Terapia genowa jest innowacyjną formą leczenia, umożliwiającą wyciszenie bądź modulację ekspresji wadliwego genu. Otwiera nowe możliwości leczenia chorób nowotworowych, do których powstania prowadzą m.in. liczne defekty genetyczne. Jak tłumaczy dr Monika Pasikowska - Kierownik Laboratorium Naukowego Lirene: Terapia genowa jest to leczenie polegające na wprowadzeniu obcych kwasów nukleinowych (DNA lub RNA) do komórek. Charakter lub informacja genetyczna zawarte we wprowadzonym DNA lub RNA powinny wywierać efekt terapeutyczny. A mechanizmy działania wprowadzonych kwasów nukleinowych mogą być następujące:

• Zmuszenie komórki do produkcji białka kodowanego przez wprowadzony gen, np.: białek potrzebnych, których w organizmie brakuje lub występują w niedomiarze lub białek prowadzących do śmierci komórki (apoptozy) – tutaj potencjalne zastosowanie do terapii przeciwnowotworowych.
• Hamowanie lub modulację ekspresji genów przez wprowadzenie, np.: dominujących alleli genów kodujących nieaktywne lub defektywne białko; antysensowych kwasów nukleinowych wchodzących w interakcję z mRNA czy małych interferujących RNA (siRNA) służących wyciszeniu ekspresji konkretnego genu.

W sierpniu 2006 na łamach "Science" Steven A. Rosenberg z National Cancer Institute, poinformował o dwóch przypadkach czerniaka złośliwego, w których uzyskano pełną remisję dzięki terapii genowej. Polegała ona w tym przypadku na izolacji limfocytów Tod chorych, ich namnożeniu, oraz wprowadzeniu do nich poprzez retrowirus genu umożliwiającego rozpoznanie komórek nowotworowych. Następnie po 6-9 dniach w ten sposób modyfikowane limfocyty T były podawane chorym. Pełen efekt leczniczy uzyskano jednak tylko u 2 z 17 pacjentów poddanych temu typowi leczenia.

Jedną z metod terapii genowej jest hamowanie ekspresji genu z wykorzystaniem niskocząsteczkowego interferencyjnego RNA (siRNA).

- Jedną z wielu funkcji siRNA jest interferencja RNA (RNAi), czyli zjawisko wyciszania albo wyłączenia ekspresji genu. To małe, dwuniciowe RNA posiada budowę i sekwencję zbliżoną do sekwencji DNA wyłączanego genu. Wyłączenie odbywa się poprzez degradację mRNA. Mechanizm siRNA powstał najprawdopodobniej, jako mechanizm obronny przed dwuniciowymi wirusami RNA (dsRNA). W konsekwencji degradacji mRNA odpowiedni gen jest wyciszany, bo nie powstaje kodowane przez niego białko. Jednak mechanizm działania siRNA nadal jest przedmiotem badań. Za odkrycie zjawiska interferencji RNA amerykańscy naukowcy Andrew Z. Firei Craig C. Mello otrzymali w 2006 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Dzięki badaniom i odkryciom noblistów i innych zespołów poznano fundamentalny mechanizm kontroli przepływu informacji genetycznej, które może mieć zastosowanie w terapii genowej. Już udało się wyciszyć gen odpowiedzialny za podwyższony poziom cholesterolu u zwierząt - wyjaśnia dr Pasikowska.

Dr Chad Mirkin Dyrektor Międzynarodowego Instytutu Nanotechnologii Northwestern wraz z zespołem badawczym postanowił wykorzystać możliwość wyciszania genów za pomocą siRNA w chorobach skóry takich jak: czerniak, rak płaskonabłonkowy, łuszczyca czy rybia łuska. Niewykluczone, że w przyszłości będzie możliwe również zastosowanie tej terapii w redukcji zmarszczek. Współpracownicy dr Markina, w celu pokonania bariery naskórkowej postanowili związać immobilizowane cząsteczki kwasów nukleinowych z nanocząsteczkami złota. Tak powstałe sferyczne układy (SNA-NC) okazały się zdolne wnikać do głębszych warstw skóry i keratynocytów.  Nanostruktury zostały połączone z komercyjnie dostępnym środkiem nawilżającym we współpracy z dr Amy S. Paller – profesor  dermatologii i profesor pediatrii na Uniwersytecie Northwestern oraz szefową Centrum Badawczego Chorób Skóry Northwestern.

Jak tłumaczy dr Pasikowska - Dotychczas stosowane metody wprowadzania kwasów nukleinowych to metody in vivo polegjace na podaniu nośnika kwasu nukleinowego do ustroju pacjenta. W tym celu najczęściej stosuje się wektorywirusowe, które potrafią wprowadzać DNA lub RNA do komórki. Metoda ex vivo polega na wyizolowaniu komórek z organizmu pacjenta, wprowadzeniu do nich terapeutycznego DNA lub RNA i ponownym podaniu ich pacjentowi.

Sekwencja RNA została zaprogramowana tak, aby kierowała się prosto w kierunku wadliwego genu powodującego chorobę. Aby potwierdzić skuteczności maść zaaplikowano na skórę myszy i sztuczny model ludzkiego naskórka. Sekwencje siRNA związały się z receptorem  naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR), biomarkera wielu nowotworów i niemal całkowicie hamowały ekspresję EGFR, hamując dalszą fosforylację ERK i zmniejszały grubość naskórka o prawie 40%.

Zapytana czy takie rozwiązanie terapeutyczne może okazać się przełomem w leczeniu chorób skóry, dr Pasikowska odpowiada: - Już przeprowadza się doświadczenia przy użyciu siRNA na fibroblastach i keratynocytach wyizolowanych od chorych cierpiących na pęcherzowe spływanie naskórka. Okazało się, że następuje znaczne zahamowanie ekspresji zmutowanego genu. Jednak zanim będzie można mówić o sukcesie tej terapii potrzebne jest przeprowadzenie wielu dodatkowych badań, chociażby wyjaśniających czy nie ma poważnych skutków ubocznych. Może się zdarzyć, że komórka ludzka/zwierzęca otrzymując siRNA może uznać ją za infekcję wirusową, co z kolei może prowadzić do powstania reakcji zapalnej. Również różne typy komórek reagują inaczej na obecność siRNA, a mechanizm tego zjawiska jest mało poznany. Podobne badania przeprowadzane są w temacie łuszczycy bądź gojenia się ran.          

Dr Pasikowska widzi możliwość stosowania tej terapii również w kosmetologii – głównie w produktach tworzonych z myślą o cerach ze schorzeniami dermatologicznymi. To jednak jeszcze daleka przyszłość - podkreśla.

Kosmetyka od zawsze wykorzystywała osiągnięcia medycyny. Teraz będzie podobnie. Pragnienie bycia pięknym i młodym jest tak silne, że z pewnością kosmetyka będzie próbowała wykorzystać w mniejszym lub większym stopniu tzw. terapię genową.

Red. Agata Lebiedowska