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15.10: Die Gentherapie
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Gene Therapy
 
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15.10: Gene Therapy

15.10: Die Gentherapie

Gene therapy is a technique where a gene is inserted into a person’s cells to prevent or treat a serious disease. The added gene may be a healthy version of the gene that is mutated in the patient, or it could be a different gene that inactivates or compensates for the patient’s disease-causing gene. For example, in patients with severe combined immunodeficiency (SCID) due to a mutation in the gene for the enzyme adenosine deaminase, a functioning version of the gene can be inserted. The patient’s cells can then make the enzyme, curing this potentially deadly disease in some cases.

Gene Insertion

Genes can be introduced into a patient’s cells in two main ways: in vivo—directly into a person through injection into specific tissues or into the bloodstream; and ex vivo—into cells that have been removed from the patient, which are transplanted back after the gene is inserted.

The gene is usually inserted into a vector—often a virus that has been modified to not cause disease—to get the gene into the patient’s cells and delivered to the nucleus. In some cases—for instance, when retroviral vectors are used—the gene is randomly inserted into the person’s genome, leading to stable expression of the inserted gene. In others—such as when adenoviral vectors are used—the gene does not integrate into the host’s genome and is only transiently expressed. The vector is also engineered to contain a promoter region so that the new gene can be transcribed into messenger RNA (mRNA). Then, using the cell’s own machinery, the mRNA is translated into protein. The protein product—such as adenosine deaminase—provides the treatment for the disease.

Clinical Trials

Gene therapy is still in the early stages and carries significant risks, in part because the integration and activity of the inserted genes cannot be fully controlled. For example, in some early trials of gene therapy for another form of SCID, some patients developed cancer, and the trials were halted. However, the technology is continually improving, and for serious diseases with no other effective treatment, the benefits can outweigh the risks. Besides SCID, other diseases where gene therapy has been successful include a type of inherited blindness and treatment-resistant B-cell leukemia.

Die Gentherapie ist eine Technik, bei der ein Gen in die Zelle einer Person eingefügt wird, um eine schwere Krankheit zu verhindern oder zu behandeln. Das hinzugefügte Gen kann eine gesunde Version des Gens sein, welches im Patienten mutiert ist. Es kann jedoch auch ein anderes Gen sein, welches das krankheitsverursachende Gen des Patienten inaktiviert oder ersetzt. Zum Beispiel kann bei Patienten mit schwerer kombinierter Immunschwäche (SCID) aufgrund einer Mutation im Gen für das Enzym Adenosin-Deaminase, eine funktionierende Version des Gens eingefügt werden. Die Zellen des Patienten können das Enzym dann erneut herstellen. Das heilt die potenziell tödliche Krankheit in einigen Fällen wieder.

Einfügen von Genen

Gene können in die Zellen eines Patienten mit zwei Hauptmethoden eingeführt werden. Es kann in vivo, also direkt in eine Person durch Injektion in spezifische Gewebe oder in den Blutstrom geschehen oder ex vivo. Dabei werden dem Patienten Zellen entnommen und wieder eingefügt, nachdem ihnen das Gen hinzugefügt wurde.

Das Gen wird normalerweise in einen Vektor in die Zellen des Patienten und folglich in den Zellkern transportiert. Dabei werden häufig Viren verwendet, die so modifiziert worden sind, dass sie keine Krankheiten verursachen, sondern das Gen nur in sich tragen. Wenn beispielsweise retrovirale Vektoren verwendet werden, wird das Gen zufällig in das Genom der Person eingefügt, was zu einer stabilen Expression des eingefügten Gens führt. In anderen Fällen werden beispielsweise adenovirale Vektoren verwendet, bei denen sich das Gen nicht Genom des Wirtes integriert, sondern nur vorübergehend exprimiert werden. Der Vektor ist auch so konstruiert, dass er eine Promotorregion enthält. So kann das neue Gen in Boten-RNA (mRNA) transkribiert werden. Dann wird die mRNA mit Hilfe der zelleigenen Maschinerie in ein Protein übersetzt. Ein Proteinprodukt wie z.B. Adenosin-Deaminase stellt die Behandlung für die Krankheit dar.

Klinische Studien

Die Gentherapie befindet sich noch im Anfangsstadium und birgt erhebliche Risiken. Das liegt zum Teil daran, dass die Integration und Aktivität der eingefügten Gene nicht vollständig kontrolliert werden kann. Bei einigen frühen Studien der Gentherapie für eine andere Form von SCID beispielsweise entwickelten einige Patienten Krebs, woraufhin die Studien gestoppt wurden. Die Technologie wird jedoch ständig verbessert. Auch bei schweren Krankheiten, für die es keine andere wirksame Behandlung gibt, können die Vorteile die Risiken überwiegen. Neben dem SCID gibt es weitere Krankheiten, bei denen die Gentherapie erfolgreich war. So wurden z.B. schon Fälle von wie vererbten Blindheiten und behandlungsresistente B-Zell-Leukämien erfolgreich behandelt .


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