spezielle fachgebiete
Klinische Anwendungen der Genetik
Behandlung
Die genetischen und molekularen Grundlagen von Erkrankungen zu verstehen, kann bei der Behandlung helfen. Beispielsweise kann eine spezielle Diät zur Vermeidung von Stoffen, die für Patienten mit bestimmten Gendefekten wie Phenylketonurie oder Homozystinurie toxisch sind, sinnvoll sein. Vitamine oder andere Wirkstoffe können toxische Spiegel einer Substanz senken, indem sie ihren biochemischen Abbau verbessern; Folsäure bewirkt z. B. eine Abnahme der Homocysteinkonzentration bei Menschen mit 5,10-Methylentetrahydrofolsäure-Reduktase-Polymorphismus. Die Therapie kann auch darin bestehen, Mängel auszugleichen (Ersatz) oder überaktive Stoffwechselwege zu hemmen. Pharmakogenetik ist die Wissenschaft, wie genetische Merkmale die Reaktion auf Medikamente beeinflussen. Ein Aspekt der Pharmakogenetik ist, wie die Gene die Übersicht Pharmakokinetik beeinflussen. Genetische Merkmale einer Person können helfen, die Reaktion auf bestimmte Behandlungen abzuschätzen. Beispielsweise wird der Stoffwechsel von Marcumar(R) teilweise durch Varianten in den Genen für das Enzym CYP2C9 und für das Vitamin-K-Epoxid-Reduktase Komplex 1 Protein bestimmt. Genetische Variationen (z. B. bei der Herstellung von UDP [Uridindiphosphat]-glucuronosyltransferase 1A1) können dabei helfen vorherzusagen, ob das Krebsmedikament Irinotecan sehr gefährliche Nebenwirkungen haben wird. Ein weiterer Aspekt der Pharmakogenetik ist die Übersicht zur Pharmakodynamik , also wie Medikamente mit Zellrezeptoren interagieren. Genetische und somit Rezeptoreigenschaften von erkranktem Gewebe kann dabei hilfreich sein, genauere Ziele bei der Entwicklung von Arzneimitteln (z. B. Zytostatika) auszumachen. Zum Beispiel kann Trastuzumab gezielt bestimmte Krebszellrezeptoren bei metastasierendem Brustkrebs mit einer Amplifikation des Als Gentherapie kann allgemein jede Behandlung betrachtet werden, die die Genfunktion verändert. Allerdings wird als Gentherapie häufig besonders das Einbringen von normalen Genen in die Zellen einer Person betrachtet, bei der diese normalen Gene aufgrund einer spezifischen genetischen Erkrankung fehlen. Die normalen Gene können mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-Methode hergestellt werden, und zwar aus normaler DNA, die von einer anderen Person gespendet wurde. Da die meisten genetischen Erkrankungen rezessiv sind, wird in der Regel ein dominantes normales Gen eingebracht. Derzeit wird diese Insertions-Gentherapie am ehesten in der Prävention oder der Heilung von Einzelgen-Defekte eingesetzt, wie z. B. bei Dievirale Transfektionist eine Möglichkeit, DNA in Wirtszellen zu übertragen. Die normale DNA wird in ein Virus eingebracht, das dann in die Wirtszellen eingeführt wird, wodurch eine Übertragung der DNA in den Zellkern stattfindet. Einige wichtige Bedenken bei dieser viralen Methode sind die körperliche Reaktion auf das Virus und der schnelle Verlust der neuen normalen DNA, sowie eine Beschädigung des Virus durch die Entwicklung von Antikörpern gegen das Virus, den viralen Vektor oder das transfizierte Protein, das das Immunsystem als fremd erkennt. Eine weitere Möglichkeit, DNA zu transferieren, ist die Verwendung von Liposomen, die durch die Wirtszellen absorbiert werden und damit die DNA in den Zellkern übertragen. Zu den möglichen Problemen mit dem Liposomen-Insertionsverfahren zählt das Unvermögen, die Liposomen in die Zellen aufzunehmen, die schnelle Zerstörung der neuen normalen DNA, und eine mangelnde Integration der DNA. , eher als durch das Einbringen normaler Gene, kann die Genexpression verändert werden. Modifizierte RNA kann dazu verwendet werden, bestimmte Teile der DNA oder RNA gezielt zu verändern, um die Genexpression zu verhindern oder zu verringern. Die Antisense-Technologie wird derzeit für die Krebstherapie und einige neurologische Erkrankungen erprobt, ist aber noch sehr experimentell. Allerdings scheint sie vielversprechender zu sein als die Geninsertionstherapie, weil die Erfolgsquote höher sein kann und die Komplikationen geringer. Antisense-Oligonukleotide sind für den klinischen Einsatz zur Behandlung von Spinale Muskelatrophien (SMAs) und Ein weiterer Ansatz der Gentherapie ist, die Genexpression chemisch zu modifizieren (z. B. durch Modifizieren der DNA-Methylierung). Solche Verfahren wurden experimentell in der Behandlung von Krebs untersucht. Die chemische Modifizierung kann auch Auswirkungen auf die genomische Prägung haben, obwohl dieser Effekt noch nicht ganz erklärt werden konnte. Die Gentherapie wird ebenfalls experimentell in der Transplantationschirurgie untersucht. Die Änderung der Gene von transplantierten Organen, um sie besser verträglich zu machen, verringert möglicherweise die Abstoßung des neuen Organs (und macht den Einsatz von Immunsuppressiva unnötig). Allerdings funktioniert dieses Verfahren bislang nur selten. CRISPR-CAS9 (clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats – CRISPR-associated protein 9) ist eine vielseitige RNA-gesteuerte DNA-Geneditierungsplattform, die aus der Bakterienbiologie übernommen wurde, um das Erbgut eines Organismus zu manipulieren und zu modifizieren. CRISPR-CAS9 ist zwar noch im Versuchsstadium, bewegt sich aber rasch in Richtung Humantherapeutika. 