21.6. Генодиагностика и генотерапия рака

Главные направлений онкологической молекулярной медицины – генная диагностика болезней, их профилактика и генотерапия.

ДНК-диагностика основана на определении наследуемых мутаций в генах, ответственных за предрасположенность к предполагаемому типу рака. Возможности диагностики рака наследственных заболеваний напрямую связаны с достижениями молекулярной генетики по изучению наследственной предрасположенности к этим заболеваниям, по выявлению дефектных генов.

В настоящее время ДНК-диагностика в определенной мере вытеснила традиционные цитологические подходы и используется на всех этапах онкологического исследования - при профилактике, диагностике, лечении онкологических больных.

Для ДНК-диагностики опухолевых синдромов необходимо проведение полного секвенирования нуклеотидной последовательности нескольких генов. Пока проведение такого исследования стоит очень дорого.

В некоторых случаях существуют более экономичные подходы. К примеру, повышенный риск развития рака молочной железы вызывают дефекты в генах BRCA1 и BRCA2. Очень часто у представителей некоторых национальностей они располагаются в одних и тех же участках гена – так называемых горячих кодонах. Для выявления такой мутации больших затрат не требуется, в полномасштабном секвенировании нет необходимости. Микросателлитная нестабильность при повреждениях генов наследственного неполипозного рака толстой кишки (MSH2, MLH1) выявляется при помощи относительно простого теста, при этом допускается использование архивного материала. Наследственная мутация АРС (множественный аденоматозный полипоз толстой кишки) идентифицируется обнаружением укороченной версии его продукта, что проще секвенирования (Имянитов, Хансон, 2007).

Тем не менее, многие ДНК-тесты уже отнесены к ряду рутинных процедур. Например, при молекулярной диагностике очень важны тесты на клональность Смысл тестов на клональность состоит в том, что клетки опухоли берут начало из единого источника, поэтому для них характерна практически идентичная генетическая характеристика. Он составляет основу диагностики лимфом. При идентификации же истинного билатерального рака молочной железы используется аллелотипирование парных образцов ДНК (Imyanitov et al., 2002).

Только генная диагностика позволит определить наиболее слабые участки человеческого организма, предрасположенность к тем или иным болезням. Эффективным лечение станет в том случае, если для каждого человека будут созданы специальные препараты с учетом индивидуальных особенностей его организма.

Очень важное значение имеет ранняя диагностика опухолей, в том числе поиск новых маркеров новообразований. В качестве молекулярных маркеров могут выступать мутированные генетические последовательности, гены с опухолеспецифической экспрессией.

Кроме геномных подходов, существует возможность использования протеомных подходов в диагностике опухолевых синдромов. К сожалению, методы высокочувствительной детекции белков на данном этапе не соответствуют требованиям современной медицины и пока относятся к области разработок.

Новые автоматизированные технологии (high-throught) способствовали повышению производительности диагностирования и дали возможность характеризовать геном в целом. Панельные методики основаны на принципе гибридизации биомолекул. На контрольной экспериментальной платформе нанесены почти все значимые компоненты последовательностей генов, аномалии выявляются благодаря проведению подобного "микрочипового" анализа.

Количественная ПЦР в режиме реального времени ( http://www.awt.ru/index.php?id=6320&ocd=view ), капиллярный электрофорез нуклеиновых кислот, масс-спектрометрия также весьма перспективны в онкодиагностике (Sidransky, 2002; Имянитов, Хансон, 2007).

Весьма перспективным для разрушения раковых клеток или подавления ангиогенеза обещает быть использование геннотерапевтических подходов. В частности, в опухолевые клетки удается последовательно вводить ген тимидинкиназы простого герпеса (HSVtk) и ганцикловира. В результате образуется ганцикловитрифосфат, токсичный для быстроделящихся клеток. При этом погибают и нетрансформированные клетки, контактирующие с HSVtk – трансформированными клетками ("эффект свидетеля").

В качестве лекарств можно использовать не только продукты генов, но и олигонуклеотиды. С помощью антисмысловых последовательностей можно полностью или частично подавить экспрессию генов, ответственных за развитие онкологической трансформации (Agrawal, 1996). В одном из вариантов такого воздействия клонированный ген встраивают в вектор в обратной ориентации. На ДНК- матрице синтезируется антисмысловая РНК, которая блокирует трансляцию комплементарной мРНК.

Часто применяют непосредственное введение собственно антисмысловой РНК. Эффективность последнего подхода может быть увеличена за счет использования химически модифицированных олигонуклеотидов, стойких к действию нуклеаз.

Для лечения рака, по-видимому, могут применяться и ДНК-вакцины. При таком типе вакцинации реципиенту вводят ДНК, кодирующую нужный антиген, который затем вырабатыватся клетками человека. ( http://elementy.ru/lib/430109/430112 ). Holmgren с соавт. (2006) использовали для подавления ангиогенеза ДНК-вакцинацию против ангиомотина (Amot) – рецептора ангиостатина. Внутримышечное введение мышам препарата вектора, несущего ген человеческого ангиомотина, с последующей in vivo электропорацией, вело к образованию соответствующих антител. Очищенные антитела были способны связываться Amot, локализованным на клеточной мембране, и подавлять миграцию эндотелиальных клеток (ключевой механизм индукции ангиогенеза). In vivo ДНК-вакцинация блокировала рост сосудов, вызванный как опухолевыми клетками, так и химическими индукторами и, как следствие, значительно замедляла опухолевый рост. В статистически значимой доле случаев наблюдалось полное отсутствие роста опухоли в течение > 150 дней эксперимента. Наиболее мощный положительный эффект обнаружен при совместном действии двух ДНК-вакцин: кодирующей Amot и другой, кодирующей трансмембранный домен одного из онкогенов. Ни один из вариантов ДНК-вакцинации не дал негативных побочных эффектов. Таким образом, показано, ДНК-вакцинация против Amot позволяет не только воспроизвести, но и значительно усилить эффект ангиостатина.

Тесты рубежного контроля знаний

Внимание!

Начинается новая сессия тестирования. После утверждения первого ответа, данные о прохождении тестирования будут записаны и доступны преподавателям для проверки.

Прерывание тестирования, превышение временного лимита, попытки повторных ответов на предыдущие вопросы приведут к сбросу сессии и будут отмечены как отрицательные результаты тестирования.

Вопрос №1 из 11.Уровень сложности - Базовый

Ген MDM2 - антагонист гена: а) p53 б) Rad51 в) BRCA1