Terapeutické klonování, náhrada tkání a orgánů

Podobné dokumenty
Korekce genetických defektů v transgenních zvířatech

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Molekulární biotechnologie č.12. Využití poznatků molekulární biotechnologie. Transgenní rostliny.

Klonování DNA a fyzikální mapování genomu

Speciace neboli vznik druhů. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Co je to genová terapie?

Mendelova genetika v příkladech. Transgenoze rostlin. Ing. Petra VESELÁ, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie LDF MENDELU Brno

Rekombinantní protilátky, bakteriofágy, aptamery a peptidové scaffoldy pro analytické a terapeutické účely Luděk Eyer

Bakteriální transpozony

Objevy, které umožnily cíleně manipulovat s DNA

1. Definice a historie oboru molekulární medicína. 3. Základní laboratorní techniky v molekulární medicíně

IMUNOGENETIKA I. Imunologie. nauka o obraných schopnostech organismu. imunitní systém heterogenní populace buněk lymfatické tkáně lymfatické orgány

MUTAGENEZE INDUKOVANÁ TRANSPOZONY (TRANSPOZONOVÁ MUTAGENEZE)

Genové terapie po 20 letech = více otázek než odpovědí

ÚVOD DO TRANSPLANTAČNÍ IMUNOLOGIE

Heterologní expresní systém v oocytech Xenopus

BUNĚČNÁ TRANSFORMACE A NÁDOROVÉ BUŇKY

MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII

RIGORÓZNÍ OTÁZKY - BIOLOGIE ČLOVĚKA

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

ZÁKLADY BAKTERIÁLNÍ GENETIKY

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Doprovodný materiál k práci s přípravným textem Biologické olympiády 2014/2015 pro soutěžící a organizátory kategorie B

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

Beličková 1, J Veselá 1, E Stará 1, Z Zemanová 2, A Jonášová 2, J Čermák 1

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny

Biomarkery - diagnostika a prognóza nádorových onemocnění

Molekulární biotechnologie. Nový obor, který vznikl koncem 70. let 20. století (č.1)

EPIGENETIKA reverzibilních změn funkce genů, Epigenetické faktory ovlivňují fenotyp bez změny genotypu. Epigenetická

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

[K 17 odst. 3 písm. c) zákona]

Buněčné jádro a viry

Cytomegalovirus. RNDr K.Roubalová CSc. NRL pro herpetické viry

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Genové knihovny a analýza genomu

Proč nemáme vakcínu proti HIV-1?

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII

Petr Müller Masarykův onkologický ústav. Genová terapie

LPMT: DEFINICE, ZAŘAZENÍ

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Implementace laboratorní medicíny do systému vzdělávání na Univerzitě Palackého v Olomouci. reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Molekulární biotechnologie č.9. Cílená mutageneze a proteinové inženýrství

Některé významné aspekty vývojové biologie v medicíně

Základní pojmy obecné genetiky, kvalitativní a kvantitativní znaky, vztahy mezi geny

RNDr K.Roubalová CSc.

Tematické okruhy k SZZ v bakalářském studijním oboru Zdravotní laborant bakalářského studijního programu B5345 Specializace ve zdravotnictví

Rich Jorgensen a kolegové vložili gen produkující pigment do petunií (použili silný promotor)

Transgeneze u ptáků: očekávání vs. realita

Modifikace dědičné informace rostlin II

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Biologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)

Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno

2019 STÁTNÍ ÚSTAV PRO KONTROLU LÉČIV

Protinádorová imunita. Jiří Jelínek

SYSTÉMY ZPROSTŘEDKOVANÉHO PŘENOSU DNA

Obsah. Seznam zkratek Předmluva k 5. vydání... 21

Příprava vektoru IZOLACE PLASMIDU ALKALICKÁ LYZE, KOLONKOVÁ IZOLACE DNA GELOVÁ ELEKTROFORÉZA RESTRIKČNÍ ŠTĚPENÍ. E. coli. lyze buňky.

1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním

Úvod do studia biologie kmenových buněk. Jiří Pacherník tel:

[K 17 odst. 3 písm. c) zákona]

Těsně před infarktem. Jak předpovědět infarkt pomocí informatických metod. Jan Kalina, Marie Tomečková

7. Regulace genové exprese, diferenciace buněk a epigenetika

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita

Transpozony - mobilní genetické elementy

Apoptóza. Veronika Žižková. Ústav klinické a molekulární patologie a Laboratoř molekulární patologie

DIAGNOSTICKÝ KIT PRO DETEKCI MINIMÁLNÍ REZIDUÁLNÍ CHOROBY U KOLOREKTÁLNÍHO KARCINOMU

Modifikace dědičné informace rostlin I. modifikace

2. Z následujících tvrzení, týkajících se prokaryotické buňky, vyberte správné:

Molekulární základy dědičnosti. Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Obsah. Seznam zkratek Předmluva k 6. vydání... 23

GENETICKY MODIFIKOVANÉ

Buňky, tkáně, orgány, soustavy

Co nás učí nádory? Prof. RNDr. Jana Šmardová, CSc. Ústav patologie FN Brno Přírodovědecká a Lékařská fakulta MU Brno

REKOMBINACE Přestavby DNA

DIAGNOSTICKÝ KIT PRO DETEKCI MINIMÁLNÍ REZIDUÁLNÍ CHOROBY U KARCINOMU PANKREATU

Okruhy otázek ke zkoušce

VZTAH DÁRCE A PŘÍJEMCE

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

Biologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)

Laboratoř molekulární patologie

Mutační změny genotypu

2) Vztah mezi člověkem a bakteriemi

11. Genové terapie. Symptomatická léčba je založena na následujících procedurách

Vakcíny z nádorových buněk

Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií

2 Inkompatibilita v systému Rhesus. Upraveno z A.D.A.M.'s health encyclopedia

OBRANNÝ IMUNITNÍ SYSTÉM

Citlivost a rezistence mikroorganismů na antimikrobiální léčiva

Degenerace genetického kódu

Genetika bakterií. KBI/MIKP Mgr. Zbyněk Houdek

Tématické okruhy pro státní závěrečné zkoušky

2. provede umělé oplození vajíčka za účelem jiným, než dosažení těhotenství u ženy, od níž vajíčko pochází,

Zaměření bakalářské práce na Oddělení genetiky a molekulární biologie

Zaměření bakalářské práce na Oddělení genetiky a molekulární biologie

Personalizovaná medicína Roche v oblasti onkologie. Olga Bálková, Roche s.r.o., Diagnostics Division Pracovní dny, Praha, 11.

Transkript:

Transfekce, elektroporace, retrovirová infekce Vnesení genů Vrstva fibroblastů, LIF Terapeutické klonování, náhrada tkání a orgánů

Selekce ES buněk, v nichž došlo k začlenění vneseného genu homologní rekombinací PNS vektor Substituční vektor pro gen A, který je vázán na HSV-tk a přerušen genem neo Pozitivní selekce = G418 Negativní selekce = HSV-tk 2000x obohacení o buňky obsahující přerušený gen A Gen A je inaktivní - vznik nulové mutace

Náhrada alel v ES buňkách Linearizovaný vektor Gen není přerušen selekčním markerem První selekce Vektor se vyředí se - není schopen se replikovat Záměna alel v chromozomu ES buněk G418 senzitivní FIAU rezistentní FIAU = deoxyfluoroarabinofuranosyl-iodouridin Druhá selekce PCR - ověření náhrady alely

Příprava ES buněk s geny knokautovanými homologní rekombinací AAMm

Vytvoření myši nesoucí knokautovaný gen A = aguti, a = black, M = standardní gen, m = mutantní alela aamm + AAMm AAMm aamm Dárkyně ES buněk

Pokračování - vytvoření myši s knokautovaným genem Stanovení genotypu analýzou DNA

Cílená exprese genu ve specifické tkáni Řídí tkáňově specifickou expresi klonovaného genu do beta-buněk pankreatu Transgen se exprimuje jen v pankreatu, kde navozuje vznik nádorů. V ostatních tkáních se neexprimuje Detekce protilátkou Konstitutivní tvorba T-ag

Využití transgenů k usmrcování specifických buněčných typů ( mikrochirurgické zásahy) Gen kódující toxin (transgen) je začleněn za regulační oblast aktivní v určité tkáně - exprese transgenu je tak cílena do buněk této tkáně Toxiny: difterický toxin, T-antigen SV40, ricin (lektin) Problém: exprese genu pro toxin v okamžiku aktivace endogenu (např. v časné fázi vývoje) může být letální pro organismus Alternativa: použití genu TK z HSV, který je zapojen za specifickou E-P sekvenci. Buňky s tímto genem nejsou usmrceny, dokud nejsou do organismu injikovány syntetické toxické nukleotidy - ty nejsou toxické pro buňky, v nichž k expresi genu nedochází, protože v nich není aktivována specifická E-P sekvence. V buňkách, v nichž je E-P aktivní, dochází k expresi TK, která syntetické nukleotidy metabolizuje na produkty, které zabíjejí dělící se buňky exprimující daný gen.

Využití reportérových genů k vyhledání genů aktivních v určitých fázích vývoje Analogicky lze využít retrovirových vektorů s reportérovými geny - infekce tkání vyvíjejícího se organismu lacz je aktivní v závislosti na místě začlenění Buněčná linie obsahující transgen (lacz) začleněný v konkrétním místě (genu) Sledování exprese genu během vývoje embrya Inzerční inaktivace genů vede k pozměněným fenotypům, izolace těchto genů

Struktura rozpoznávací sekvence lox P fága P1 Podle orientace loxp sekvencí je úsek DNA mezi nimi místně specifickou rekombinací prostřednictvím Cre-rekombinázy buď deletován nebo invertován

Využití Cre-loxP rekombinačního systému k selektivní inaktivaci genů

Inženýrství chromozomů s využitím rekombinačního systému Cre-LoxP

Korekce genetických defektů v transgenních zvířatech - může být normální funkce obnovena zavedením normálního genu do buňky nesoucí mutantní formu genu (aniž by došlo k začlenění homologickou rekombinací)? - bude ke korekci docházet v případě, že se produkt tvoří v jiných tkáních? - bude množství funkčního proteinu dostačující? - jaké budou vedlejší efekty?

Buňky se zavedeným transgenem přežívají in vivo Mutantní forma DHFR rezistentní k metotrexátu Usmrcení vlastních kmenových buněk zářením Primární recipient V kostní dřeni se exprimuje DHFR, tj. buňky z primárního recipienta v ní přežívají

GENOVÉ TERAPIE LÉČBA GENETICKÝCH CHOROB DĚDIČNÝCH NÁDOROVÝCH PODLE TYPU BUNĚK, DO NICHŽ JSOU GENY VNÁŠENY: a. GENOVÁ TERAPIE ZÁRODEČNÝCH BUNĚK b. GENOVÁ TERAPIE SOMATICKÝCH BUNĚK PODLE ZPŮSOBU PŘENOSU GENŮ A. GENOVÁ TERAPIE IN VITRO (EX VIVO) B. GENOVÁ TERAPIE IN VIVO

Možné způsoby léčby genetických onemocnění 1. Úprava diety - karenční terapie (galaktosemie, fenylketonurie) 2. Substituční terapie (hemofilie, diabetes, nanismus) 3. Genová terapie (kauzální léčba) - vnesení funkčního genu (funkční alela navíc) - cílená oprava mutace homologní rekombinací - cílené usmrcování geneticky pozměněných buněk - cílená inhibice exprese genů zodpovědných za genetickou poruchu

Konstrukce retrovirových vektorů a vytváření infekčních virových částic Retrovirové vektory schopné infikovat cílové buňky

Využití lipozomů pro vnášení genů in vivo DNA DNA

Přenos genů endocytózou zprostředkovanou receptory

Metody opravy nebo inaktivace patogenních genů v buňkách a tkáních A. Oprava mutantní alely homologní rekombinací B. Inhibice translace pomocí antisense oligonukleotidů C. Selektivní destrukce nebo reparace mrna pomocí ribozymu D. Selektivní inhibice mutantní alely RNA interferencí

Použití ribozymu typu hammerhead ke štěpení mutantní mrna Komplementární úseky

Strategie genové terapie Přidání funkčního genu Záměna mutantní formy genu za normální

Strategie genové terapie Cílená inhibice genové exprese Přímé usmrcování patogenních buněk

Strategie genové terapie Usmrcování chorobných buněk buňkami imunitního systému

Možnosti léčby nádorů pomocí genové terapie Použitá strategie genové terapie

Genová terapie nádorů in vivo Do nádoru jsou injikovány buňky, do nichž byl in vitro vnesen retrovirový vektor, který obsahuje gen pro tymidinkinázu (TK). Vektor se uvolňuje a infikuje okolní nádorové buňky, v nichž se pak vytváří TK (retrovirus je schopen infikovat jen dělící se buňky!). Do těla pacienta je podán intravenózně netoxická látka gancyklovir (gcv), který je TK konvertován na toxický gcvtrifosfát usmrcující buňky.