58. Возможные риски использования генетически модифицированных организмов (гмо) для здоровья человека и окружающей среды.

Ответ. Встраивание в геном организма-хозяина новых конструкций имеет цель получить новый признак, недостижимый для данного организма путем селекции или требующий годы работы селекционеров. Но вместе с приобретением такого признака организм приобретает целый набор новых качеств. Все нежелательные явления и события, происходящие при возделывании и потреблении ГМО, можно объединить в три группы: пищевые, экологические и агротехнические риски. Пищевые риски: непосредственное действие токсичных и аллергенных трансгенных белков ГМО; риски, опосредованные плейотропным действием (зависимость нескольких признаков от одного гена, т.е. множественное действие одного гена) трансгенных белков на метаболизм растений; риски, опосредованные накоплением гербицидов и их метаболитов в устойчивых сортах и видах сельскохозяйственных растений. Экологические риски: снижение сортового разнообразия сельскохозяйственных культур в следствии массового применения ГМО; неконтролируемый перенос конструкций, особенно определяющих различные типы устойчивости к пестицидам, вредителям и болезням растений, в следствии переопыления с дикорастущими родственными и предковыми видами. В связи с этим снижение биоразнообразия дикорастущих предковых форм культурных растений и формирование сорняков; негативное влияние на биоразнообразие через поражение токсичными трансгенными белками нецелевых насекомых и почвенной микрофлоры и нарушении трофических цепей; риски быстрого появления устойчивости к используемым трансгенным токсинам у насекомых, бактерий, грибов и других вредителей; риски появления новых, более патогенных штаммов фитовирусов. Агротехнические риски: риски непредсказуемых изменений нецелевых свойств и признаков модифицированных сортов, связанные с плейотропным действием введенного гена. Например, снижение устойчивости к патогенам при хранении и устойчивости к критическим температурам при вегетации у сортов, устойчивых к насекомым-вредителям; неэффективность трансгенной устойчивости к вредителям через несколько лет массового использования данного сорта и др.

59. Достижения молекулярной биотехнологии в генотерапии.

Ответ. С развитием секвенирования (определение генетических повреждений, мутаций) генома человека связаны надежды на возможность лечения генетических заболеваний. Ранее начало профилактического лечения ребенка позволит предотвратить начало заболевания или отодвинуть начало его проявления. В процессе прочтения генома человека был выявлен механизм генетического разнообразия, так называемый однонуклеотидный полиморфизм – изменение «буквы» генетического кода без «последствий для здоровья». Генной терапией называется генетическая инженерия соматических клеток человека, направленная на исключение дефекта. Подходы генной инженерии соматических клеток: in vivo (введение материала в ткань или орган организма для синтеза в нем отсутствующих или в недостаточном количестве продуктов(белков) или их подавления); ex vivo (генетическое направление дефектных клеток вне организма с последующим возвращением нормально функционирующих клеток в организм). Средством переноса генов являются вирусы. Используют аденовирусы и ретровирусы. Наиболее пригодными для проведения генной терапии являются клетки костного мозга. Это связано с наличием в нем тотипотентных эмбриональных стволовых клеток, которые могут дифференцироваться в различные типы клеток. Помимо стволовых клеток костного мозга используют стволовые клетки из пуповинной крови. Метод генной терапии широко распространялся по миру и к настоящему моменту в мире проведено и проводится более 2210 клинических испытаний по генной терапии. Спектр заболеваний, при которых проводятся клинические испытания по генной терапии, также чрезвычайно широк. Независимо от нозологии, в области соматической генной терапии имеются общие задачи. Это выбор наиболее эффективного для лечения гена; разработка способов доставки требуемого гена в нужные клетки; изучение и обеспечение эффективных подходов и способов нужной регуляции гена; вопросы длительности существования и экспрессии введенного гена; обеспечение безопасности больного. Типы генов, используемых при генной терапии, разнообразны, и их выбор определяется патогенетическими механизмами развития заболевания, идентификацией наиболее болезнетворных генов. В экспериментальной генной терапии сердечно-сосудистых заболеваний в настоящее время используют промоторы, которые обеспечивают преимущественную экспрессию трансгена в миокарде. Одной из сложнейших проблем в генной терапии является доставка требуемого гена в нужные ткани при минимизации его контакта с биологическими средами организма до достижения клетки-мишени, а также обеспечение доставки гена в нужную клетку с целью его эффективной и безопасной работы в ней. Самым простым способом доставки трансгенов является доставка «голой» ДНК/плазмиды. При этом для целей доставки генетического материала в ядро клетки используется арсенал различных средств. Альтернативным способом доставки терапевтических генов является использование векторов вирусной, бактериальной и химической природы. К настоящему моменту сформировалось два типа геннотерапевтического воздействия: индивидуализированный подход ex vivo — трансфекция стволовых гемопоэтических клеток, полученных из периферической крови и трансплантированных затем больному, и in vivo — трансфекция клеток внутри организма, куда генетический материал в составе вектора доставляется в результате внутривенной или внутриартериальной (в печеночную артерию) инфузии, внутримышечного, подкожного, интратуморального, интраназального или сублингвального введения. Подходы к генной терапии рака включают в себя три основные стратегии: введение нормального гена в опухолевые клетки для замены «мутантного» гена, генетическую модификацию, преследующую цель заглушить «мутантный» ген, и генетические подходы, направленные на запуск гибели опухолевых клеток.