The application of genetic modifications in gene therapy and pharmacological investigations in the medicine

Abstract

In the broadest sense of the word gene therapy is any exogenous influence on gene activity. However this term is frequently used for treatment of disease by introduction of genetic material (genes, parts of genes, antisense olygonucleotides etc) in the patient's tissue. At this moment the possibilities of gene therapies are restricted on treatment of somatic cells only. One of the important criteria for choice of disease that will be treated is absence of other useful therapy, so majority of protocols are for malignant diseases, than for serious monogenic disorders (cystic fibrosis Duchenne muscular dystrophy), AIDS etc. Depending on effects we want, basic strategies for gene therapy are gene augmentation on inhibition of expression, targeted killing of specific cells or gene replacement. For transfer of genetic material viral or non-viral vectors could be used, as well as biolystic techniques with gene guns or direct injection of genetic material in tissue. Application of gene therapy still has several technical problems, but severe side effects are also possible, such as infections by viral vectors or activation of malignant transformation by unpredictable place of insertion of genetic material. Regardless of all difficulties we expect that gene therapy will become part of standard medical practice in the near feature. Manipulations with genetic material have also wild implementation in the experimental work in biomedicine. In our investigation in the area of experimental cardiovascular pharmacology, we will use adenoviral vectors unable for replication carrying oxytocin and vasopressin receptors genes.

Genska terapija u širem smislu je svaki egzogeni - spoljašnji uticaj na aktivnost određenih gena. Uža i najčešće primenjivana definicija genske terapije podrazumeva tretman bolesti unošenjem genetičkog materijala (geni delovi gena, antisens oligonukleotidi itd) u ciljno tkivo pacijenta. U ovom trenutku genske terapije su ograničene isključivo na telesne tj. somatske ćelije. U izboru bolesti koja će se tretirati genskom terapijom važan kriterijum je da ne postoji drugi efikasan način lečenja, pa se najveći broj protokola odnosi na maligna oboljenja, a potom na teške monogenske bolesti (cistična fibroza, Dišenova mišićna distrofija), SID-u itd. U zavisnosti od željenog efekta postoji nekoliko osnovnih strategija genske terapije pojačanje dejstva gena ili pak inhibicija njegove ekspresije, ciljano ubijanje specifičnih ćelija ili zamena gena. Za prenos genetičkog materijala se koriste virusi ali i neviralni vektori (npr. lipozomi), biolističke tehnike sa primenom "genskog pištolja" ili čak direktno injektiranje genetičkog materijala u tkivo. Pored još uvek brojnih tehničkih ograničenja genska terapija nosi sa sobom probleme vezane za neželjene efekte, kao što su teške infekcije kod korišćenja virusnih vektora, ili pokretanje maligne transformacije usled slučajnog mesta ugradnje unetog genetičkog materijala. Bez obzira na sve poteškoće, očekuje se da će u skoroj budućnosti primena lečenja genima postati deo uobičajene medicinske prakse. Manipulacije genetičkim materijalom i se široko primenjuju i u eksperimentalnom radu u biomedicini. U našem istraživanju iz oblasti kardiovaskularne farmakologije za ispitivanje nonkcije oksitocina i vazopresina konstruisaćemo replikaciono nesposobne adenovirusne vektore koji će nositi gene za receptore za vazopresin i oksitocin.