유전병

때때로 유전자의 DNA 서열에 치환, 결실 또는 복제와 같은 변화가 있습니다. 이를 돌연변이라고 하며 필요한 단백질이 제대로 작동하지 않거나 누락될 수 있습니다. 돌연변이는 부모에게서 자식에게 전달되거나 사람의 일생 동안 획득될 수 있습니다. 유전자의 일부 변화는 무해하지만 다른 것들은 우리의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다. 유전자 돌연변이는 유전병을 유발할 수 있습니다. 유전자 치료 연구는 이전에는 치료할 수 없었던 질병을 치료할 방법을 찾을 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

 

유전자 요법은 단일 투여를 통해 치료용 단백질의 발현을 지시하거나 누락된 단백질의 발현을 복원함으로써 유전 또는 후천적 질병이 있는 환자에게 장기적이고 잠재적인 치유적 이점을 제공합니다.

유전자는 신체의 세포 조직이 단백질을 만드는 데 사용하는 청사진을 제공하는 DNA의 특정 영역입니다. 특정 유전자의 결함 또는 돌연변이는 단백질을 발현할 수 없거나 능력을 감소시키거나 단백질의 기능성을 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어, B형 혈우병 환자에서 혈액 응고에 필요한 단백질 생산과 관련된 유전자가 없거나 돌연변이된 경우, 이 환자의 혈액은 경미한 외상이나 수술 후에도 출혈을 멈출 만큼 충분히 응고되지 않습니다. 적절한 유전자 사본을 세포에 도입하면 출혈을 예방하는 혈액 응고 인자의 존재와 자연적 기능을 회복할 수 있습니다.

간단히 말해서 유전자 치료는 유전병을 치료하거나 예방하기 위한 조사적 접근법입니다. 유전자 치료 연구는 새로운 것이 아닙니다. 실제로 과학자들은 50년 이상 이를 조사하고 발전시켜 왔으며 많은 질병을 치료할 수 있는 방법을 찾을 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

유전자 치료 연구의 목표는 질병을 치료하거나 신체가 질병과 싸우도록 돕기 위해 돌연변이 유전자를 대체하거나 비활성화하는 데 새로운 유전자를 사용할 수 있는지 여부를 결정하는 것입니다. 유전자가 세포 내로 전달되기 위해서는 일반적으로 트랜스포터(transporter)가 사용된다. 운반자는 벡터라고 합니다.

 

벡터의 역할

세포는 이물질을 좋아하지 않거나 심지어 받아들이지 않기 때문에 세포핵으로의 자연적인 경로가 필요합니다. 벡터는 세포에 침투하여 내부에 건강한 유전자를 전달하는 데 사용됩니다.

VIRAL VECTOR - 체내에 들어가면 질병을 일으킬 위험이 있는 요소를 제거하면서 세포 침투 능력을 유지함으로써 바이러스를 모방하도록 설계되었습니다. 일부 다른 유형의 바이러스는 유전자 치료 벡터로 사용될 수 있습니다.

레트로바이러스: RNA 게놈의 이중 가닥 DNA 사본을 생성할 수 있는 바이러스 종류입니다. 게놈의 이러한 사본은 숙주 세포의 염색체에 통합될 수 있습니다. 레트로바이러스의 예는 인간 면역결핍 바이러스(HIV)입니다. 레트로바이러스를 이용한 유전자 치료의 문제점 중 하나는 인테그라제 효소가 바이러스의 유전 물질을 숙주 게놈의 임의의 위치에 삽입할 수 있다는 것입니다. 유전 물질을 염색체에 무작위로 삽입할 수 있습니다. 따라서 유전 물질이 숙주 세포의 원래 유전자 중 하나의 중간에 삽입되면 이 유전자가 파괴됩니다(삽입 돌연변이 유발). 또한 유전자가 하나의 조절 세포 분열일 경우 제어되지 않는 세포 분열(즉, 암)이 발생할 수 있습니다. 이 문제는 징크 핑거 뉴클레아제를 이용하거나 특정 염색체 부위에 통합 부위를 지시하기 위해 베타-글로빈 유전자좌 제어 영역과 같은 특정 서열을 포함함으로써 해결되기 시작했습니다.

아데노바이러스: 인간에게 호흡기, 장 및 안구 감염을 유발하는 이중 가닥 DNA 게놈을 가진 바이러스 종류입니다. 감기를 일으키는 바이러스는 아데노바이러스입니다.

단순 헤르페스 바이러스: 특정 세포 유형인 뉴런을 감염시킬 수 있는 이중 가닥 DNA 바이러스 클래스입니다. 헤르페스 심플 렉스 바이러스 유형 1은 구순 포진을 일으키는 일반적인 인간 병원체입니다.

비바이러스성 벡터 - 비바이러스성 벡터는 이론적으로는 단순하지만 실제로는 복잡합니다. 세포내 및 세포외 장벽 외에도 비바이러스 유전자 전달의 효율성을 높이려면 다른 많은 문제를 극복해야 합니다. 이러한 장벽은 생산, 배합 및 보관으로 분류됩니다. 유전자 전달에 대한 만능 솔루션은 없기 때문에 리포좀, 폴리머 제형 및 최적화의 다양한 개발에도 불구하고 새로운 화합물이 지속적으로 제안되고 조사되고 있습니다.

네이키드 DNA 주입: 가장 간단한 비바이러스 형질감염 방법입니다. 벌거벗은 DNA 플라스미드의 근육내 주사로 수행된 임상 시험은 일부 성공을 거두었습니다. 그러나 다른 transfection 방법에 비해 발현이 매우 낮습니다.

이 네이키드 DNA, 입자 및 화학 기반 수송체는 바이러스 벡터에 비해 병원성이 감소하고 비용 효율성이 증가하기 때문에 사용됩니다.

배달 시스템

인 비보 - 유전자는 요법이 시행된 후 신체 내에서 수정됩니다. 유전자 조작이 필요할 때 가장 효과적입니다.

엑스 비보 - 유전자는 환자에게 다시 투여되기 전에 체외에서 변형됩니다. 결함 유전자 교체가 필요할 때 가장 효과적입니다.

• 벡터는 변형된 바이러스로 만들어집니다.
• 바이러스가 벡터로 사용되기 전에 바이러스 유전자가 제거됩니다.
• 바이러스가 변형되면 질병을 일으키지 않고 원하는 유전자를 세포로 운반하기 위한 것입니다.
• 원하는 유전자가 들어가면 단백질의 기능을 회복해야 합니다.

벡터는 정맥으로 투여할 수 있습니다. 즉, 정맥에 투여하거나 신체의 특정 조직에 주사합니다.

수술과 같은 다른 절차를 사용하여 벡터를 신체의 특정 부위에 전달할 수도 있습니다.

유전자 치료 연구의 잠재력은 유전병의 영향을 받는 수백만 명의 사람들에게 희망을 주었습니다.