Gentherapie Flashcards
Was ist Gentherapie ?
Das Einbringen von Erbsubstanz in einen Organismus zu therapeutischen Zwecken.
Was sind somatische Zellen ?
Zellen, deren genetische Informationen nicht an die nachfolgenden Generationen weiter gegeben wird.
Somatische Zellen werden in der Gentherapie verändert.
Was sind Keimzellen ?
Zellen, deren genetische Informationen an die nachfolgenden Generationen weiter gegeben wird.
Genetische Veränderungen von Keimzellen ist bei Menschen verboten.
Nenne drei Methoden zum Gentransfer.
- Chemische Transfektion
- Physikalische Transfektion
- Transduktion durch gentechnisch veränderte Viren
Welche Methoden des Gentransfers werden in vivo und welche ex vivo durchgeführt ?
-> Transduktion durch gentechnisch veränderte Viren hat immer beide Optionen, wird tendenziell aber eher ex vivo durchgeführt
-> Chemische Transfektion wird immer ex vivo durchgeführt
-> Physikalische Transfektion kann gleichermaßen ex vivo wie in vivo durchgeführt werden
Nenne Vor- und Nachteile von DNA-Viren als Vektoren in der Gentherapie.
- Vorteile:
-> Genom liegt bereits als DNA vor
-> großes Fassungsvermögen - Nachteil:
-> hohe Wirtszellenspezifität bei der Infektion
Nenne Vor- und Nachteile von RNA-Viren als Vektoren in der Gentherapie.
- Vorteil:
-> Breites Wirtszellspektrum - Nachteile:
-> RNA ist nur transient in Zellen vorhanden
-> geringeres Fassungsvermögen
Nenne Vor- und Nachteile von Retro-Viren als Vektoren in der Gentherapie.
- Vorteil:
-> Breites Wirtszellspektrum - Nachteile:
-> Replikation ist nur in teilungsaktiven Zellen möglich
-> tumorgen
Nenne sieben wesentliche Aspekte, die bei der Vektor-Konstruktion für die Gentherapie beachtet werden sollten.
- Klonierungskapazität
- Verpackungszelllinien
- Selektionsmarker
- Stabilität
- Promotoraktivität
- Toxizität
- Immunogenität
Aus welchen Komponenten besteht der Retrovirus-Vektor für Gentherapien ?
-> 5´-UTR
-> Zielprotein
-> Antibiotika-Resistenz
-> 3´-UTR
Welche beiden Verpackungszelllinien werden für den Retrovirus-Vektor benötigt ?
-> gag-pol
-> env
Wie ist das retrovirale Genom aufgebaut ?
-> diploide ssRNA positiver Polarität
-> 7-10 kB groß
Wie ist das adenovirale Genom aufgebaut ?
-> dsDNA
-> 36-48 kB groß
Nenne fünf wichtige Eigenschaften von Retrovirus-Vektoren in der Gentherapie.
- Vektoren müssen verpackt werden
- Direkte gentechnische Manipulationen des Vektors sind möglich
- Breites Wirtszellspektrum
- Integration an zufälliger Stelle in das Wirtsgenom
- Effektive Integration ist nur in teilungsaktiven Zellen möglich
Nenne fünf wichtige Eigenschaften von Adenovirus-Vektoren in der Gentherapie.
- Vektoren müssen in trans komplementiert werden
- Keine direkte gentechnische Manipulation des Vektors möglich
- Hohe Wirtszellspezifität
- keine Integration in das Wirtsgenom
- Effektive Replikation unabhängig von der Teilungsaktivität der Zellen
Eine Strategie zur Manipulation großer viraler Genome ist die homologe Rekombination. Beschreibe diese Strategie kurz.
-> Das Zielgen wird im Plasmid von der viralen Sequenz flankiert
-> Kotransfektion von Genom und Plasmid in Zelle
-> Rekombination
-> Selektion
Eine Strategie zur Manipulation großer viraler Genome ist die Nutzung bacterial artificial chromosomes. Beschreibe diese Strategie kurz.
-> Nutzung eines künstlichen bakteriellen Chromosoms (single copy vom F-Plasmid)
-> Rekombination durch Rac-Prophagen oder Lambda-Phagen
-> Wird häufig für Knock-out- oder Knock-in-Technologien verwendet
Promotoren liegen gewebespezifisch vor. Welche Promotoren sind in den folgenden Geweben aktiv ?
1. Leber
2. Muskel
3. Tumor
- Albumin - Promotor
- Myosin light chain-1 - Promotor
- Tyrosin-Kinase-Promotor
DF3/MUC1-Promotor
Afetoprotein-Promotor
Nenne drei Anwendungsmöglichkeiten der Gentherapie.
- Behandlung genetisch bedingter Erkrankungen
- Behandlung von Infektionskrankheiten z.B. AIDS
- Onkologie
Nenne die drei allgemeinen Vorraussetzungen für eine Anwendung von Gentherapie.
- Schwere Erkrankung
- Ungünstige Prognose
- Keine konventionelle Therapie verfügbar
Nenne drei Vorraussetzungen für eine Anwendung von Gentherapie zur Behandlung einer genetisch bedingten Erkrankung.
- Einzelnes Gen ist defekt (monogener Defekt)
- Rezessiver Defekt
- Gen liegt in klonierter Form vor
Nenne fünf Ausschlusskriterien für eine Anwendung von Gentherapie zur Behandlung einer genetisch bedingten Erkrankung.
- Zusätzliche Chromosomen
- Verlust von Chromosomen
- Translokation von Chromosomen
- Deletion eines Chromosomenabschnittes
- Polygene Krankheiten wie Adipositas Hypertonus oder Rheuma
Nenne vier Beispiele für Krankheiten, die durch einen monogenen Defekt hervorgerufen werden.
- Familiäre Hypercholesterinämie
- Faktor VIII - Mangel
- Mukoviszidose oder zystische Fibrose
- ADA-SCID
Nenne die Ursachen und Folgen von Familiärer Hypercholesterinämie.
- Ursachen:
-> Monogener Defekt
-> Fehlen des LDL-Rezeptors - Folgen:
-> Gestörte Cholesterinaufnahme in der Leber
-> Extrem hoher Cholesterin-Spiegel
-> Arteriosklerose
-> Herzinfakt im jungen Alter
Nenne die Ursache, Folge und den Therapieansatz bei Faktor-VIII-Mangel.
- Ursache: Protease der Blutgerinnungskaskade ist defekt
- Folge: Hämophilie A
- Therapie: Einbringen eines funktionellen Gens
Nenne die Ursache, Folge und den Therapieansatz bei Mudoviszidose / Zystischer Fibrose.
- Ursache:
-> Defekt im cystic-fibrosis-transmembrane-regulator-Protein
-> Ionenkanaldefekt in Zellmembran der Schleimhautzellen der Lunge - Folge:
-> Lebensbedrohliche Verschleimung der Lunge - Therapie: -> Einbringen eines funktionellen Gens
Nenne die Ursache, Folge und den Therapieansatz bei ADA-SCID.
- Ursache:
-> Defekte Adenosin-Desaminase - Folgen:
-> Adenosin-Akkumulation in allen Körperzellen; toxisch für unreife lymphoide Zellen
-> Disfunktion von B- und T-Zellen; Abschwächung des Immunsystems - Therapie:
->Einbringen eines funktionellen Gens
Nenne drei Methoden zum Gentransfer von Virusvektoren.
- Intravenöse Injektion (systemisch)
- Intraoperative Applikation in die Tumorhöhle (lokal)
- Inhalation
Wie kann familiäre Hypercholesterinämie therapiert werden ?
Ex vivo - Gentherapie an der Leber:
-> Entnahme von Hepatozyten
-> Übertragung des LDL-Rezeptorgens auf die Hepatozyten
-> Vermehrung der gentechnisch veränderten Hepatozyten
-> Infusion der Zellen in die Patientenleber
Wie kann Mukoviszidose therapiert werden ?
In vivo - Gentherapie.
-> Cystic Fibrosis-Transmembrane Regulator Gen wird in Adenoviren-Vektor eingebracht
-> Vektor wird über ein Spray inhaliert
Wie kann X-SCID therapiert werden ?
Therapieansatz: Einbringen eines funktionellen Gens für die gamma-Kette des Interleukin-2-Rezeptors
-> Stammzellen des Patientens werden isoliert
-> Stammzellen werden mit rekombinanten Retroviren infiziert
-> Stammzellen werden dem Patienten injiziert
Was sind CAR-T-Zellen ?
-> Chimäre Antigenrezeptoren
-> Haben Spezifität eines Antikörpers, der an zytotoxische Effektormechanismen der T-Zelle gekoppelt ist
-> Werden ex vivo erzeugt
Was ist Genome Editing ?
-> Gentherapie ohne Gentransfer
-> Zielsequenz im humanen System kann übers CRISPR/Cas-System geschnitten werden
Es gibt zwei zugelassene Gentherapien zur Krebsbehandlung. Welche sind das ?
- Kymriah gegen lymphatische B-Zell-Leukämie
- Yescarta gegen großzellige B-Zell-Lymphome
Wie funktionieren die beiden Gentherapien Kymriah und Yescarta ?
-> Nutzung der körpereigenen T-Zellen, um die Krebszellen zu bekämpfen
-> T-Zellen werden entnommen und mit chimären Antigenrezeptor (CAR) versehen
-> Veränderte T-Zellen werden dem Patienten injiziert, wo sie die Krebszellen finden und töten
Was versteht man unter Epigenome Editing ?
-> Modifizierte (“Tote”) Version von Cas9 kann spezifisch Genomsequenz ansteuern
-> Cas9 kann die DNA nicht schneiden
-> Cas9 fusioniert mit DNA- oder Histon-modifizierendem Protein
-> DNA-Modifikationen oder Histonmarker können angebracht oder entfernt werden
