी का उपयोग करके विशिष्ट बीमारियों के इलाज के लिए विशेष अधिकार प्राप्त करने के लिए?

मानव प्रतिरूपण।

मानव प्रतिरूपण की संभावना में जन रुचि 1960 के दशक में मेंढ़कों और टोडों पर उपयुक्त प्रयोग किए जाने के बाद उत्पन्न हुई। इन अध्ययनों से पता चला है कि एक निषेचित अंडे के केंद्रक को एक अविभाजित कोशिका के केंद्रक से बदला जा सकता है, और भ्रूण सामान्य रूप से विकसित होगा। इस प्रकार, सिद्धांत रूप में, एक जीव की अविभाजित कोशिकाओं से नाभिक को अलग करना, उन्हें उसी जीव के निषेचित अंडों में पेश करना और माता-पिता के समान जीनोटाइप के साथ संतान प्राप्त करना संभव है। दूसरे शब्दों में, वंशज जीवों में से प्रत्येक को मूल दाता जीव का आनुवंशिक क्लोन माना जा सकता है। 1960 के दशक में। ऐसा लग रहा था कि तकनीकी क्षमताओं की कमी के बावजूद, मनुष्यों के लिए एक मेंढक की क्लोनिंग के परिणामों को एक्सट्रपलेशन करना मुश्किल नहीं था। इस विषय पर कई लेख प्रेस में छपे, विज्ञान कथाएँ भी लिखी गईं। कहानियों में से एक विश्वासघाती रूप से हत्या किए गए अमेरिकी राष्ट्रपति जॉन एफ कैनेडी की क्लोनिंग के बारे में थी, लेकिन अधिक लोकप्रिय विषय खलनायक का क्लोनिंग था। मानव क्लोनिंग के बारे में काम न केवल अकल्पनीय थे, बल्कि गलत और बहुत खतरनाक विचार को भी बढ़ावा देते थे कि किसी व्यक्ति का व्यक्तित्व, चरित्र और अन्य गुण पूरी तरह से उसके जीनोटाइप के कारण होते हैं। वास्तव में, एक व्यक्ति के रूप में एक व्यक्ति विशेष रूप से सांस्कृतिक परंपराओं में अपने जीन और पर्यावरणीय परिस्थितियों दोनों के प्रभाव में बनता है। उदाहरण के लिए, हिटलर ने जिस शातिर नस्लवाद का प्रचार किया, वह एक अर्जित व्यवहार गुण है जो किसी एक जीन या उनके संयोजन से निर्धारित नहीं होता है। विभिन्न सांस्कृतिक विशेषताओं के साथ एक अलग वातावरण में, एक "क्लोन हिटलर" ने असली हिटलर जैसा व्यक्ति नहीं बनाया होगा। इसी तरह, "मदर टेरेसा का क्लोन" एक ऐसी महिला को "बनाना" नहीं होगा जिसने कलकत्ता में गरीबों और बीमारों की मदद करने के लिए अपना जीवन समर्पित कर दिया।

स्तनधारियों में प्रजनन जीव विज्ञान के तरीकों के विकास और विभिन्न ट्रांसजेनिक जानवरों के निर्माण के साथ, यह अधिक से अधिक स्पष्ट हो गया कि मानव क्लोनिंग बहुत दूर के भविष्य का मामला नहीं है। अटकलें 1997 में सच हुईं जब डॉली नाम की भेड़ का क्लोन बनाया गया। इसके लिए दाता गर्भवती भेड़ की विभेदित कोशिका के केंद्रक का उपयोग किया गया। डॉली को "बनाने" के लिए जिस पद्धतिगत दृष्टिकोण का उपयोग किया गया था, वह सिद्धांत रूप में, मनुष्यों सहित किसी भी स्तनधारी के क्लोन प्राप्त करने के लिए उपयुक्त है। और अगर यह अन्य स्तनधारियों के लिए काम नहीं करता है, तो यह एक उपयुक्त विधि विकसित करने के लिए बहुत अधिक प्रयोग नहीं करता है। नतीजतन, मानव क्लोनिंग तुरंत किसी भी चर्चा का विषय बन जाएगी जो आनुवंशिकी और जैविक चिकित्सा की नैतिक समस्याओं को छूती है।

निस्संदेह, मानव क्लोनिंग एक जटिल और विवादास्पद मुद्दा है। कुछ के लिए, प्रायोगिक हेरफेर के माध्यम से पहले से मौजूद व्यक्ति की एक प्रति बनाने का विचार अस्वीकार्य लगता है। दूसरों का मानना ​​​​है कि एक क्लोन किया गया व्यक्ति उम्र के अंतर के बावजूद एक समान जुड़वा के समान है, और इसलिए क्लोनिंग स्वाभाविक रूप से दुर्भावनापूर्ण नहीं है, हालांकि यह सब आवश्यक नहीं हो सकता है। असाधारण मामलों में इसके कार्यान्वयन को उचित ठहराते हुए क्लोनिंग के सकारात्मक चिकित्सा और सामाजिक लाभ हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, यह एक बीमार बच्चे के माता-पिता के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है। कई देशों में मानव क्लोनिंग प्रयोगों के लिए दायित्व कानून द्वारा विनियमित है, और मानव क्लोनिंग से संबंधित सभी शोध निषिद्ध हैं। इस तरह के प्रतिबंध लोगों की क्लोनिंग की संभावना को खत्म करने के लिए काफी हैं। हालांकि, मानव क्लोनिंग की अनिवार्यता का सवाल निश्चित रूप से उठेगा।

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यह काम "सर्वश्रेष्ठ समीक्षा" श्रेणी में लोकप्रिय विज्ञान लेखों की प्रतियोगिता के लिए प्रस्तुत किया गया था।

घातक पंजे

हमारे युग से पहले भी मानवता ने इस रहस्यमय बीमारी का सामना किया था। दुनिया के विभिन्न हिस्सों में वैज्ञानिकों ने उसे समझने और उसका इलाज करने की कोशिश की: प्राचीन मिस्र में - एबर्स, भारत में - सुश्रुत, ग्रीस - हिप्पोक्रेट्स। वे सभी और कई अन्य डॉक्टर एक खतरनाक और गंभीर दुश्मन - कैंसर से लड़ रहे थे। और यद्यपि यह लड़ाई आज भी जारी है, यह निर्धारित करना मुश्किल है कि क्या पूर्ण और अंतिम जीत की संभावना है। आखिरकार, जितना अधिक हम बीमारी का अध्ययन करते हैं, उतनी ही बार सवाल उठते हैं - क्या कैंसर को पूरी तरह से ठीक करना संभव है? बीमारी से कैसे बचें? क्या इलाज को तेज, सस्ता और सस्ता बनाया जा सकता है?

हिप्पोक्रेट्स और उनके अवलोकन के लिए धन्यवाद (यह वह था जिसने ट्यूमर और कैंसर के तम्बू के बीच समानता देखी थी), यह शब्द प्राचीन चिकित्सा ग्रंथों में दिखाई दिया कार्सिनोमा(ग्रीक कार्सिनोज़) or क्रेफ़िश(लैटिन कैंसर)। चिकित्सा पद्धति में, घातक नियोप्लाज्म को विभिन्न तरीकों से वर्गीकृत किया जाता है: कार्सिनोमा (उपकला ऊतकों से), सार्कोमा (संयोजी, मांसपेशियों के ऊतकों से), ल्यूकेमिया (रक्त और अस्थि मज्जा में), लिम्फोमा (लसीका तंत्र में) और अन्य (में विकसित होते हैं) अन्य प्रकार की कोशिकाएं, उदाहरण के लिए, ग्लियोमा - ब्रेन कैंसर)। लेकिन रोजमर्रा की जिंदगी में "कैंसर" शब्द अधिक लोकप्रिय है, जिसका अर्थ है कोई भी घातक ट्यूमर।

उत्परिवर्तन: मरो या हमेशा के लिए जीओ?

कई आनुवंशिक अध्ययनों से पता चला है कि कैंसर कोशिकाओं का उद्भव आनुवंशिक परिवर्तनों का परिणाम है। डीएनए प्रतिकृति (प्रतिलिपि) और मरम्मत (त्रुटि सुधार) में त्रुटियां जीन में परिवर्तन की ओर ले जाती हैं, जिसमें कोशिका विभाजन को नियंत्रित करने वाले भी शामिल हैं। मुख्य कारक जो जीनोम को नुकसान पहुंचाते हैं, और भविष्य में उत्परिवर्तन के अधिग्रहण के लिए, अंतर्जात (चयापचय के दौरान बनने वाले मुक्त कणों द्वारा हमला, कुछ डीएनए आधारों की रासायनिक अस्थिरता) और बहिर्जात (आयनीकरण और यूवी विकिरण, रासायनिक कार्सिनोजेन्स) हैं। . जब जीनोम में उत्परिवर्तन तय होते हैं, तो वे सामान्य कोशिकाओं के कैंसर वाले में परिवर्तन को बढ़ावा देते हैं। इस तरह के उत्परिवर्तन मुख्य रूप से प्रोटोनकोजीन में होते हैं, जो सामान्य रूप से कोशिका विभाजन को उत्तेजित करते हैं। नतीजतन, एक स्थायी रूप से "स्विच ऑन" जीन प्राप्त किया जा सकता है, और माइटोसिस (विभाजन) बंद नहीं होता है, जो वास्तव में, एक घातक परिवर्तन का अर्थ है। यदि जीन में निष्क्रिय उत्परिवर्तन होता है जो सामान्य रूप से प्रसार (ट्यूमर शमन जीन) को रोकता है, तो विभाजन पर नियंत्रण खो जाता है और कोशिका "अमर" हो जाती है (चित्र 1)।

चित्रा 1. कैंसर का आनुवंशिक मॉडल: पेट का कैंसर।पहला कदम पांचवें गुणसूत्र पर एपीएस जीन के दो एलील की हानि या निष्क्रियता है। परिचित एडिनोमेटस पॉलीपोसिस (एफएपी) के मामले में, एक एपीसी जीन उत्परिवर्तन विरासत में मिला है। दोनों एलील्स के नुकसान से सौम्य एडेनोमा का निर्माण होता है। गुणसूत्रों पर बाद के जीन उत्परिवर्तन 12, 17, 18 सौम्य ग्रंथ्यर्बुदएक घातक ट्यूमर में परिवर्तन का कारण बन सकता है। एक स्रोत: ।

जाहिर है, कुछ कैंसर के विकास में इन सभी जीनों में से अधिकांश या यहां तक ​​​​कि परिवर्तन शामिल हैं और अलग-अलग तरीकों से आगे बढ़ सकते हैं। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि प्रत्येक ट्यूमर को जैविक रूप से अद्वितीय वस्तु माना जाना चाहिए। आज, कैंसर पर विशेष आनुवंशिक सूचना डेटाबेस हैं, जिसमें 20 प्रकार के ट्यूमर से संबंधित 8207 ऊतक नमूनों से 1.2 मिलियन उत्परिवर्तन पर डेटा शामिल है: कैंसर जीनोम एटलस और कैंसर में दैहिक उत्परिवर्तन की सूची (COSMIC)।

जीन की विफलता का परिणाम अनियंत्रित कोशिका विभाजन है, और बाद के चरणों में - रक्त के माध्यम से शरीर के विभिन्न अंगों और भागों में मेटास्टेसिस और लसीका वाहिकाओं... यह एक जटिल और सक्रिय प्रक्रिया है, जिसमें कई चरण होते हैं। व्यक्तिगत कैंसर कोशिकाओं को प्राथमिक फोकस से अलग किया जाता है और शरीर के माध्यम से रक्त के माध्यम से ले जाया जाता है। फिर, विशेष रिसेप्टर्स का उपयोग करके, वे एंडोथेलियल कोशिकाओं से जुड़ते हैं और प्रोटीन को व्यक्त करते हैं जो मैट्रिक्स प्रोटीन को तोड़ते हैं और बेसमेंट झिल्ली में छिद्र बनाते हैं। बाह्य मैट्रिक्स को नष्ट करने के बाद, कैंसर कोशिकाएं स्वस्थ ऊतक में गहराई से प्रवास करती हैं। ऑटोक्राइन उत्तेजना के कारण, वे विभाजित होते हैं, एक नोड (व्यास में 1-2 मिमी) बनाते हैं। पोषण की कमी के साथ, नोड में कुछ कोशिकाएं मर जाती हैं, और ऐसे "निष्क्रिय" माइक्रोमास्टेसिस लंबे समय तक अंग के ऊतकों में गुप्त रह सकते हैं। अनुकूल परिस्थितियों में, नोड बढ़ता है, संवहनी एंडोथेलियल ग्रोथ फैक्टर (वीईजीएफ) और फाइब्रोब्लास्ट ग्रोथ फैक्टर (एफजीएफबी) जीन कोशिकाओं में सक्रिय होते हैं, और एंजियोजेनेसिस (रक्त वाहिकाओं का निर्माण) शुरू किया जाता है (चित्र 2)।

हालांकि, कोशिकाएं विशेष तंत्र से लैस होती हैं जो ट्यूमर के विकास से बचाती हैं:

पारंपरिक तरीके और उनके नुकसान

यदि शरीर की रक्षा प्रणालियाँ विफल हो जाती हैं, और ट्यूमर फिर भी विकसित होना शुरू हो जाता है, तो केवल डॉक्टरों का हस्तक्षेप ही बचा सकता है। लंबे समय से, डॉक्टरों ने तीन मुख्य "शास्त्रीय" उपचारों का उपयोग किया है:

• सर्जिकल (ट्यूमर को पूरी तरह से हटाना)। इसका उपयोग तब किया जाता है जब ट्यूमर छोटा और अच्छी तरह से स्थानीयकृत हो। घातक नियोप्लाज्म के संपर्क में आने वाले कुछ ऊतकों को भी हटा दिया जाता है। मेटास्टेस की उपस्थिति में विधि का उपयोग नहीं किया जाता है;
• विकिरण - कैंसर कोशिकाओं के विभाजन को रोकने और रोकने के लिए रेडियोधर्मी कणों के साथ ट्यूमर का विकिरण। स्वस्थ कोशिकाएं भी इस विकिरण के प्रति संवेदनशील होती हैं और अक्सर मर जाती हैं;
• कीमोथेरेपी - दवाओं का उपयोग किया जाता है जो तेजी से विभाजित होने वाली कोशिकाओं के विकास को रोकते हैं। दवाओं का भी सामान्य कोशिकाओं पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

उपरोक्त दृष्टिकोण हमेशा रोगी को कैंसर से नहीं बचा सकते हैं। अक्सर साथ शल्य चिकित्साएकल कैंसर कोशिकाएं रहती हैं, और ट्यूमर फिर से आ सकता है, और कीमोथेरेपी और विकिरण चिकित्सा के साथ, दुष्प्रभाव(प्रतिरक्षा में कमी, एनीमिया, बालों का झड़ना, आदि), जिसके गंभीर परिणाम होते हैं, और अक्सर रोगी की मृत्यु हो जाती है। हालांकि, हर साल, पारंपरिक उपचार में सुधार होता है और नए उपचार सामने आते हैं जो कैंसर को हरा सकते हैं, जैसे कि जैविक चिकित्सा, हार्मोन थेरेपी, स्टेम सेल का उपयोग, अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण, और विभिन्न सहायक उपचार। जीन थेरेपी को सबसे आशाजनक माना जाता है, क्योंकि इसका उद्देश्य कैंसर का मूल कारण है - कुछ जीनों की खराबी के लिए मुआवजा।

एक परिप्रेक्ष्य के रूप में जीन थेरेपी

पबमेड के अनुसार, कैंसर के लिए जीन थेरेपी (जीटी) में रुचि तेजी से बढ़ रही है, और आज जीटी कई तकनीकों को जोड़ती है जो कैंसर कोशिकाओं और शरीर में काम करती हैं ( विवो में) और बाहर ( पूर्व विवो) (अंजीर। 3)।

चित्रा 3. जीन थेरेपी के लिए दो मुख्य रणनीतियाँ। पूर्व विवो- वैक्टर का उपयोग करके, आनुवंशिक सामग्री को संस्कृति (ट्रांसडक्शन) में विकसित कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है, और फिर ट्रांसजेनिक कोशिकाओं को प्राप्तकर्ता में इंजेक्ट किया जाता है; विवो में- एक विशिष्ट ऊतक या अंग में वांछित जीन के साथ एक वेक्टर का परिचय। से चित्र।

पित्रैक उपचार विवो मेंजीन स्थानांतरण शामिल है - कैंसर कोशिकाओं या ट्यूमर के चारों ओर के ऊतकों में आनुवंशिक निर्माण की शुरूआत। पित्रैक उपचार पूर्व विवोइसमें एक रोगी से कैंसर कोशिकाओं को अलग करना, कैंसर जीनोम में एक चिकित्सीय "स्वस्थ" जीन सम्मिलित करना, और ट्रांसड्यूस्ड कोशिकाओं को रोगी के शरीर में वापस लाना शामिल है। ऐसे उद्देश्यों के लिए, जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियों द्वारा बनाए गए विशेष वैक्टर का उपयोग किया जाता है। एक नियम के रूप में, ये वायरस हैं जो कैंसर कोशिकाओं का पता लगाते हैं और नष्ट करते हैं, जबकि शरीर के स्वस्थ ऊतकों या गैर-वायरल वैक्टर के लिए हानिरहित रहते हैं।

वायरल वैक्टर

रेट्रोवायरस, एडेनोवायरस, एडेनो-जुड़े वायरस, लेंटिवायरस, हर्पीज वायरस और अन्य वायरल वैक्टर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। ये वायरस कोशिकाओं (मान्यता और संक्रमण) और डीएनए के साथ बातचीत में पारगमन की दक्षता में भिन्न होते हैं। मुख्य मानदंड सुरक्षा और वायरल डीएनए के अनियंत्रित प्रसार के जोखिम की अनुपस्थिति है: यदि मानव जीनोम में गलत जगह पर जीन डाले जाते हैं, तो वे हानिकारक उत्परिवर्तन पैदा कर सकते हैं और ट्यूमर के विकास की शुरुआत कर सकते हैं। लक्ष्य प्रोटीन (तालिका 1) के हाइपरसिंथेसिस के दौरान शरीर की सूजन या प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए स्थानांतरित जीन की अभिव्यक्ति के स्तर को ध्यान में रखना भी महत्वपूर्ण है।

तालिका 1. वायरल वैक्टर।

वेक्टर	संक्षिप्त वर्णन
खसरा वायरस	इसमें एक नकारात्मक आरएनए अनुक्रम होता है जो कैंसर कोशिकाओं में सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया नहीं देता है
हरपीज सिंप्लेक्स वायरस (HSV-1)	ट्रांसजीन के लंबे अनुक्रम ले जा सकते हैं
लेंटिवायरस	एचआईवी से व्युत्पन्न, गैर-विभाजित कोशिकाओं में जीन को एकीकृत कर सकते हैं
रेट्रोवायरस (आरसीआर)	स्वतंत्र प्रतिकृति में असमर्थ, जीनोम में विदेशी डीएनए के कुशल समावेश और आनुवंशिक परिवर्तनों की दृढ़ता सुनिश्चित करता है
बंदर झागदार वायरस (SFV)	एक नया आरएनए वेक्टर जो ट्रांसजीन को ट्यूमर में स्थानांतरित करता है और इसकी अभिव्यक्ति को उत्तेजित करता है
पुनः संयोजक एडिनोवायरस (आरएडवी)	कुशल अभिकर्मक प्रदान करता है, लेकिन एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया संभव है
पुनः संयोजक एडीनो-जुड़े वायरस (आरएएवी)	कई प्रकार की कोशिकाओं के संक्रमण में सक्षम

गैर-वायरल वैक्टर

ट्रांसजेनिक डीएनए को स्थानांतरित करने के लिए गैर-वायरल वैक्टर का भी उपयोग किया जाता है। पॉलिमरिक दवा वाहक - नैनोकणों का निर्माण - कम आणविक भार वाली दवाओं को वितरित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे ओलिगोन्यूक्लियोटाइड्स, पेप्टाइड्स, सीआरएनए। अपने छोटे आकार के कारण, नैनोकणों को कोशिकाओं द्वारा अवशोषित किया जाता है और केशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं, जो "चिकित्सीय" अणुओं को शरीर में सबसे दुर्गम स्थानों तक पहुंचाने के लिए बहुत सुविधाजनक है। इस तकनीक का उपयोग अक्सर ट्यूमर एंजियोजेनेसिस को रोकने के लिए किया जाता है। लेकिन अस्थि मज्जा जैसे अन्य अंगों में कणों के जमा होने का खतरा होता है, जिसके अप्रत्याशित परिणाम हो सकते हैं। सबसे लोकप्रिय गैर-वायरल डीएनए वितरण विधियां लिपोसोम और इलेक्ट्रोपोरेशन हैं।

कृत्रिम धनायनित लिपोसोमअब कार्यात्मक जीन के वितरण के लिए एक आशाजनक विधि के रूप में मान्यता प्राप्त है। कण सतह पर धनात्मक आवेश ऋणात्मक आवेशित कोशिका झिल्लियों के साथ संलयन की अनुमति देता है। Cationic liposomes डीएनए श्रृंखला के नकारात्मक चार्ज को बेअसर करते हैं, इसकी स्थानिक संरचना को अधिक कॉम्पैक्ट बनाते हैं और कुशल संक्षेपण को बढ़ावा देते हैं। प्लास्मिड-लिपोसोम कॉम्प्लेक्स के कई महत्वपूर्ण लाभ हैं: यह व्यावहारिक रूप से असीमित आकार के आनुवंशिक निर्माणों को समायोजित कर सकता है, प्रतिकृति या पुनर्संयोजन का कोई जोखिम नहीं है, और व्यावहारिक रूप से मेजबान के शरीर में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का कारण नहीं बनता है। इस प्रणाली का नुकसान चिकित्सीय प्रभाव की छोटी अवधि है, और बार-बार प्रशासन के साथ, दुष्प्रभाव प्रकट हो सकते हैं।

इलेक्ट्रोपोरेशनएक लोकप्रिय गैर-वायरल डीएनए वितरण पद्धति है जो काफी सरल है और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को प्रेरित नहीं करती है। प्रेरित विद्युत आवेगों की मदद से, कोशिका की सतह पर छिद्र बनते हैं, और प्लास्मिड डीएनए आसानी से इंट्रासेल्युलर अंतरिक्ष में प्रवेश कर सकता है। पित्रैक उपचार विवो मेंइलेक्ट्रोपोरेशन का उपयोग मरीन ट्यूमर पर कई प्रयोगों में प्रभावी साबित हुआ है। इस मामले में, किसी भी जीन को स्थानांतरित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, साइटोकिन्स (IL-12) और साइटोटोक्सिक जीन (TRAIL) के लिए जीन, जो चिकित्सीय रणनीतियों की एक विस्तृत श्रृंखला के विकास में योगदान देता है। इसके अलावा, यह दृष्टिकोण मेटास्टेटिक और प्राथमिक ट्यूमर दोनों के उपचार के लिए प्रभावी हो सकता है।

तकनीक का चुनाव

ट्यूमर के प्रकार और उसकी प्रगति के आधार पर, रोगी को सबसे अधिक चुना जाता है प्रभावी तकनीकइलाज। आज तक, कैंसर के खिलाफ जीन थेरेपी के लिए नई आशाजनक तकनीक विकसित की गई है, जिसमें स्टेम सेल का उपयोग करते हुए ऑनकोलिटिक वायरल एचटी, प्रोड्रग थेरेपी, इम्यूनोथेरेपी और एचटी शामिल हैं।

ऑनकोलिटिक वायरल जीन थेरेपी

इस तकनीक के लिए, वायरस का उपयोग किया जाता है, जो विशेष आनुवंशिक जोड़तोड़ की मदद से ऑनकोलिटिक बन जाते हैं - वे स्वस्थ कोशिकाओं में गुणा करना बंद कर देते हैं और केवल ट्यूमर कोशिकाओं को प्रभावित करते हैं। एक अच्छा उदाहरणऐसी चिकित्सा ONYX-015 है, एक संशोधित एडिनोवायरस जो E1B प्रोटीन को व्यक्त नहीं करता है। इस प्रोटीन की अनुपस्थिति में, वायरस सामान्य p53 जीन वाली कोशिकाओं में प्रतिकृति नहीं बना सकता है। हर्पीज सिम्प्लेक्स वायरस (HSV-1) - G207 और NV1020 - के आधार पर डिजाइन किए गए दो वैक्टर भी कई जीनों में उत्परिवर्तन करते हैं ताकि केवल कैंसर कोशिकाओं में दोहराने के लिए। तकनीक का बड़ा फायदा यह है कि अंतःशिरा इंजेक्शन के दौरान, ऑनकोलिटिक वायरस पूरे शरीर में रक्त के माध्यम से ले जाया जाता है और मेटास्टेस से लड़ सकता है। वायरस के साथ काम करते समय उत्पन्न होने वाली मुख्य समस्याएं प्राप्तकर्ता के शरीर में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का संभावित जोखिम है, साथ ही स्वस्थ कोशिकाओं के जीनोम में आनुवंशिक संरचनाओं का अनियंत्रित सम्मिलन, और, परिणामस्वरूप, एक कैंसर ट्यूमर की घटना .

जीन-मध्यस्थता एंजाइमेटिक प्रोड्रग थेरेपी

यह ट्यूमर के ऊतकों में "आत्मघाती" जीन की शुरूआत पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप कैंसर कोशिकाएं मर जाती हैं। ये ट्रांसजेन एंजाइमों को एनकोड करते हैं जो एपोप्टोसिस की सक्रियता के लिए इंट्रासेल्युलर साइटोस्टैटिक्स, टीएनएफ रिसेप्टर्स और अन्य महत्वपूर्ण घटकों को सक्रिय करते हैं। प्रोड्रग जीन का एक आत्मघाती संयोजन आदर्श रूप से निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए: नियंत्रित जीन अभिव्यक्ति; एक सक्रिय एंटीकैंसर एजेंट में चयनित प्रोड्रग का सही रूपांतरण; अतिरिक्त अंतर्जात एंजाइमों के बिना प्रोड्रग का पूर्ण सक्रियण।

चिकित्सा का नुकसान यह है कि ट्यूमर में स्वस्थ कोशिकाओं में निहित सभी सुरक्षात्मक तंत्र होते हैं, और वे धीरे-धीरे हानिकारक कारकों और प्रलोभन के अनुकूल हो जाते हैं। अनुकूलन प्रक्रिया को साइटोकिन्स (ऑटोक्राइन विनियमन), कोशिका चक्र विनियमन कारक (सबसे प्रतिरोधी कैंसर क्लोन का चयन), एमडीआर जीन (कुछ दवाओं के लिए संवेदनशीलता के लिए जिम्मेदार) की अभिव्यक्ति द्वारा सुगम बनाया गया है।

immunotherapy

जीन थेरेपी के लिए धन्यवाद, हाल ही मेंइम्यूनोथेरेपी सक्रिय रूप से विकसित होने लगी - कैंसर विरोधी टीकों की मदद से कैंसर के इलाज के लिए एक नया दृष्टिकोण। विधि की मुख्य रणनीति जीन ट्रांसफर तकनीक [? 18] का उपयोग करके कैंसर एंटीजन (TAA) के खिलाफ शरीर का सक्रिय टीकाकरण है।

पुनः संयोजक टीकों और अन्य दवाओं के बीच मुख्य अंतर यह है कि वे रोगी की प्रतिरक्षा प्रणाली को कैंसर कोशिकाओं को पहचानने और उन्हें नष्ट करने में मदद करते हैं। पहले चरण में, कैंसर कोशिकाएं प्राप्तकर्ता के शरीर (ऑटोलॉगस कोशिकाओं) या विशेष सेल लाइनों (एलोजेनिक कोशिकाओं) से प्राप्त की जाती हैं, और फिर उन्हें एक टेस्ट ट्यूब में उगाया जाता है। इन कोशिकाओं को प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा पहचाने जाने के लिए, एक या एक से अधिक जीन पेश किए जाते हैं जो प्रतिजनों की बढ़ी हुई मात्रा के साथ इम्युनोस्टिम्युलेटिंग अणु (साइटोकिन्स) या प्रोटीन का उत्पादन करते हैं। इन संशोधनों के बाद, कोशिकाओं को संस्कृति के लिए जारी रखा जाता है, फिर विश्लेषण किया जाता है और एक तैयार टीका प्राप्त किया जाता है।

ट्रांसजेन के लिए वायरल और गैर-वायरल वैक्टर की विस्तृत विविधता प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बाधित करने और कैंसर कोशिकाओं को वापस लेने के लिए विभिन्न प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाओं (जैसे, साइटोटोक्सिक टी कोशिकाओं और डेंड्राइटिक कोशिकाओं) के साथ प्रयोग करने की अनुमति देती है। 1990 के दशक में, यह सुझाव दिया गया था कि ट्यूमर घुसपैठ लिम्फोसाइट्स (टीआईएल) कैंसर कोशिकाओं के लिए साइटोटोक्सिक टी लिम्फोसाइट्स (सीटीएल) और प्राकृतिक हत्यारे कोशिकाओं (एनके) का स्रोत हैं। चूंकि टीआईएल में आसानी से हेरफेर किया जा सकता है पूर्व विवो, वे कैंसर इम्यूनोथेरेपी के लिए उपयोग की जाने वाली पहली आनुवंशिक रूप से संशोधित प्रतिरक्षा कोशिकाएं बन गईं। कैंसर रोगी के रक्त से ली गई टी कोशिकाओं में, कैंसर प्रतिजनों के लिए रिसेप्टर्स की अभिव्यक्ति के लिए जिम्मेदार जीन को बदल दिया जाता है। आप ट्यूमर में अधिक जीवित रहने और संशोधित टी कोशिकाओं के कुशल प्रवेश के लिए जीन भी जोड़ सकते हैं। इस तरह के जोड़तोड़ की मदद से, कैंसर कोशिकाओं के अत्यधिक सक्रिय "हत्यारे" बनाए जाते हैं।

जब यह साबित हो गया कि अधिकांश कैंसर में विशिष्ट एंटीजन होते हैं और वे अपने रक्षा तंत्र को प्रेरित करने में सक्षम होते हैं, तो यह अनुमान लगाया गया था कि अवरुद्ध करना प्रतिरक्षा तंत्रकैंसर कोशिकाएं ट्यूमर अस्वीकृति की सुविधा प्रदान करेंगी। इसलिए, अधिकांश एंटीट्यूमर टीकों के उत्पादन के लिए, रोगी के ट्यूमर कोशिकाओं या विशेष एलोजेनिक कोशिकाओं को एंटीजन के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। ट्यूमर इम्यूनोथेरेपी की मुख्य समस्याएं रोगी के शरीर में ऑटोइम्यून प्रतिक्रियाओं की संभावना, एक एंटीट्यूमर प्रतिक्रिया की अनुपस्थिति, ट्यूमर के विकास का इम्युनोस्टिम्यूलेशन और अन्य हैं।

मूल कोशिका

जीन थेरेपी के लिए एक शक्तिशाली उपकरण चिकित्सीय एजेंटों के हस्तांतरण के लिए वैक्टर के रूप में स्टेम सेल का उपयोग है - इम्यूनोस्टिम्युलेटिंग साइटोकिन्स, "आत्मघाती" जीन, नैनोकणों और एंटीजेनोजेनिक प्रोटीन। स्टेम सेल (एससी), स्व-नवीनीकरण और अंतर करने की क्षमता के अलावा, अन्य परिवहन प्रणालियों (नैनोपॉलिमर, वायरस) पर एक बड़ा फायदा है: प्रोड्रग सीधे ट्यूमर के ऊतकों में सक्रिय होता है, जो प्रणालीगत विषाक्तता (ट्रांसजेन की अभिव्यक्ति) से बचा जाता है। केवल कैंसर कोशिकाओं के विनाश में योगदान देता है) ... एक अतिरिक्त सकारात्मक गुण ऑटोलॉगस एससी की "विशेषाधिकार प्राप्त" स्थिति है - प्रयुक्त स्वयं की कोशिकाएं 100% संगतता की गारंटी देती हैं और प्रक्रिया के सुरक्षा स्तर को बढ़ाती हैं। लेकिन फिर भी, चिकित्सा की प्रभावशीलता सही पर निर्भर करती है पूर्व विवोसंशोधित जीन को अनुसूचित जाति में स्थानांतरित करना और बाद में ट्रांसड्यूस्ड कोशिकाओं को रोगी के शरीर में स्थानांतरित करना। इसके अलावा, चिकित्सा को बड़े पैमाने पर लागू करने से पहले, सभी का विस्तार से अध्ययन करना आवश्यक है संभव तरीकेएससी का कैंसर कोशिकाओं में परिवर्तन और एससी के कार्सिनोजेनिक रूपांतरण को रोकने के लिए सुरक्षा उपाय विकसित करना।

निष्कर्ष

संक्षेप में, हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि व्यक्तिगत चिकित्सा का युग आ रहा है, जब एक निश्चित प्रभावी चिकित्सा... व्यक्तिगत उपचार कार्यक्रम पहले से ही समय पर सुनिश्चित करने के लिए विकसित किए जा रहे हैं और उचित देखभालऔर रोगियों की स्थिति में उल्लेखनीय सुधार होता है। व्यक्तिगत ऑन्कोलॉजी के लिए विकासवादी दृष्टिकोण जैसे कि जीनोमिक विश्लेषण, लक्षित दवा निर्माण, कैंसर के लिए जीन थेरेपी, और बायोमार्कर का उपयोग करके आणविक निदान पहले से ही फल दे रहे हैं।

जीन थेरेपी कैंसर के लिए विशेष रूप से आशाजनक उपचार है। फिलहाल, नैदानिक ​​परीक्षण सक्रिय रूप से चल रहे हैं, जो अक्सर उन मामलों में एचटी की प्रभावशीलता की पुष्टि करते हैं जहां मानक एंटीकैंसर उपचार सर्जरी है, विकिरण उपचारऔर कीमोथेरेपी मदद नहीं करती है। एचटी (इम्यूनोथेरेपी, ऑनकोलिटिक वीरोथेरेपी, "आत्महत्या" चिकित्सा, आदि) के अभिनव तरीकों का विकास कैंसर से उच्च मृत्यु दर की समस्या को हल करने में सक्षम होगा, और, संभवतः, भविष्य में, "कैंसर" का निदान नहीं होगा एक वाक्य की तरह ध्वनि।

कर्क: बीमारी का पता लगाएं, बचाव करें और खत्म करें।

साहित्य

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शब्द के व्यापक अर्थ में जीन थेरेपी का अर्थ है रोगी के ऊतकों या कोशिकाओं में डीएनए अनुक्रमों को पेश करके उपचार। प्रारंभ में, जीन थेरेपी को जीन में एक दोष को ठीक करने के अवसर के रूप में देखा गया था।

आगे के शोध ने इन विचारों में समायोजन किया है। यह पता चला कि जीन में दोष को ठीक करना बहुत आसान नहीं है, बल्कि रोगी के शरीर में पूरी तरह से काम करने वाले जीन को पेश करके इसे ठीक करना है। यह पता चला कि जीन थेरेपी को विशेष रूप से दैहिक ऊतकों पर किया जाना चाहिए, रोगाणु और रोगाणु कोशिकाओं के स्तर पर जीन थेरेपी बहुत ही समस्याग्रस्त और थोड़ा वास्तविक है। इसका कारण अवांछित कृत्रिम जीन निर्माणों के साथ जीन पूल के दूषित होने का वास्तविक खतरा या मानवता के भविष्य के लिए अप्रत्याशित परिणामों के साथ उत्परिवर्तन की शुरूआत है (Fr. एंडरसन, टी। कास्की, फ्र। कॉलिन्स, आदि)। अंत में, जीन थेरेपी की व्यावहारिक पद्धति न केवल मोनोजेनिक वंशानुगत रोगों के उपचार के लिए उपयुक्त साबित हुई, बल्कि व्यापक बीमारियों जैसे कि घातक ट्यूमर, वायरल संक्रमण, एड्स, हृदय और अन्य बीमारियों के गंभीर रूप।

प्रगतिशील मेलेनोमा के मामले में ट्यूमर-घुसपैठ करने वाले लिम्फोसाइटों को आनुवंशिक रूप से चिह्नित करने के उद्देश्य से 22 मई, 1989 को जीन थेरेपी विधियों का पहला नैदानिक ​​परीक्षण किया गया था। पहली मोनोजेनिक वंशानुगत बीमारी जिसके लिए जीन थेरेपी के तरीकों को लागू किया गया था, वह एडीनोसिन डेमिनमिनस जीन में उत्परिवर्तन के कारण वंशानुगत प्रतिरक्षाविहीनता थी। इस बीमारी के साथ, 2-डीऑक्सीडेनोसिन उच्च सांद्रता में रोगियों के रक्त में जमा हो जाता है, जिसका टी- और बी-लिम्फोसाइटों पर विषाक्त प्रभाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप एक गंभीर संयुक्त इम्युनोडेफिशिएंसी विकसित होती है। 14 सितंबर, 1990 को, बेथेस्डा (यूएसए) में, इस दुर्लभ बीमारी (1:100,000) से पीड़ित एक 4 वर्षीय लड़की को अपने स्वयं के लिम्फोसाइटों के साथ प्रत्यारोपित किया गया था, जो पहले एडीए जीन (एडीए जीन + पीओ) के साथ पूर्व विवो को बदल दिया था। मार्कर जीन + रेट्रोवायरल वेक्टर)। चिकित्सीय प्रभाव कई महीनों तक देखा गया, जिसके बाद प्रक्रिया को 3-5 महीने के अंतराल के साथ दोहराया गया। 3 वर्षों की चिकित्सा के दौरान, एडीए-रूपांतरित लिम्फोसाइटों के कुल 23 अंतःशिरा संक्रमण किए गए। उपचार के परिणामस्वरूप, रोगी की स्थिति में काफी सुधार हुआ।

अन्य मोनोजेनिक वंशानुगत रोग, जिसके लिए पहले से ही आधिकारिक तौर पर स्वीकृत प्रोटोकॉल हैं और नैदानिक ​​परीक्षण शुरू हो चुके हैं, पारिवारिक हाइपरकोलेस्ट्रोलेमिया (1992), हीमोफिलिया बी (1992), सिस्टिक फाइब्रोसिस (1993), गौचर रोग (1993) से संबंधित हैं। 1993 तक, अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में, 53 परियोजनाओं को आनुवंशिक रूप से इंजीनियर निर्माणों के नैदानिक ​​​​परीक्षणों में भर्ती कराया गया था। 1995 तक, दुनिया में ऐसी परियोजनाओं की संख्या बढ़कर 100 हो गई थी, और इन अध्ययनों में 400 से अधिक रोगी सीधे तौर पर शामिल थे। साथ ही, जीन थेरेपी पर आज के शोध में, यह ध्यान में रखा गया है कि विवो में जीन या पुनः संयोजक डीएनए में हेरफेर के परिणामों का अपर्याप्त अध्ययन किया जाता है। इसलिए, जीन थेरेपी कार्यक्रमों के विकास में, उपचार के उपयोग की सुरक्षा के मुद्दे स्वयं रोगी के लिए और पूरी आबादी के लिए मौलिक महत्व के हैं।

नैदानिक ​​​​परीक्षणों के लिए जीन थेरेपी कार्यक्रम में निम्नलिखित खंड शामिल हैं: जीन थेरेपी के पाठ्यक्रम के लिए नोजोलॉजी की पसंद की पुष्टि; आनुवंशिक रूप से संशोधित की जाने वाली कोशिकाओं के प्रकार का निर्धारण; बहिर्जात डीएनए के निर्माण के लिए एक योजना; पेश किए गए जीन निर्माण की जैविक सुरक्षा की पुष्टि, जिसमें सेल संस्कृतियों और मॉडल जानवरों पर प्रयोग शामिल हैं; रोगी की कोशिकाओं में इसे स्थानांतरित करने के लिए एक प्रक्रिया का विकास; पेश किए गए जीन की अभिव्यक्ति का विश्लेषण करने के तरीके; नैदानिक ​​(चिकित्सीय) प्रभाव का आकलन; संभावित दुष्प्रभाव और उन्हें रोकने के तरीके।

यूरोप में, ऐसे प्रोटोकॉल यूरोपीय की सिफारिशों के अनुसार तैयार और अनुमोदित किए जाते हैं कार्यकारी समूहजीन स्थानांतरण और जीन थेरेपी पर। जीन थेरेपी कार्यक्रम में सबसे महत्वपूर्ण तत्व प्रदर्शन की गई प्रक्रियाओं के परिणामों का विश्लेषण है। सफल जीन थेरेपी के लिए निर्णायक शर्त यह है कि किसी विदेशी जीन का लक्ष्य कोशिकाओं में कुशल वितरण, यानी ट्रांसफेक्शन या ट्रांसडक्शन (वायरल वैक्टर का उपयोग करके), इन कोशिकाओं में इसकी दीर्घकालिक दृढ़ता सुनिश्चित करना और पूर्ण कार्य के लिए स्थितियां बनाना, यानी अभिव्यक्ति। प्राप्तकर्ता कोशिकाओं में विदेशी डीएनए की दीर्घकालिक दृढ़ता की कुंजी जीनोम में इसका एकीकरण है, जो कि मेजबान की डीएनए कोशिकाओं में है। कोशिकाओं में विदेशी जीन के वितरण की मुख्य विधियों को रासायनिक, भौतिक और जैविक में विभाजित किया गया है। वायरस पर आधारित वैक्टर का निर्माण जीन थेरेपी की सबसे दिलचस्प और आशाजनक शाखा है।

मौलिक रूप से नई प्रौद्योगिकियों के उद्भव ने जीन और उनके टुकड़ों को सक्रिय रूप से हेरफेर करना संभव बना दिया है, जीनोम के निर्दिष्ट क्षेत्रों में आनुवंशिक जानकारी के नए ब्लॉकों को लक्षित वितरण प्रदान करते हुए, जीव विज्ञान और चिकित्सा में क्रांतिकारी बदलाव किया है। इस मामले में, जीन ही तेजी से विभिन्न बीमारियों के इलाज के लिए इस्तेमाल की जाने वाली दवा के रूप में कार्य करना शुरू कर देता है। बहुक्रियात्मक रोगों से लड़ने के लिए जीन थेरेपी का उपयोग दूर नहीं है। अब भी, मानव जीनोम के बारे में हमारे ज्ञान के वर्तमान स्तर पर, जीन ट्रांसफेक्शन के माध्यम से इसे संशोधित करना काफी संभव है, जिसे कई शारीरिक (उदाहरण के लिए, ऊंचाई), मानसिक और बौद्धिक में सुधार करने के लिए किया जा सकता है। पैरामीटर। इस प्रकार, आधुनिक मानव विज्ञान विकास के अपने नए चरण में "मानव नस्ल में सुधार" के विचार पर लौट आया, जिसे उत्कृष्ट अंग्रेजी आनुवंशिकीविद् Fr. गैल्टन और उनके छात्र।

21वीं सदी में जीन थेरेपी न केवल गंभीर वंशानुगत और गैर-वंशानुगत बीमारियों के इलाज के वास्तविक तरीके प्रदान करती है, बल्कि इसके तेजी से विकास में यह समाज को नई समस्याओं के साथ प्रस्तुत करता है जिन्हें निकट भविष्य में संबोधित करने की आवश्यकता है।