PROAPOPTOTYCZNA TERAPIA GENOWA NOWOTWORÓW

Anna Klimaszewska

Biotechnologia rok III

Co to jest apoptoza?

Apoptoza, zwana również śmiercią programowaną,samobójczą lub altruistyczną jest procesem fizjologicznym, ściśle regulowanym i kontrolowanym przez swoiste procesy biochemiczne, wymagającym ekspresji wielu różnych genów. Umożliwia on eliminację komórek bez pobudzenia procesu zapalnego i uszkodzenia otaczających tkanek.

Uproszczony schemat głównych szlaków apoptotycznych[Źródłó:]

Główne strategie terapeutyczne terapii genowej nowotworów obejmują:

• Próby modulowania funkcji onkogenów i genów supresorowych

• Stosowanie genów samobójczych • Próby immunomodulacji• Strategię antyangiogenezy• Stosowanie genów proapoptotycznych

Fenotyp prawie każdej komórki nowotworowej charakteryzują:

Uniezależnienie się od czynników wzrostu Niewrażliwość na inhibitory wzrostu Nieograniczony potencjał replikacyjny Inwazyjność tkankowa Zdolność do podtrzymywania angiogenezy Oporność na apoptozę

Schemat kancerogenezy[Źródło: J.Bak „Biologia Molekularna w medycynie”; 2006]

Jednym z wyróżników transformacji nowotworowej jest zanik zdolności komórek do apoptozy. Utrata tej zdolności może być spowodowana wieloma różnymi czynnikami:

• Mutacje genu P53 (gen supresorowy nowotworów) → powstawanie niefunkcjonalnej formy białka p53 → jedna z głównych przyczyn powstawania fenotypu opornego na apoptozę

• Zmniejszona lub brak ekspresji białek proapoptotycznych m. in. Bax i Bak

• Nadekspresja białek antyapoptotycznych m. in. Bcl-2 i Bcl–XL

• Wzrost ekspresji inhibitorów apoptozy m. in. białek JAP (inhibiotory of apoptosis protein) np. surwiwiny

• Zmiany poziomu ekspresji receptorów błonowych z rodziny TNF np. receptor Fas → obniżenie poziomu ekspresji i zmiany w budowie → brak przekazywania sygnałów apoptotycznych do wnętrza komórki

• Obniżenie ekspresji KASPAZ w komórkach nowotworowych

• Wymienione czynniki mogą być przyczyną oporności niektórych komórek nowotworowych na leczenie

• Komórki nowotworowe z nadekspresją genów z rodziny Bcl-2 mogą nie odpowiadać apoptozą na stosowaną w leczeniu chemio- czy radioterapię

• Prace eksperymentalne i próby kliniczne wskazują, że TERAPIA GENOWA wykorzystująca geny apoptozy może być rozpatrywana jako metoda wspomagająca klasyczne procedury leczenia nowotworów

Proapoptotyczna terapia genowa

Proapoptotyczna terapia genowa zakłada, iż transfer genów, kodujących czynniki proapoptotyczne bezpośrednio np. do guzów nowotworowych może doprowadzić do indukcji apoptozy komórek nowotworowych i ograniczyć tym samym wzrost nowotworów

Proapoptotyczna terapia genowa c.d.

W badaniach stosuje się geny proapoptotyczne, wprowadzane do komórek za pomocą WEKTORÓW WIRUSOWYCH bądź niewirusowych lub wykorzystuje się sekwencje antysensowne do genów antyapoptotycznych

Proapoptotyczna terapia genowa - przykłady

• Próby eksperymentalne obejmują m. in.:

Transfer prawidłowej wersji genu P53 m. in. do komórek raka płuc, piersi, jajnika

Transfer prawidłowej wersji genu BRCA 1 do komórek nowotworowych

Terapia z udziałem Bcl-2 polega na blokowaniu aktywności genu poprzez wprowadzenie np. siRNA

Transfer sekwencji antysensownej dla genu Bcl-2 do komórek raka piersi MCF-7 znacznie zwiększa wrażliwość tych komórek na cytostatyki: ETOPOZYD i DOKSORUBICYNĘ

Transfer genu Bax do komórek nowotworowych

Transfer genu FasL do komórek nowotworowych

Zablokowanie aktywności antyapoptotycznej surwiwiny poprzez wprowadzenie antysensu do komórek raka wątroby

Wprowadzenie do komórek nowotworowych genu kodującego inhibitor NFκB, czyli IκB

Wprowadzenie do komórek raka trzustki plazmidu pc DNA 3.1(+)/r – Caspase-3 (plazmid z rearanżowanymi podjednostkami kaspazy 3)

Dziękuje za uwagę