Edición secreta de genes y terapia génica.

Como todos sabemos, muchas enfermedades humanas se derivan de defectos genéticos, como las enfermedades genéticas congénitas, ciertos tumores malignos, etc. Estas enfermedades genéticas a menudo nacen, son raras e incluso sin un tratamiento farmacológico relacionado. ¿Existe alguna posibilidad de que tales enfermedades se curen en el futuro? La tecnología de edición de genes más popular en las ciencias de la vida nos ha dado una respuesta definitiva: la edición de genes y la terapia génica han abierto caminos completamente nuevos para la cura completa de enfermedades genéticas congénitas, cáncer, SIDA y otras enfermedades malignas.

¿Qué es la tecnología de edición genética? La base de conocimiento de la mayoría de las personas se limita a conocer el nivel de estructura de doble hélice del ADN, por lo que no trato de explicar esta tecnología actual, así como el progreso reciente en la terapia génica, espero que los lectores interesados ​​en la edición de genes y la terapia génica tengan Inspirado

La edición de genes es como un documento de Word

En 1866, un erudito austriaco llamado Mendel descubrió algunos factores que podían heredarse de los guisantes y determinaron si la epidermis de guisantes era suave o arrugada, amarilla o verde. En este punto, los humanos emprendieron un viaje de exploración de genes. En estos 150 años, los científicos se han dado cuenta de la estructura, mutación, composición química, función de los genes … Los genes son como el código de la naturaleza para la biología, en la estructura mágica de doble hélice del ADN, están organizados por arte de magia. La combinación creó un individuo único hoy.

El ADN humano es una larga cadena de doble hélice, como una escalera retorcida, y similar a un libro grueso, los genes son las letras (A, T, C, G) incrustadas en él. Estas letras están dispuestas para formar segmentos genéticos específicos que determinan nuestras características: altura, color de la pupila e incluso la vida. Pero algunos genes están organizados de forma “incorrecta”, lo que nos hace muy susceptibles a una enfermedad grave, por lo que los científicos intentan corregir los genes defectuosos a través de la edición genética, ya que el escritor ha reescrito un artículo en el artículo.

Edición de genes, al igual que modificar una o dos palabras en un documento de Word, debemos bloquear la posición de estas palabras a través de la herramienta de búsqueda, seleccionar, eliminar, luego ingresar el contenido que queremos en el mismo lugar y, finalmente, hacer clic en el botón “Guardar”. Completa la modificación de las palabras. De manera similar, los científicos usan algunas proteínas (como la proteína de dedo de zinc, la proteína TALE) o el ARN para buscar el genoma objetivo, bloquean el gen “problema” y luego usan los medios de la endonucleasa para cortar las roturas de doble cadena del ADN. . Si se produce una brecha en la cadena de ADN, el mecanismo de reparación natural de la célula intentará solucionarlo, pero los científicos también pueden copiar los fragmentos genéticos ideales y conectarlos a la cadena de ADN rota. De esta manera, la edición genética se completa básicamente.

El proceso anterior no es difícil de entender, hay tres pasos principales en los pasos centrales de la edición de genes:

1. “GPS”: la edición de genes primero debe identificar con precisión la secuencia de nucleótidos objetivo en el fragmento de ADN objetivo, es decir, el gen que bloquea el “problema” y puede “encontrar cuál reproducir”. Esto requiere un “GPS” que identifique específicamente el ADN objetivo a guiar, lo que permite que la herramienta de edición de genes ubique de forma rápida y precisa el lugar a editar.

2. “Tijeras”: después de colocarlas en la navegación GPS, necesitas un par de tijeras para cortar las cadenas dobles de ADN para formar una incisión. Esta tijera es una variedad de nucleasas de ADN.

3. “Aguja”: como se mencionó anteriormente, después de cortar la incisión, ya sea golpeando, insertando o reemplazando, es necesario “coser” la incisión, que es reparada por la rotura de doble cadena del ADN que ocurre naturalmente en la célula. Mecanismos para lograr, o para implantar los fragmentos genéticos ideales copiados por los científicos.

3 formas de terapia génica
Para las enfermedades causadas por mutaciones genéticas (especialmente las enfermedades de un solo gen), un tratamiento muy fácil es reemplazar el gen causante de la enfermedad o complementar el cuerpo con genes sanos. Tratamientos similares se han practicado ampliamente desde la década de 1990. Sin embargo, en ausencia de métodos de edición genética precisos y de investigaciones insuficientes sobre vectores, como los virus, los accidentes graves como los cambios cancerosos debidos al rechazo inmunitario y la falta de objetivos han llevado a la terapia génica. Una vez atrapado en un abrevadero desde la cima. Con la madurez gradual de la edición de genes y la tecnología de transfección viral (especialmente AAV), la terapia génica ha comenzado a recuperarse nuevamente en la última década, y parece que ha alcanzado el resultado de la floración.

Hoy en día, la terapia génica tiene las siguientes tres formas de enfermedades causadas por mutaciones genéticas.

Edición in vitro

Como las células del cuerpo pierden su función e incluso se vuelven cancerosas debido a mutaciones, una forma fácil de reparar la función dañada original es “arreglar” las células in vitro y luego devolverlas al cuerpo. El ejemplo más típico es la popular tecnología CAR-T en los últimos años (transfección de células T in vitro con la capacidad de reconocer ciertas proteínas específicas en la superficie del tumor), así como la edición in vitro de células madre. La ventaja de este método es controlable. Después de todo, la edición se realiza fuera del cuerpo. Después de la edición, puede filtrarlo. Si lo cambia, puede usarlo en el cuerpo. Si lo modifica mal, puede lanzarlo. No es fácil causar problemas. La desventaja es que el mecanismo patógeno es complicado o El efecto es general cuando la investigación no es lo suficientemente profunda. Por ejemplo, la tecnología CAR-T actualmente solo es efectiva para el hematoma, porque el microambiente del hematoma es relativamente simple y la terapia con células madre no está progresando mucho porque el microambiente de las enfermedades relacionadas con las células madre suele ser complicado, después de transformar las células madre en el cuerpo. No desempeña su papel previsto.

2. Expresión de ADN libre in vivo

Para algunas enfermedades causadas por la falta de proteínas específicas debido a mutaciones genéticas (como la negrura congénita de Leber, la hemofilia), una idea directa es “plantar” genes que puedan expresar proteínas relacionadas en el cuerpo. Pero no “implantados” en el genoma, sino que se expresan libremente en el citoplasma, los más típicos de los cuales actualmente están aprobados para varias terapias genéticas de transfección viral (como el fármaco genético “Luxturna” aprobado por la FDA para el tratamiento de enfermedades oculares hereditarias) . El beneficio de este enfoque es relativamente seguro. Después de todo, cambiar el genoma a menudo es irreversible, y las consecuencias de los peligros fuera del objetivo son más graves (por eso muchas muertes ocurrieron a fines de la década de 1990). Hay dos desventajas principales: una es el ADN viral libre o tiene una probabilidad de inserción en el genoma normal, y esta inserción es aleatoria sin localización, la otra es probable que se consuma con la división celular, a diferencia del ADN en el genoma. De esa manera, existe una replicación estable en la división, y su tratamiento puede no ser duradero.

3. Edición del genoma in vivo.

Este debería ser el método de terapia génica más anticipado, es decir, usar tecnología de edición genética para modificar directamente el ADN objetivo de la mutación in vivo, eliminar el gen que causa la enfermedad y restaurar la función del cuerpo. La ventaja de este método es que es posible curar la enfermedad. Por ejemplo, los pacientes con síndrome de Hunter o hemofilia A no pueden expresar iduronato-2-sulfatasa (IDS) o factor de coagulación en el cuerpo. Luego, si el gen IDS o el factor VIII se inserta en el genoma, puede ser normal para la vida. El punto negativo es que la seguridad es la mayor preocupación.

En general, la edición de genes y su tratamiento son tecnologías prometedoras y la tendencia de desarrollo más importante en el campo biológico en el futuro. El valor científico y comercial es ilimitado, pero al mismo tiempo no debemos ignorar los enormes peligros y limitaciones ocultos. Por lo tanto, ya sea que “la tecnología de edición de genes cura completamente el cáncer” o el “riesgo genético de la terapia génica”, estos dos tipos de lenguaje extremo son injustos.