Современная генетика

oamenilor este eficient numai acel care se ob?ine din sвngele omului.

Componen?a chimic? a interferonului o constituie o protein? elaborat? de

celulele omului ?i ale celorlalte vertebrate drept reac?ie la infec?ia

virotic?. Interferonul omului se extrage din leucocitele sвngelui sau din

celulele ?esutului conjunctiv – din fibrola?ti. Dintr-un litru de sвnge se

extrage o cantitate de interferon suficient? pentru o singur? injec?ie. S-a

calculat c? interferonul ob?inut din sвngele tuturor oamenilor ce tr?iesc

pe P?mвnt ar ajunge doar pentru tratamentul a 20 mii de oameni.

Оn prezent ingineria genic? a procedat la solu?ionarea problemei

interferonului. Firmele mari «Biogen» ?i «Ghenenteh», precum ?i

laboratoarele din Belgia, Elve?ia ?i Japonia au оnceput producerea lui din

a doua jum?tate a anului 1980.

Ce s-a realizat deocamdat?? Culturile celulelor de leucocite ?i de

fibrobla?ti ai omului au fost contaminate cu virus ?i оn ele a оnceput

elaborarea interferonului. Din aceste celule s-a separat ARNi ?i din el, cu

ajutorul revertazei, a fost sintetizat ADNc. Apoi ADN-ul purt?tor al genei

necesare a fost inclus оn plasmida colibacilului. Astfel bacteria a ob?inut

o proprietate nou? de a produce interferonul omului.

Оn anul 1982 s-a ob?inut sintetizarea оn celulele colibacilului a

interferonului leucocitar. Prima etap? a cercet?rilor const? оn clonarea

?i identificarea genei, iar a doua – оn ob?inerea din leucocitele sвngelui

omului a ARN-ului informativ, care codific? sinteza interferonului. Оn

acest scop оn leucocitele sвngelui a fost inserat virusul bolii de Newcastl

– un stimulator puternic al interferonului, care genereaz? sinteza lui.

Dup? aceea gena interferonului a fost inserat?, cu ajutorul plasmidei, оn

gena colibacilului. ?i bacteriile au оnceput s? produc? interferonul. Dintr-

un litru de mediu de cultur? (recalculat la 1 litru de sвnge) se poate

ob?ine de 1000 de ori mai mult interferon.

Astfel s-a f?cut un pas important spre producerea industrial? a

interferonului leucocitar relativ ieftin. Pentru munca rodnic? оn domeniul

acesta savan?ilor sovietici Iu. Ovcinnicov, E. Sverdlov, S. ?arev ?. a. li

s-a decernat premiul Lenin.

Bacteriile «programate» special оn acest scop elaboreaz? ?i medicamente

antitumorale. Unul din ele – limfotoxina este o protein?, elaborat? de

celulele sistemului imun al omului (limfocite). El are capacitatea de a

ucide celulele tumorale f?r? a influen?a celulele s?n?toase. Limfocitele,

оns?, produc aceast? protein? оn cantit??i foarte mici ?i de aceea pвn? оn

prezent nu s-a reu?it s? se cerceteze am?nun?it оnsu?irile ei.

Pentru a ob?ine aceast? protein? minunat? оn cantit??i mai mari,

colaboratorii uneia din firmele de inginerie genetic? din SUA au hot?rвt s?

utilizeze bacteriile cu care se lucreaz? mult mai u?or ?i-s mult mai

ieftine decвt culturile de limfocite. Оn acest scop a fost nevoie de o

gen?, care s? codifice limfotoxina. Pentru a sintetiza aceast? gen?,

savan?ii au оnceput s? determine succesiunea aminoacizilor din limfotoxin?.

Ei au reu?it s? descifreze un fragment compus din 155 de aminoacizi, care

alc?tuia 90% din lungimea moleculei proteice. Utilizвnd datele codului

genetic, ei au sintetizat gena, care codific? limfotoxina scurtat? ?i au

inserat-o оn bacteria E. coli. Dar experimentatorii au r?mas decep?iona?i:

proteina «scurtat?», elaborat? de bacterii, nu era activa din punct de

vedere biologic.

Urm?toarea etap? a fost g?sirea acelei p?r?i a genei care lipsea. Din

limfoci?i a fost separat ARNi-ul din care s-au ob?inut copii de ADN. Оntre

acestea trebuia de g?sit copia care codific? limfotoxina. Оn acest scop a

fost utilizat? metoda de hibridizare a ADN-ului. Apoi din copia de ADN

c?utat? a fost t?iat un sector ce codifica fragmentul final care lipsea ?i

a fost sudat la gena sintetic?.

Bacteriile оn care a fost inserat? gena «sudat?» au оnceput s? produc?

limfotoxina, оnsu?irile ?i gradul de activitate ale c?reia nu se deosebeau

de оnsu?irile celei naturale. Producerea ei prin aceast? metod? a fost de

500 de ori mai mare decвt cea produs? de cultura limfoci?ilor. Cвnd aceast?

limfotoxin? a fost administrat? ?oarecilor оn tumoarea provocat? de

cancerogenele chimice, tumoarea pierea.

Speciali?tii americani au reu?it printr-o metod? analog? s? cloneze оn

bacterii gena unei alte proteine anticanceroase a omului – a a?a-numitului

factor al necrozei tumorii.

Dac? proteinele ob?inute pe calea ingineriei genice vor putea fi

utilizate pentru tratamentul oamenilor, ele vor deveni medicamente de tip

nou. Preparatele anticanceroase folosite pвn? оn prezent sunt ne specifice:

ele ac?ioneaz? atвt asupra celulelor canceroase, cвt ?i asupra celulelor

normale. Afar? de aceasta , ele sunt ni?te substan?e str?ine organismului,

pe cвnd limfotoxina ?i factorul necrozei tumorilor sunt proprii

organismului. Aceste preparate se afl? оn etapa experimentelor clinice.

Ingineria genic? a f?cut posibil? crearea a?a-numitelor vaccinuri vii.

Vaccinul viu se ob?ine atunci cвnd «se sutureaz?» la un loc, bun?oar?, ADN-

ul virusului de variol? ?i o anumit? gen? a hepatitei care func?ioneaz? оn

caliate de vaccin antihepatic. Vaccinarea obi?nuit? a acestui -!reparat

provoac? simultan rezisten?a contra variolei ?i hepatitei. Lucr?rile de

creare a vaccinului contra hepatitei (boala Botchin sau icter), boal? grav?

?i foarte r?spвndit?, sunt efectuate de doctorul оn ?tiin?e biologice

I?tvan Fodor, conduc?tor de laborator la Institutul de biochimie ?i

fiziologie a microorganismelor din - ora?ul Pu?chino. Conform planurilor

savan?ilor, principalul avantaj al acestei substan?e pe lвng? eficacitate

trebuie s? devin? ?i producerea ei оn cantit??i ce-ar face posibil?

vaccinarea оn mas? a popula?iei. Vaccinul contra icterului, elaborat оn

SUA, se f?cea din sвngele omului care a suferit de aceast? boal?. Acest

vaccin оl cost? pe pacient o sut? de dolari.

Bazвndu-se pe datele ingineriei genetice, grupul ?tiin?ific al lui I.

Fodor primul оn practica medical? a reu?it s? insereze gena hepatitei оn

genomul vaccinei contra variolei. A fost ob?inut? o vaccin? hibrid?, care

poate fi utilizat? contra a dou? boli simultan.

Juste?ea presupunerilor, f?cute de c?tre savan?i, au confirmat-o ?i

examenele de laborator. Оn sвngele iepurilor de cas?, c?rora li s-a

administrat preparatul recombinat, au fost descoperi?i anticorpi nu numai

contra variolei, dar ?i contra hepatitei.

Experien?ele efectuate, asupra animalelor nu puteau fi, оns?, absolut

conving?toare. Doar hepatita e o boal? de care sufer? оn primul rвnd

oamenii. Savan?ii din laboratorul doctorului Fodor au luat benevol decizia

de a deveni primii oameni оn lume vaccina?i contra icterului, fiind absolut

convin?i teoretic c? aceasta nu poate provoca consecin?e grave. Оn acest

fel unsprezece oameni de pe P?mоnt de acum оnainte nu mai sunt amenin?a?i

de icter. Ace?tia sunt membrii colectivului condus de I. Fodor. Organismul

fiec?ruia din ei a ac?ionat la vaccin prin reac?ia imun?.

Autorii noii inven?ii sunt convin?i c? оn viitorul apropiat vaccinarea оn

mas? contra hepatitei va deveni posibil? оn orice col? al planetei; fiecare

vaccin va costa cвteva copeici.

Astfel pentru оntвia dat? o singur? fiol? con?ine un preparat contra a

dou? boli – a variolei ?i a icterului. E posibil? oare ob?inerea unui

vaccin mai universal? Savan?ii sunt foarte optimi?ti оn acest sens.

Tehnologia ADN-ului recombinat, ingineria genic? ?i noile metode de

biotehnologie vor permite, probabil, crearea de vaccinuri care «ar

func?iona» simultan contra unei serii de virusuri agen?i patogeni ai

bolilor infec?ioase. Biologia virusurilor permite «оnghesuirea» оn genomul

vaccinului de variol? оnc? a dou?zeci-treizeci de gene. Astfel dup?

vaccinare organismul omului va ob?ine un scut sigur contra multor boli.

Unul dintre domeniile medicinii, оn care este deosebit de necesar?

interven?ia ingineriei genice, este endocrinologia. Aceast? ?tiin??

studiaz? bolile legate de tulburarea cre?terii ?i dezvolt?rii organismului,

precum ?i tulbur?rile metabolismului provocate de insuficien?a sau excesul

unor proteine speciale – a hormonilor. Hormonii se sintetizeaz? оn anumite

organe ale animalelor ?i omului ?i este imposibil a-i ob?ine оn cantit??i

mai mari оn afara ingineriei genice. De exemplu, pentru a se produce un

miligram de hormon tiroliberin? a fost nevoie s? se prelucreze 7 tone de

hipotalamus, luate de la 5 milioane de oi.

Unul din primii hormoni ob?inu?i de ingineria genic? оn celulele

colibacilului a fost somatostatina, despre care am mai relatat. Ea este

elaborat? оn organism de hipotalamus (o gland? ce se afl? la baza

creierului). Somatostatina regleaz? secre?ia hormonului cre?terii

(somatotropinei) ?i a insulinei. Ea se folose?te pentru tratamentul

acromegaliei ?i diabetului.

Cu ajutorul somatotropinei, ob?inute ?i ea prin metodele ingineriei

genice, le putem ajuta oamenilor cu оn?l?imea de 120–130 centimetri s? mai

creasc?. Unii pacien?i cresc timp de un an cu 3 cm, ?i nu numai оn perioada

copil?riei, ci ?i оn cea a adolescen?ei. Medicii lituanieni au reu?it s?-i

fac? s? creasc? pe oamenii de 25–28 de ani. Aceste date confirm? o dat? оn

plus posibilit??ile mari de care dispune terapia hormonal?.

Insuficien?a оn organism a hormonului pancreasului, a insulinei, provoac?

o boal? grav? – diabetul zaharat. Peste 60 de milioane de oameni din lumea

оntreag? sufer? de aceast? boal?, care se transmite ?i prin ereditate ?i

care ocup? locul trei, оn ce prive?te cazurile de mortalitate, dup? bolile

cardio-vasculare ?i canceroase. Num?rul bolnavilor de diabet spore?te cu

fiecare an ?i insulina, ob?inut? prin metoda tradi?ional? din pancreasul

porcilor ?i vi?eilor, nu mai ajunge. Chiar mai mult, preparatul provoac?

unor bolnavi, mai alee copiilor, reac?ii alergice. De aceea s-a propus

ob?inerea insulinei de la om, nu de la animale prin metodele ingineriei

genice.

Au fost elaborate dou? metode de ob?inere a insulinei. Prima – clonarea

artificial? a genei sintetizate a insulinei. Dac? sintetizarea genei pe

cale chimic? este dificil?, atunci se procedeaz? la o metod? de ocol. Din

celulele eucario?ilor se separ? o gen? matur? (ARNi) de insulin?. Apoi, cu

ajutorul fermentului, a transcriptazei reversibile (revertazei) din acest

ARNi se ob?ine o copie complementar? a ADN-ului – ADNc. Catena ARNi este

distrus? ?i cu ajutorul fermentului ADN-polimeraza este sintetizat? o a

doua caten? ADNc. Pentru a se putea insera оn vector-gena sintetizat?, cu

ajutorul ligazei se sutureaz? la capetele ei succesiuni nucleotidice scurte

– lincherii. Lincherii au o structur? de nucleotide pe care o recunosc

restrictazele. Оn continuare construirea vectorului hibrid se face pe cale

obi?nuit?. Dup? prelucrare cu restrictaz? a vectorului ?i a ADNc cu

ajutorul ligazei se ob?ine un ADN recombinat, care poate func?iona оn

celula bacterian?. Dar, pentru ca noua gen? s? func?ioneze eficace, оn

componen?a moleculei recombinate, оnaintea ei, se pune un promotor

bacterial ?i un sector de ADN responsabil pentru leg?tura dintre ARNi cu

ribozoma bacterian?. Abia dup? aceasta оncep s? se produc? moleculele de

proinsulin? оn bacterie.

Molecula de insulin? este compus? din dou? catene proteice: catena A cu o

lungime de 21 de aminoacizi ?i catena B constituit? din 30 de aminoacizi.

Catenele sunt legate оntre ele prin leg?turi bisulfide. De aceea cea de-a

doua metod? de ob?inere a insulinei se bazeaz? pe sintetizarea artificial?

a genelor catenelor A ?i B оn form? de ADN. Aceasta se ob?ine cu ajutorul

«ma?inii genice», al c?rei principiu de func?ionare a fost examinat.

Se sintetizeaz? separat catena A a ADN-ului cu lungimea de 63 de

nucleotide ?i catena B cu lungimea de 90 de nucleotide. La capetele ambelor

catene se sutureaz? cвte trei nucleotide, care codific? aminoacidul

metionina, ?i cu ajutorul unei plazmide cu promotor bacterian ?i a genei ?-

galactozidazei sunt reunite оntr-un ADN recombinat, care transform?

bacteriile. Оn acest fel colibacilul «оn?elat» de prezen?a promotorului s?u

propriu ?i de gena ?-galactozidazei sintetizeaz? totodat? ?i insulina. La

оnceput se produce o protein? intermediar?, care con?ine r-galactozidaz? ?i

proinsulin?. Apoi ?-galactozidaza se separ?, ac?ionвnd asupra tripletei

metioninei cu ajutorul bromcianului. Dup? aceasta ambele catene proteice

se unesc оntr-o molecul? de valoare complect? de insulin?, care este

separat? ?i purificat? minu?ios.

Aceast? metod? de ob?inere a insulinei are avantaje, ?i оn primul rвnd

pentru c? dispare munca dificil? de ob?inere a genei dintr-o surs? natural?

din celulele pancreasului. Primele loturi de insulin?, ob?inute prin metod?

de inginerie genic?, au fost deja livrate pe pia?a mondial?. De la un

fermentor cu o capacitate de 2000 litri, оn care se cresc bacterii cu ADN

recombinat, se ob?in 100 g de insulin? pur?. Prin metoda tradi?ional? un

asemenea rezultat se ob?ine dup? prelucrarea a 275 chilograme de pancreas

de porc.

Se efectueaz? lucr?ri intense de producere prin metoda ingineriei genice

?i a altor preparate medicamentoase: hormonul glandei tiroide –

calcitoninei, factorului VIII, urochinazei, plazminogenei ?. a.

Calcitonina este o protein? ce con?ine 32 de aminoacizi ?i care fere?te

oasele de pierderea calciului оn timpul cre?terii organismului ?i

gravidit??ii. A?a-numitul factor VIII este un medicament de care au nevoie

oamenii ce sufer? de o boal? ereditar? grea – de hemofilie, cвnd sвngele nu

se coaguleaz?, fapt ce provoac? hemoragii mari ?i chiar moartea. Acest

factor оi restituie sвngelui capacitatea de a se coagula.

Este absolut contrarie ac?iunea celorlalte dou? preparate – a urochinazei

?i a activatorului tisular plazminogenei. Ele sunt destinate resorb?iei

trombilor, care apar deseori оn cursul na?terii, bolilor infec?ioase ?i

dup? opera?iile chirurgicale. Deseori trombii cauzeaz? atacuri de cord ?i

accidente vasculare cerebrale.

Оn centrul aten?iei ingineriei genice se afl? ?i un grup mare de hormoni

speciali – neuropeptidele (unul din ei este ?-endorfina), care ac?ioneaz?

asupra sistemelor creierului ?i ?in de senza?ia durerii.

Majoritatea substan?elor farmaceutice ob?inute pвn? оn prezent prin

metodele ingineriei genice au o оnsu?ire comun? – toate sunt produse

naturale ale organismului uman ?i servesc drept scut contra diferi?ilor

du?mani. Uneori ele se afl? оn cantit??i insuficiente pentru ca organismul

s? poat? s?-i оnving? singur pe vr?jma?i. Оn aceste cazuri introducerea

proteinelor proprii omului оi va ajuta s? biruie boala sau s?-?i u?ureze

starea.

16.3 Genoterapia ?i perspectivele ei

Domeniul cel mai tвn?r ?i cel mai atractiv al medicinei, dar deocamdat?

оnc? pu?in accesibil ingineriei genice, se - consider? terapia genelor.

Aceast? direc?ie, abia ap?rut?, a stвrnit bucluc. Оn anul 1980 оn SU A o

fat? de 21 de ani, care suferea de talassemie, a fost supus? terapiei

genice, dar tratamentul a e?uat. Ideea terapiei genelor a r?mas, totu?i, la

ordinea zilei. Оn octombrie 1985, dup? o discu?ie ce-a durat ?apte luni оn

SUA au fost adoptate ni?te reguli de care trebuie s? ?in? cont savan?ii

care se ocup? cu problemele terapiei genelor. Оn etapa actual? este permis?

numai terapia somatic? ?i sunt interzise opera?iile care pot conduce la

modific?ri ereditare.

Оn sens larg terapia genelor include atвt profilaxia, cвt ?i tratamentul

bolilor genetice. Pentru profilaxia bolilor ereditare se cer metode de

diagnosticare prenatal?. Apar aici multe probleme ce ?in de conceperea

copilului de c?tre p?rin?ii purt?tori ai acestor boli. Din cele peste 500

de boli cromozomice, cвteva zeci ?in de anomalii foarte mari ale

cromozomilor care pot fi diagnostica?i la microscop. Aici se оnscrie ?i

tulburarea balan?ei cromozomilor sexuali, motiv ce nu permite dezvoltarea

complect? a sistemului sexual ?i care provoac? apari?ia sindromului

Clainfelter la b?rba?i (XXV – un cromozom de prisos) ?i ?ere?evschii-Turner

la femei (XO – lipse?te un cromozom X), precum ?i anomalii оn perechile 21,

18 ?. a. de autozome. Aceste anomalii pot fi eviden?iate atвt la p?rin?i

(astfel se poate prezice posibilitatea mo?tenirii lor la copii), cвt ?i la

f?t. Sarcina const? оn diagnosticarea cвt mai devreme a acestor anomalii.

Оn ultimii 15–20 de ani metodele de luare a probelor intravitale de

celule din amnion ?i din lichidul lui (amniocenteza) prin punc?ionarea cu

un ac al peretelui uterului оn perioada de 14–16 s?pt?mвni de graviditate

au permis s? se determine constitu?ia cromozomic? a f?tului. Astfel a fost

solu?ionat? sarcina determin?rii precoce a sexului viitorului copil, ceea

ce prezint? importan?? pentru diagnosticarea mai exact? a bolilor ereditare

ce ?in de sex. Hemofilia (incoaguabilitatea sвngelui), de exemplu, se

manifest? numai оn organismul b?rb?tesc, cu toate c? gena defectat? se

оntвlne?te оn cromozomul X ?i la femei. Оn cazul acesta, ca ?i оn altele

analoge, determinarea intrauterin? a sexului permite a se lua decizia cu

privire la оntreruperea sarcinii, pentru a nu avea copil cu anomalii.

Sexul viitorului copil a fost prima diagnosticare intrauterin?. Aceasta

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38