Генна інженерія дає можливість активувати та деактивувати окремі види генів, створюючи нові генотипи. Це виглядає трохи незрозуміло, але багато досліджень вже дали корисні результати, які можна використовувати для певних втручань.
Генотипи перебудовуються за допомогою внесення деяких модифікацій у ДНК та РНК. Це дозволяє дати організму нові важливі властивості, які раніше неможливо було отримати. З такою метою у світі генна інженерія застосовується для багатьох сфер діяльності. Наприклад, на основі даних досягнень створено нову сферу фармацевтики, яка використовує нові біотехнології.
Використання генної інженерії у медицині
Генна інженерія та медична сфера тісно взаємодіють, зокрема, в такий спосіб.
- У клініках по всьому світу успішно застосовується інсулін (хумулін) – речовина, одержана за допомогою рекомбінації структур ДНК.
- Медиками застосовуються різні види інноваційних препаратів, також розроблених і виведених при залученні генних процесів. На стадії дослідження знаходяться ліки, які будуть здатні впоратися з артрозами, хворобами серця та судин, раковими патологіями та СНІДом.
Більше половини підприємств, що працюють у напрямку генної інженерії, займаються саме створенням та випуском медикаментозних засобів для терапії та діагностики.
Технології генної інженерії
Генна інженерія також виявила себе у низці генно-молекулярних методів, що дало можливість зайти далеко вперед на шляху вивчення генетики людини. Саме таким чином з’явилася інноваційна технологія Кріспер – інструмент, що дозволяє “редагувати” геном – найбільш значуще відкриття століття у сфері біотехнологій за версією MIT Technology Review у 2014 році.
Технологія Кріспер – унікальна біосистема для зміни ДНК – генна розробка, яка здатна кардинально змінити життя людини, у тому числі і вплинути на продовження життя. Створено технологію у 2012 році в Університеті Берклі. Даний природний механізм може застосовуватись у біології для точкових змін ДНК.
Принцип дії Кріспер ось у чому. Потрапляючи під атаку вірусу, бактерія виділяє біологічний матеріал, який відповідає за своєю структурою кодом геному нападаючого. При взаємодії з білковими елементами даний матеріал може вступити в контакт з вірусним ДНК, зламавши його генний код і нейтралізуючи вірус. Вченими технологія використовується для додавання нових компонентів та виправлення структури ДНК. Методика Кріспер досить проста і порівняно невисока у вартості, що дає можливість активно застосовувати її та значно прискорити темп проведених досліджень.
Застосування CRISPR для пацієнтів ще не розпочато, тому що метод досить новий — на сьогоднішній день вчені вже провели безліч експериментів, готуючись використовувати технологію безпосередньо для людей.
Крім Криспер, широко відомої у медичному співтоваристві і що викликала справжній фурор, можна назвати кілька інших значних розробок. Біотехнічна компанія Editas Medicine в Бостоні розпочала лабораторні тестування спеціальних генно-модифікуючих препаратів. За допомогою даних медикаментозних засобів лікарі зможуть лікувати амавроз Лебера — рідкісну хворобу очної сітківки, що призводить до повної сліпоти.
У деяких клініках також застосовують дві інші генні технології – ZFN і TALEN.
- Перша розділяє ДНК і додає до цього створений раніше додатковий фрагмент за допомогою білків з іонами цинку.
- TALEN працює так само, але при задіянні TAL-білків.
Для активізації вищезгаданих технологій лікарі заздалегідь виводять окремі білки, що займає досить багато часу. Саме тому на даний момент ці дві методики особливо не користуються популярністю, на відміну від CRISPR.
Мета – лікування онкологічних захворювань та СНІДу
Вчені вважають, що генна інженерія може в майбутньому використовуватися для покращення функцій Т-клітин, що дасть можливість імунній системі швидше ідентифікувати клітини ракової природи та знищувати їх. Також такі технології будуть корисними для терапії хвороб крові.
Вперше генно-інженерні розробки були використані в Каліфорнії. У ході досліджень у 80 добровольців зі статусом ВІЛ взяли імунні клітини і видалили з них ген CCR5, який використовується ВІЛ-інфекцією для проникнення в органічні структури. Дослідження хоч і були експериментом, їх результати мали багатообіцяючий вигляд.
Зараз учені більше націлені на вивчення, вдосконалення та застосування технології Кріспер, тому що вона більш перспективна і проста. Однак, дослідники не зупиняються на досягнутому, паралельно спрямовуючи свої зусилля на нові розробки.
