Karya seni dari terapi gen adenovirus
TuMeggy – stok.adobe.com
Salah satu peluang yang lebih menarik dalam teknologi medis adalah menggunakan virus untuk membawa informasi genetik dalam bentuk DNA dan RNA ke dalam sel-sel. Salah satu virus yang paling sering digunakan adalah adenovirus. Faktanya, adenovirus menyumbang sekitar 15% dari semua upaya tersebut. Di sini, kami akan menjelaskan apa itu adenovirus dan bagaimana penggunaannya untuk terapi gen.
Bagaimana Adenovirus Digunakan dalam Terapi Gen
Adenovirus mampu membawa gen terapeutik ke dalam sel target.
Terapi gen menggunakan vektor adenovirus: gen baru disuntikkan ke dalam vektor adenovirus, yang digunakan untuk memperkenalkan DNA yang dimodifikasi ke dalam sel manusia; jika pengobatan berhasil, gen baru akan membuat protein fungsional.
U.S. Perpustakaan Kedokteran Nasional.
Vektor terhubung ke reseptor khusus di permukaan sel target, memungkinkan adenovirus masuk ke dalam sel. Setelah itu, adenovirus pergi ke inti dan memperkenalkan materi genetiknya, molekul DNA beruntai ganda. Molekul ini kadang ditemukan dalam bentuk untai dan dalam vektor adenovirus modern dalam bentuk melingkar. DNA ini bukan bagian dari materi genetik sel tetapi tetap terpisah. Mekanisme ini disebut ekspresi gen episomal. DNA virus dapat memulai proses ekspresi gen, disebut transduksi, untuk mengkodekan protein terapeutik oleh gen yang dimasukkan. Vektor ini juga dapat digunakan untuk membawa RNA atau CRISPR ke dalam sel.
Adenovirus dapat membawa muatan mereka ke sel-sel yang membelah dan tidak membelah. Materi genetik virus yang terpisah tidak disalin selama pembelahan sel pada sel yang membelah, sehingga ekspresi gen hanya bersifat sementara. Namun, materi genetik virus yang terpisah dapat bertahan lama di sel yang tidak membelah seperti neuron atau sel otot, memungkinkan ekspresi gen terapeutik terus menerus. Ini membuat terapi penggantian gen mungkin untuk gangguan genetik yang memengaruhi tipe sel ini.
Keragaman Adenovirus
Adenovirus adalah keluarga virus yang besar, dengan lebih dari 100 tipe diidentifikasi. Mereka menginfeksi banyak inang, termasuk manusia, primata non-manusia, dan berbagai spesies hewan. Ada penelitian berkelanjutan terhadap penggunaan potensial adenovirus dari primata non-manusia dan spesies hewan lain untuk perawatan medis. Ini ditambahkan pada jenis-jenis adenovirus manusia yang telah banyak diteliti yang digunakan dalam terapi gen.
Adenovirus dibagi menjadi tujuh spesies berdasarkan fitur genetik mereka dan tipe inang yang mereka infeksi, menunjukkan keragaman mereka. Adenovirus manusia diklasifikasikan ke dalam spesies A-G, dengan spesies B, C, dan E yang paling sering terkait dengan infeksi manusia. Adenovirus telah ditemukan pada berbagai inang hewan, termasuk primata non-manusia, sapi, kuda, babi, burung, dan reptil.
Studi terbaru telah difokuskan pada isolasi dan karakterisasi adenovirus baru dari primata non-manusia, khususnya monyet rhesus. Beberapa isolat adenovirus baru telah ditemukan, berbeda dari adenovirus manusia dan simian yang sebelumnya diketahui. Adenovirus monyet rhesus baru ini termasuk dalam spesies G adenovirus yang kurang dijelaskan dan menunjukkan respons imun bawaan yang kuat. Isolat ini memiliki prevalensi rendah pada populasi manusia. Hal ini membuat mereka menjadi kandidat yang baik untuk terapi gen dan pengembangan vaksin.
Kelebihan Adenovirus yang Berasal dari Hewan
Adenovirus dari spesies hewan menawarkan beberapa keuntungan potensial dalam terapi gen dan aplikasi vaksin. Pertama, manusia memiliki lebih sedikit antibodi terhadap adenovirus ini. Ini mengurangi risiko virus dinetralisir dan meningkatkan kemungkinan pengiriman gen yang sukses atau imunisasi.
Kedua, adenovirus hewan mungkin memiliki sifat penargetan sel dan merangsang imun yang berbeda dengan adenovirus manusia. Ini dapat memungkinkan pengiriman gen yang ditargetkan atau respon imun yang lebih kuat untuk pengembangan vaksin.
Terakhir, variasi genetik antara adenovirus manusia dan hewan dapat memberikan keragaman genetik unik, memungkinkan eksplorasi desain vektor baru dan aplikasi terapeutik.
Studi Kasus: Pemakaian Berhasil Berbasis Adenovirus
Pengujian klinis menggunakan adenovirus memberikan wawasan tentang aplikasinya yang luas. Terapi gen berbasis adenovirus terutama fokus pada kelainan gen tunggal. Terapi ini memperkenalkan salinan gen yang benar untuk memperbaiki gangguan yang mendasarinya.
Upaya yang mencolok termasuk uji coba untuk Fibrosis Kistik. Pengujian ini menggunakan vektor adenovirus untuk mengirim gen regulator konduktans membran transmembran fibrosisistik yang sehat, yang potensial memperbaiki fungsi paru-paru.
Pengujian Hemofilia menggunakan vektor untuk membawa gen faktor pembekuan VIII dan IX untuk hemofilia A dan B, masing-masing. Selain itu, pengujian Hiperkolesterolemia Keluarga menggunakan vektor adenovirus untuk memberikan lipoprotein densitas rendah, atau gen reseptor “kolesterol jahat”, dengan tujuan menurunkan kadar kolesterol.
Adenovirus juga menunjukkan potensi dalam mengobati berbagai kanker dengan menargetkan sel tumor sambil menyelamatkan jaringan sehat. Studi saat ini sedang mengkaji penggunaan vektor adenovirus untuk mengobati tumor padat dan kanker. Vektor ini membawa gen yang dapat melambatkan pertumbuhan tumor, memperkuat sistem kekebalan tubuh, atau membunuh sel kanker.
Melihat ke Depan
Adenovirus merupakan alat yang serbaguna dan praktis dalam terapi gen dan pengeditan gen. Mereka dapat menginfeksi banyak sel manusia dan memiliki efisiensi transduksi tinggi, membuat mereka ideal untuk mengirim gen terapeutik. Seiring penelitian berlangsung, potensi adenovirus dalam mengobati penyakit genetik dan kanker serta mengembangkan vaksin menjadi semakin jelas. Pantau terus Bagian 4 dari seri kami, di mana kami akan mengeksplorasi perpotongan menarik antara adenovirus dan teknologi CRISPR, menyelami potensi transformatif yang dimiliki kombinasi ini untuk masa depan pengeditan dan terapi gen.
———————-
Cerita ini adalah bagian dari serangkaian tentang perkembangan saat ini dalam Regenerative Medicine. Pada tahun 1999, saya mendefinisikan regenerative medicine sebagai kumpulan intervensi yang mengembalikan jaringan dan organ yang rusak oleh penyakit, cedera oleh trauma, atau rusak oleh waktu ke fungsi normal. Saya termasuk spektrum penuh obat kimia, gen, dan berbasis protein, terapi berbasis sel, dan intervensi biomekanik yang mencapai tujuan tersebut.
Dalam subseri ini, kami fokus secara khusus pada terapi gen. Kami mengeksplorasi perawatan saat ini dan memeriksa kemajuan yang siap mengubah bidang kesehatan. Setiap artikel dalam koleksi ini menggali aspek yang berbeda dari peran terapi gen dalam narasi lebih besar Regenerative Medicine. Bagian ini adalah bagian dari subseri kami yang mendalami vektor untuk terapi gen.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang regenerative medicine, baca lebih banyak cerita di www.williamhaseltine.com