HC Cardiac gene therapy Flashcards
wat is gen therapie
- Transfer van genetische materiaal (DNA of RNA) naar target cellen om de ziekte te behandelen, verlichten of voorkomen
- Bij gen therapie gaat er een gen in wat codeert voor een eiwit en dat heeft een therapeutische effect. Ook kunnen inhibitory of mutagenic nucleic acid molecules een rol spelen. Het gen komt in de kern van de cel terecht en wordt vervolgens een boodschap RNA door een transcriptie. De boodschap RNA komt in het cytoplasma terecht en wordt vertaald tot een eiwit
Centrale dogma
- DNA genen coderen voor eiwitten via mRNA
- DNA –> RNA = transcriptie
RNA –> eiwit = translatie
Gen additie/complementation
een kopie van het defecte gen wordt geplaatst en bouwt zich om tot een functioneel eiwit. Deze methode kan alleen gebruikt worden bij een LOF (loss of function) mutatie van een gen
Gen therapie in vivo
o Virale vectoren in brengen op plek waar je nodig hebt of circulatie
o Rechtstreeks in hart (in dit geval) therapeutische gen inbrengen
o Best wel een tour, want afweersysteem en zorgen dat het in juiste cellen terecht
komt
Bij inspuiten in bloed komt meeste in lever/en nieren/milt terecht, en stuk
minder in hart (als dit het doel is)
Gen correctie/repair
je hebt een fout in een gen en haal je op DNA niveau eruit (bijv. met CRISPR CAS) of op RNA niveau. Deze techniek is breder inzetbaar: bij een LOF, DN (dominant negatief) en GOF (gain of function)
gen therapie ex vivo
- Uit beenmerg somatische stamcellen, buiten lichaam vermeerderen en modifceren en dan
terugplaatsen (ex vivo), dit is zeer controleerbaar. Ervoor zorgen dat zieke cellen worden
verdrongen (dat lukt niet altijd)
o Buiten lichaam
o Bijv. hart genetisch modifcieren om afstoting tegen te gaan
o Buiten lichaam cellen aanpassen en weer inspuiten
Zorgen dat het weer op zelfde plek komt
Gene transfer vector
- DNA, RNA of synthetische varianten worden moeilijk opgenomen door cellen. Dit komt omdat ze een lipide laag hebben waardoor de binding moeilijk is. Ook worden ze door nuclease aanvallen aangevallen.
- De gene transfer vector wordt onderverdeeld in non-virale vectors en virale vectors. Non-virale vectors zijn veilig en makkelijke productie. Virale vectors zijn efficiënt en specifiek
Gene transfer vector functie
o Beschermen van nucleine zuur van milieu influences
o Transport therapeutische gen naar doel cel
o Transport nucleine zuur naar het plasma membraan
o Transfer naar de celkern
Virus: natuurlijke gen levering
- Virussen zijn een goed transport middel om DNA/RNA te vervoeren in de target cel. De virus bindt zich aan de receptor van de target cel en maakt meer virus deeltjes aan in de cel totdat deze kapot knapt
- Transportsysteem erfelijke info
Jasje om targetcel te herkennen
Binnendringen in cel vermenigvuldigen
o Cel dood en uitgescheiden of uitgescheiden door levende cel
o Na uitscheiden kan hele proces weer opnieuw beginnen
Probleem: maakt mensen en cellen ziek
Virus eigenschappen
- Blauw = genen voor niet-structurele eiwitten (genoom amplificatie of replicatie) rood is voor
structurele eiwitten (vormen jasje van virus)
o Encapsidatie = inpakken signaal - Specifiek vermeerderen genen van erfelijk door replicatie signaal
- Encapsidatie signaal, herkent door structurele eiwitten en zorgt ervoor dat jasje eromheen
komt - Virus heeft alltjd deze basisopbouw (van replicatie en encapsidatie signaal en non-structurele
en structurele eiwitten) - Sommige virussen hebben integratie signalen om genen in te bouwen
Van virus naar virale virus
- Opbouw van de virus hebben allemaal dezelfde opbouw, de archetype van het virale genoom bestaande uit:
o non structurele eiwitten: binden aan replicatie signaal meer erfelijk materiaal van het genoom (amplificatie/replicatie)
o structurele eiwitten: nieuwe stukken virale materiaal worden gemaakt en ingepakt (genome packaging/encapsidation)
Transient versus permanent genetic modification
- adenovirus: de virus dringt zich binnen in de doelwit cel waardoor het DNA erin gaat en heet de episomale vector DNA. Er zijn verschillende opties. De cel kan aangevallen worden door een nuclease aanval waardoor het DNA verdwijnt. Een andere optie is cel divisie maar slechts 1 cel krijgt het DNA mee
- lentivirus (HIV): ook hier wordt DNA in het doelcel geplaatst, maar het DNA gaat naar beide dochtercellen
- Een delende cel kan je beter gebruik maken van een lentivirus en bij een niet delende cel een adenovirus
Cardiac gene delivery
- Intraveneus: met de hoop dat de cellen naar het hart gaan
- Via de coronair vaten met een katheter: na de eerste keer dunt het uit
- Coronary sinys injectie (retrograad)
- Direct epicardiaal: vanaf buiten naar het hart
- Direct endocardiaal
- Intra pericardiaal: ivm zwaartekracht gaat het naar beneden
Specifieke gen expressie targeting
- Cardiac fibroblast en cardiacmyocyten: het hart bevat veel soorten weefsels (endotheel cellen, fibroblasten, cardio myocyten etc.).
- Transductional targeting: om selectief cellen te targeten moet je specifieke receptoren richten
- Transcriptional targeting: virale vectoren maken geen onderscheid tussen twee verschillende cellen (bijvoorbeeld een cardiomycyt en cardiac fibroblast). De transcriptie factoren worden alleen gebonden die hetzelfde zijn als de virale virus
- Post-transciprional targeting: cellen hebben net als specifieke receptoren ook specifieke micro RNA. De virale virus hebben specifieke herkenning sequenties die selectief de micro RNA herkennen
