Læknaneminn - 01.04.1998, Page 97

Genalækningar
um aðferðum verður sjaldan innlimun gens í litninga og
henta slíkar aðferðir því illa til meðferðar á vefjum þar
sem frumur eru í sífelldri skiptingu, en geta hins vegar
gagnast þegar um er að ræða vefi eins og vöðva og tauga-
vef sem eltki eru í skiptingu.
Aðferðum til að flytja gen inn í frumur má skipa í
þrjá flokka; eðlisrænar, efnafræðilegar og líffræðilegar
aðferðir (tafla 1) (1,2). Eðlisrænar aðferðir beinast að
því að þvinga DNA inn í umfrymi. Þetta er t.d. gert
með örsprautun (microinjection) á DNA inn í frumur
eða með því að skjóta DNA húðuðum málmkúlum inn
í frumur með genabyssu (particle bombardment). Með
örsprautun er aðeins ein fruma sprautuð í einu, en
DNA skot genabyssunnar dreifast til nolckurra frumna í
hverju skoti. Þessar aðferðir eru því ekki nógu afkasta-
mildar þegar flytja á gen inn í margar frumur, en
örsprautun kemur sér vel við markvissan genaflutning
inn í eina ákveðna frumu, t.d eggfrumu. Með enn
annarri aðferð, rafgötun (electroporation) er búið til
rafsvið í frumurækt þannig að göt myndist á frumu-
himnur sem DNA getur sveimað inn um. Fáar frumur
lifa þó þessa meðhöndlun af sem gerir það að verkum
að ekki er hægt að færa frumur inn í líkama sjúldings
eftir slíka meðferð. Innlimun DNA í litninga er fátíð
með eðlisrænum aðferðum og takmarkar það notagildi
þeirra við genalækningar.
Með efnafræðilegum aðferðum er reynt að skapa
aðstæður í frumurækt þannig að frumurnar taki
auðveldar upp DNA. DNA myndar til dæmis stóra
kekki með kalsíumfosfat úrfellingum, en frumur taka
DNA upp á þessu formi greiðar en ella. Þó er það oft
aðeins ein af þúsund frumum sem tekur upp
erfðaefnið. Skilvirkara er að setja DNA í lausn með
jákvætt hlöðnum fitusýrum. Fitusýrurnar mynda þá
lípósóm þar sem jákvætt hlöðnu hausarnir bindast
neikvætt hlöðnu kjarnsýrunum, en fitusýruhalarnir
gera um frumuhimnuna mögulega. Með þessum hætti
geta 50-100% frumna tekið upp eríðaefnið, en
innlimun í litn-inga er sjaldgæf.
Hvorki eðlisrænar né efnafræðilegar aðferðir þykja
nógu skilvirkar til að genalækningar séu árangursríkar og
því beina flestir núorðið sjónum sínum að Iíffræðilegum
aðferðum, en þær byggja á notkun erfðabreyttra veira.
Veirur eru hagnýtar sem genaferjur þar sem þeirra lífs-
ferli byggir á að koma erfðaefni sínu inn í frumur og að
gen þeirra séu þar tjáð. Flutningur með hjálp veira er
þó flóknari en áður nefndu aðferðirnar þar sem hér er
um líffræðileg kerfi að ræða. Flest flutningskerfin hafa
verið þróuð með adenóveirum eða víxlveirum (retro-
viruses), en adenótengdar veirur, herpes simplex og
fleiri veirutegundir hafa einnig verið reyndar.
Adenóveirur
Adenóveiran er DNA-veira með 36 lcb tvístranda
línulegt DNA. Veiran sýkir aðallega þekjufrumur
öndunarfæra og hefur því íyrst og fremst þróast sem in
vivo meðferð, sérstaklega við cystic fibrosis (1,4). Til
þess að mynda virkt og hættulaust flutningskerfi þarf
að framleiða veiru sem eftir flutning í frumu getur tjáð
það gen sem hún hefur verið erfðabreytt með, en ekld
fjölgað sér og sýkt aðrar frumur. Með því augnamiði er
smíðuð genaferja sem inniheldur öll gen adenóveiru,
nema gen eins og E1 sem eru nauðsynleg til að veiran
geti fjölgað sér. I stað E1 er komið fyrir því geni sem
ætlun er að tjá. Adenóveirugenaferjan er svo inn-
leidd inn í sérstakar frumur, sem eru erfðabreyttar þann-
ig að þær tjá E1 genið. Þannig eru öll nauðsynlegu
veiruprótínin tjáð innan frumunnar og þá geta mynd-
ast nýjar veirur sem innihelda hið utanaðkomandi gen,
en eru án El. Þessar veirur eru svo notaðar til að flytja
gen inn í frumur sem á að erfðabreyta (5). Helstu
kostir adenóveirugenaferja eru að þær má framleiða í
afar háum títer (1011 veirur/ml) og þær sýkja frumur
hvort sem þær eru í skiptingu eða ekki. En sýkingar
með adenóveirum valda hins vegar oft bólgu- og
öðrum ónæmissvörunum (5,6) og auk þess innlimast
adenóveirugen eldd í litninga hýsilfrumu og tapast því
smám saman úr frumunum. Því eru endurteknar
sýkingar nauðsynlegar til að viðhalda genatjáningu.
Kostur þess að nota kerfi þar sem innlimun í hýsillitn-
ing á sér ekki stað er að engin hætta er á að skemma gen
frumunnar (insertional mutagenesis).
Víxlveirur
Víxlveirur eru RNA-veirur sem auk erfðaefnis inni-
halda víxlrita (reverse transcriptase) og integrasa. Eftir
innleiðslu í frumur er RNA veirunnar víxlritað yfir á
tvíþátta DNA sem integrasinn sér um að líma inn í lit-
ning hýsilfrumu og síðan eru veiruprótínin tjáð.
Víxlveirur eru þrenns konar, spúmaveirur, onkóveirur
og lentiveirur. Flestar víxlveirur sýkja aðeins frumur
sem eru í skiptingu, en lentiveirur búa yfir þeim mikils-
verða hæfileika m.t.t. genalækninga að sýkja frumur
hvort sem þær eru í skiptingu eða ekki (7). I flokk
LÆKNANEMINN • 1. tbl. 1998, 51. árg.
95