ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ

Question 1

Σε ποιους βασικούς στόχους της Ιατρικής έχει συμβάλλει η βιοτεχνολογία ;

Answer 1

α) Έγκαιρη διάγνωση
β) Πρόληψη
γ) Αποτελεσματική θεραπεία ασθενειών

Question 2

Πως συμβάλλει η Βιοτεχνολογία στην έγκαιρη διάγνωση;

Answer 2

Η έγκαιρη διάγνωση μιας ασθένειας απαιτεί την ανάπτυξη ευαίσθητων τεχνικών που μπορούν
α) Να εντοπίσουν την ασθένεια στα αρχικά της στάδια, πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα της στον οργανισμό
β) Να ανιχνεύσουν κάποια μόλυνση από παθολογικούς μικροοργανισμούς
γ) Να διαπιστώσουν την ύπαρξη κάποιας κληρονομικής ασθένειας

Question 3

Πως συμβάλει η βιοτεχνολογία στην πρόληψη ασθενειών;

Answer 3

Η πρόληψη σοβαρών ασθενειών όπως η ηπατίτιδα Β, η πολιομυελίτιδα και η φυματίωση χρειάζεται πιο εξελιγμένα, επαρκώς ασφαλή αλλά και οικονομικά προσιτά εμβόλια. Επίσης η ανάπτυξη εμβολίων για την πρόληψη ασθενειών όπως το ΑIDS, η μηνιγγίτιδα και ο καρκίνος είναι πλέον επιτακτική ανάγκη

Question 4

Πως συμβάλλει η Βιοτεχνολογία στη αποτελεσματική θεραπεία ασθενειών;

Answer 4

Η αποτελεσματική θεραπεία προϋποθέτει την κατανόηση
a)των βιοχημικών μηχανισμών και
b) του γενετικού υπόβαθρου μιας ασθένειας,
για να εφαρμοστεί η κατάλληλη θεραπεία είτε με φαρμακευτική αγωγή είτε ακόμη και με γενετική διόρθωση της βλάβης

Question 5

Πως μπορεί να αντιμετωπιστεί μια μολυσματική ασθένεια;

Answer 5

α) Με φαρμακευτικές πρωτεΐνες
β) Αντιβιοτικά
γ) Μονοκλωνικά αντισώματα

Question 6

Ποιες είναι οι τεχνικές με τις οποίες η Βιοτεχνολογία έχει συνεισφέρει στον τομέα της Ιατρικής;

Answer 6

Με την τεχνολογία του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ, με την χρήση της τεχνικής PCR, καθώς και ανιχνευτών μορίων ΔΝΑ. Οι τεχνικές αυτές βρίσκουν εφαρμογή στη βελτίωση και στην παραγωγή σε ευρεία κλίμακα ευαίσθητων διαγνωστικών ουσιών, όπως τα μονοκλωνικά αντισώματα, αποτελεσματικών εμβολίων και φαρμακευτικών προϊόντων

Question 7

Τι είναι οι φαρμακευτικές πρωτείνες;

Answer 7

Πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διάφορων ασθενειών

Question 8

Τι μειονεκτήματα εμφάνιζε η παραγωγή των φαρμακευτικών πρωτεϊνών πριν από την ανάπτυξη της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ;

Answer 8

Η παραγωγή των φαρμακευτικών πρωτεινών γινόταν από εκχύλιση αντίστοιχων ιστών διάφορων ζώων, ήταν πολύπλοκή και χρονοβόρα διαδικασία και πολύ δαπανηρή, με αποτέλεσμα αυτές να ήταν διαθέσιμες σε πολύ μικρές ποσότητες και συχνά η βιολογική τους δράση δεν ήταν πλήρως κατανοητή. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις η χρήση τους προκαλούσε αλλεργικές αντιδράσεις στον άνθρωπο

Question 9

Ποιες ήταν οι πρώτες φαρμακευτικές πρωτεΐνες που παρασκευάστηκαν με τη βοήθεια της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ;

Answer 9

Ινσουλίνη
Ιντερφερόνες
Αυξητική ορμόνη

Question 10

Τι είναι η ινσουλίνη;

Answer 10

Είναι μια ορμόνη που αποτελείται από 51 αμινοξέα και παράγεται από ειδικά κύτταρα του παγκρέατος. Η ορμόνη αυτή ρυθμίζει τον μεταβολισμό των υδατανθράκων και ειδικότερα το ποσοστό της γλυκόζης στο αίμα ( χρησιμοποιείται για τη θεραπεία των διαβητικών ατόμων)

Question 11

Τι είναι ο διαβήτης;

Answer 11

Μια ασθένεια που χαρακτηρίζεται από έλλειψη ή μείωση ινσουλίνης και υπολογίζεται ότι πάνω από 60.000.000 άτομα στον κόσμο πάσχουν από διαβήτη

Question 12

Ποια ήταν η κύρια πηγή ινσουλίνης παλαιότερα;

Answer 12

Πριν από το 1982, οι κύριες πηγές ινσουλίνης ήταν το πάγκρεας από χοίρους και από βοοειδή. Η ινσουλίνη παραγόταν από την εκχύλιση αυτών των ιστών με μια δαπανηρή και περίπλοκη διαδικασία και επιπλέον, επειδή είχε μικρές διαφορές στη σύσταση των αμινοξέων της από την ανθρώπινη, προκαλούσε αλλεργικές αντιδράσεις

Question 13

Ποια είναι η δομή της ινσουλίνης;

Answer 13

Αποτελείται από 2 μικρά πεπτίδια , Α και Β, που συγκρατούνται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς. Το γονίδιο της ινσουλίνης παράγει ένα πρόδρομο μόριο, την προινσουλίνη , το οποίο μετατρέπεται τελικά σε ινσουλίνη

Question 14

Ποιος είναι ένας εναλλακτικός τρόπος για την παραγωγή της ινσουλίνης;

Answer 14

Μια από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή της ανθρώπινης ινσουλίνης στα βακτήρια είναι η παραγωγή του πρόδρομου μορίου της σε μια βακτηριακή καλλιέργεια και η μετατροπή της σε ινσουλίνη με ενζυμική κατεργασία

Question 15

Ποια είναι η διαδικασία παραγωγής της ανθρώπινης ινσουλίνης με την κατασκευή cDNA βιβλιοθήκης;

Answer 15

1) Απομόνωση του συνολικού mRNA, από κύτταρα του ανθρώπινου παγκρέατος
2) Κατασκευή δίκλωνων μορίων ΔΝΑ και ενσωμάτωση τους σε πλασμίδιο
3) Μετασχηματισμός βακτηρίων με τα ανασυνδυασµένα πλασµίδια και πολλαπλασιασμός τους σε υγρό θρεπτικό υλικό
4) Επιλογή των βακτηρίων που περιέχουν το γονίδιο που κωδικοποιεί το πρόδρομο μόριο της ινσουλίνης
5) Ανάπτυξη των βακτηρίων αυτών σε βιοαντιδραστήρα για παραγωγή του πρόδρομου μορίου της ινσουλίνης. Η προινσουλίνη συλλέγεται και με κατάλληλο ένζυμο, που αφαιρεί το ενδιάμεσο πεπτίδιο, μετατρέπεται σε ινσουλίνη

Question 16

Τι είναι οι ιντερφερόνες ;

Answer 16

Αντιιικές πρωτεΐνες που παράγονται από κύτταρα που έχουν μολυνθεί από ιους. Οι πρωτεΐνες αυτές επάγουν την παραγωγή άλλων πρωτεϊνών από γειτονικά υγιή κύτταρα, οι οποίες εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών σε αυτά. Οι ιντερφερόνες είναι οικογένεια συγγενών πρωτεϊνών, που ταξινομούνται ανάλογα με τη βιολογική και χημική τους ενεργότητα σε 3 ομάδες,,,, τις ιντερφερόνες α, β, γ

Question 17

Ποια είναι η χρήση και πως παράγονται οι ιντερφερόνες;

Answer 17

Οι ιντερφερόνες έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον ως αντιιικοί και αντικαρκινικοί παράγοντες. Παράγονται σε ελάχιστες ποσότητες στο σώμα και για αυτό δεν ήταν ευρεία η χρήση τους στη θεραπεία ασθενειών . Όμως μετά την κλωνοποίηση ορισμένων γονιδίων ιντερφερονών, είναι σήμερα δυνατή η παραγωγή τους σε μεγάλες ποσότητες , με παρόμοια μέθοδο παραγωγής με αυτή της ινσουλίνης (με τη διαφορά ότι η απομόνωση του συνολικού μΡΝΑ γίνεται από κύτταρα που έχουν μολυνθεί από ιους και ότι στο τέλος δεν χρειάζεται κάποια ενζυμική κατεργασία

Question 18

Πως μπορεί να αντιμετωπιστεί μια κληρονομική ασθένεια;

Answer 18

Φαρμακευτικές πρωτεΐνες
γονιδιακή θεραπεία

Question 19

Ποια ήταν τα πλεονεκτήματα της παραγωγής φαρμακευτικών πρωτεϊνών με τη βοήθεια της τεχνολογίας του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ;

Answer 19

Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ έδωσε τη δυνατότητα παραγωγής φαρμακευτικών πρωτεϊνών σε σημαντικές ποσότητες, τόσο για τον αποτελεσματικό έλεγχο της δράσης τους, όσο και για ευρεία κατανάλωση. Έτσι, έχουν κλωνοποιηθεί τα γονίδια του ανθρώπου για περισσότερες από 300 φαρμακευτικές πρωτείνες, μεταξύ των οποίων η ινσουλίνη, οι ιντερφερόνες και η αυξητική ορμόνη

Question 20

Τι είναι τα αντισώματα;

Answer 20

Τα αντισώματα είναι πρωτεϊνικά μόρια, που παράγονται από
τα Β-λεµφοκύτταρα του ανοσοποιητικού µας συστήματος, όταν
ένα αντιγόνο (παθογόνος μικροοργανισμός, ιός ή ξένο υλικό)
προσβάλει τον οργανισμό. Τα αντισώματα αντιδρούν µε το αντιγόνο και το εξουδετερώνουν.
Ο οργανισμός µας είναι ικανός να παράγει αντισώματα εναντίον κάθε ξένου αντιγόνου. Στην πραγματικότητα, ένα αντίσωμα
αναγνωρίζει μόνο μία περιοχή του αντιγόνου, η οποία ονομάζεται αντιγονικός καθοριστής. Ένα μεγάλο αντιγόνο, π.χ. ένας
μικροοργανισμός, έχει πολλούς αντιγονικούς καθοριστές γι’
αυτό παράγονται πολλά είδη αντισωμάτων εναντίον του.

Question 21

Τι είναι αντιγονικός καθοριστής;

Answer 21

Είναι το τμήμα του αντιγόνου το οποίο αναγνωρίζεται από ένα αντίσωμα. Για ένα μεγάλο αντιγόνο πχ ένας μικροοργανισμός, έχει πολλούς αντιγονικούς καθοριστές γι’ αυτό παράγονται πολλά είδη αντισωμάτων εναντίον του

Question 22

Τι είναι τα μονοκλωνικά αντισώματα;

Answer 22

Κάθε είδος αντισώματος που αναγνωρίζει έναν αντιγονικό καθοριστή παράγεται από μια ομάδα όμοιων Β- λεμφοκυττάρων, που αποτελούν έναν κλώνο. Τα αντισώματα που παράγονται από έναν κλώνο Β λεμφοκυττάρων ονομάζονται μονοκλωνικά

Question 23

Γιατί ήταν απαραίτητη η δημιουργία υβριδωμάτων

Answer 23

Τα μονοκλωνικά αντισώματα είναι πολύ σημαντικά στην Ιατρική και χρησιμοποιούνται ως διαγνωστικά για την ανίχνευση
ασθενειών ή ως εξειδικευμένα φάρμακα εναντίον παθογόνων
μικροοργανισμών ή ακόμη εναντίον καρκινικών κυττάρων.
Ήταν, εποµένως, σηµαντικό να γίνει δυνατή η παραγωγή τους
στο εργαστήριο σε μεγάλες ποσότητες. Όμως τα Β-λεμφοκύττα
ρα δεν επιβιώνουν για πολύ έξω από το σώµα και δεν µπορούν
να διατηρηθούν σε κυτταροκαλλιέργειες. Την ιδιότητα αυτή
την αποκτούν ύστερα από σύντηξη µε καρκινικά κύτταρα.

Question 24

Τι είναι τα υβριδώματα;

Answer 24

Υβριδικά κύτταρα που παράγονται από τη σύντηξη Β- λεμφοκυττάρων με καρκινικά κύτταρα και μπορούν να παράγουν μεγάλες ποσότητες ενός μονοκλωνικού αντισώματος.

Question 25

Πως παράγονται τα υβριδώματα;

Answer 25

Η τεχνική της παραγωγής μονοκλωνικών
αντισωµάτων αναπτύχθηκε το 1975.
α) Ένα επιλεγμένο αντιγόνο χορηγείται µε ένεση σε ποντίκι και
προκαλεί ανοσολογική αντίδραση µε αποτέλεσμα να αρχίσει η
παραγωγή αντισωµάτων από εξειδικευμένα Β-λεµφοκύτταρα.
β) Ύστερα από δύο εβδομάδες αφαιρείται ο σπλήνας και απομονώνονται τα Β-λεµφοκύτταρα
γ) Τα κύτταρα αυτά συντήκονται µε
καρκινικά κύτταρα και παράγονται τα υβριδώματα που παράγουν μονοκλωνικά αντισώματα
δ)Τα υβριδώματα μπορούν να
φυλάσσονται για μεγάλα χρονικά διαστήματα στην κατάψυξη
(-80°C) και να παράγουν οποιαδήποτε στιγμή το συγκεκριμένο
μονοκλωνικό αντίσωμα σε μεγάλες ποσότητες

Question 26

Πως λειτουργούν τα μονοκλωνικά αντισώματα;

Answer 26

1) Ανοσοδιαγνωστικά
2) Θεραπευτικά
3) Για την επιλογή οργάνων συμβατών για μεταμόσχευση

Question 27

Ποιες εφαρμογές έχει η χρήση των μονοκλωνικών αντισωμάτων ως ανοσοδιαγνωστικά; Ποια πλεονεκτήματα έχει η τεχνική αυτή;

Answer 27

Τα μονοκλωνικά αντισώματα, επειδή αναγνωρίζουν ειδικά έναν αντιγονικό καθοριστή, είναι
πολύ χρήσιμα ως ανοσοδιαγνωστικά. Μπορούν να ανιχνεύσουν στα υγρά του σώματος (αίμα, ούρα κ.ά.) ουσίες
που είναι υπεύθυνες για ποικίλες ασθένειες, παθογόνους
μικροοργανισμούς, καθώς και τη διακύμανση της συγκέντρωσης διάφορων προϊόντων του μεταβολισμού, η οποία
μπορεί να προοιωνίζει την πιθανότητα εμφάνισης κάποιας ασθένειας. Η τεχνική ανίχνευσης είναι γρήγορη, απλή, ευαίσθητη, ακριβής και επιτρέπει τη διάγνωση ασθενειών
στα πολύ αρχικά στάδιά τους δηλαδή πριν εμφανιστούν τα συμπτώματα. Τα αντισώματα θα συνεισφέρουν σημαντικά στην αύξηση της ευαισθησίας κλινικών δοκιμασιών όπως η τυποποίηση (προσδιορισμός) των ομάδων αίματος και
η εξακρίβωση μιας πιθανής κύησης. Στην τελευταία περίπτωση έχουν κατασκευαστεί ειδικά ανοσοδιαγνωστικά τεστ, τα οποία περιέχουν μονοκλωνικά αντισώματα για ειδικές ορμόνες που παράγονται κατά την κύηση.

Question 28

Πως τα μονοκλωνικά αντισώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία του καρκίνου;

Answer 28

Τα καρκινικά κύτταρα έχουν στην εξωτερική επιφάνειά τους μεγάλη ποικιλία αντιγόνων που δεν υπάρχουν στα φυσιολογικά κύτταρα του οργανισμού, και ονομάζονται καρκινικά αντιγόνα. Έτσι μπορούν να κατασκευαστούν μονοκλωνικά αντισώματα εναντίον αυτών των αντιγόνων. Τα μονοκλωνικά αντισώματα είναι πολύ ειδικά µόνο
για τα καρκινικά κύτταρα και μπορούν να «γίνουν μεταφορείς» ισχυρών αντικαρκινικών φαρμάκων.
Όταν εισαχθούν στον οργανισμό, βρίσκουν και προσβάλλουν τους καρκίνους-στόχους. Τα αντικαρκινικά
φάρμακα, που είναι συνδεδεμένα µε τα αντισώματα, δρουν κατευθείαν στα καρκινικά κύτταρα και τα καταστρέφουν. Επιτρέπουν έτσι τη θεραπεία µε αποφυγή της χειρουργικής επέμβασης και των δυσάρεστων επιπτώσεων της χημειοθεραπείας.

Question 29

Πως βοηθούν τα μονοκλωνικά αντισώματα για την επιλογή οργάνων συμβατών για μεταμόσχευση;

Answer 29

Τα κύτταρα των οργάνων έχουν στην επιφάνειά τους ειδικά αντιγόνα επιφάνειας, που αναγνωρίζονται από ειδικά μονοκλωνικά αντισώματα. Με τα μονοκλωνικά αντισώματα μπορεί να γίνει έλεγχος των οργάνων δωρητών, για να διαπιστωθεί αν ταιριάζουν ανοσολογικά µε τα αντίστοιχα των ασθενών. Έτσι, είναι δυνατόν να αποφευχθεί η απόρριψη και οι μεταμοσχεύσεις να είναι επιτυχείς.

Question 30

Πως συνέβαλε η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ στη δημιουργία νέας γενιάς εμβολίων;

Answer 30

Την τελευταία δεκαετία η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου
DNA έδωσε τη δυνατότητα ανάπτυξης μιας νέας γενιάς εμβολίων που υπερνικούν τα μειονεκτήματα των παραδοσιακών.
Η κλωνοποίηση των γονιδίων έδωσε τη δυνατότητα ανάπτυξης νέων στρατηγικών για την πρόκληση ισχυρής ενεργητικής
ανοσίας εναντίον του παθογόνου παράγοντα

Question 31

Ποια είναι τα σημαντικότερα είδη εμβολίων τα οποία παράγονται με βιοτεχνολογικές μεθόδους;

Answer 31

α) Εμβόλια υποµονάδες
β) Εμβόλια από ζωντανούς γενετικά τροποποιημένους ιούς
γ) Εμβόλια γυμνού ΔΝΑ

Question 32

Τι είναι τα εμβόλια και πως κατασκευάζονται;

Answer 32

Τα εμβόλια αποτελούνται από νεκρές ή από εξασθενημένες
μορφές ενός παθογόνου μικροοργανισμού. Για το σκοπό αυτό,
ο παθογόνος μικροοργανισμός αναπτύσσεται σε κυτταροκαλλιέργεια, απομονώνεται και είτε νεκρώνεται είτε απενεργοποιείται (γίνεται µη μολυσματικός), χωρίς βέβαια να χάνει την ικανότητά του να προκαλεί ενεργητική ανοσία

Question 33

Ασθένειες για τις οποίες έχουν παραχθεί αποτελεσματικά εμβόλια

Answer 33

Διφθερίτιδα
Τέτανος
Ευλογιά
Πολιομυελίτιδα

Question 34

Ποια είναι τα μειονεκτήματα των παλαιών εμβολίων;

Answer 34

α) ∆εν μπορούν όλοι οι μολυσματικοί παράγοντες να αναπτυχθούν σε κυτταροκαλλιέργεια και έτσι δεν έχουν αναπτυχθεί εμβόλια για πολλές ασθένειες
β) Ορισμένοι ιοί των ζώων αναπτύσσονται με αργό ρυθμό σε
κυτταροκαλλιέργειες και συνεπώς η απόδοσή τους είναι πολύ χαμηλή, άρα και τα εμβόλια γίνονται πολύ ακριβά
γ) Χρειάζονται μεγάλες προφυλάξεις, για να μην εκτεθεί το προσωπικό που κατασκευάζει τα εμβόλια στον παθογόνο παράγοντα
δ) ∆εν είναι όλα τα εμβόλια αποτελεσματικά για µια ασθένεια
π.χ. για τον ιό του AIDS γίνονται συνεχείς ανεπιτυχείς προσπάθειες κατασκευής εμβολίου

Question 35

Εμβόλια υπομονάδες;

Answer 35

Η παραγωγή των εμβολίων-υπομονάδων στηρίχθηκε στο γεγονός ότι όλα τα συστατικά ενός παθογόνου μικροοργανισμού δεν είναι απαραίτητα για την πρόκληση της ανοσολογικής αντίδρασης στον οργανισμό που θα προσβάλουν. Συνήθως, µόνο
ορισμένες πρωτεΐνες επιφάνειας έχουν αντιγονική ιδιότητα. Τα εμβόλια-υποµονάδες στηρίζονται στην παραγωγή μόνο αυτών των συστατικών. Έτσι, γονίδια του παθογόνου μικροοργανισμού που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη µε την αντιγονική δράση εισάγονται σε κύτταρα που αναπτύσσονται σε κυτταροκαλλιέργειες και παράγουν την πρωτεΐνη αυτή σε μεγάλες ποσότητες.
Στη συνέχεια, η πρωτεΐνη καθαρίζεται και χρησιμοποιείται ως εμβόλιο

Question 36

Πως παρασκευάζονται τα εμβόλια από ζωντανούς γενετικά τροποποιημένους ιούς;

Answer 36

Ένας άλλος τύπος εμβολίων είναι τα εμβόλια από ζωντανούς γενετικά τροποποιημένους ιούς. Στην περίπτωση αυτή γονίδια
από επικίνδυνο ιό ή άλλο μικροοργανισμό ενσωματώνονται
σε άλλο ιό, που είναι αβλαβής για τον άνθρωπο, όπως ο ιός
της δαμαλίτιδας. Ο γενετικά τροποποιημένος ιός που προκύπτει εξακολουθεί να είναι αβλαβής, αλλά επειδή παράγει την
αντιγονική πρωτεΐνη του ιού ή του μικροοργανισμού, εισάγεται
στο σώμα και προκαλεί έντονη ανοσολογική αντίδραση

Question 37

Τι είναι τα αντιβιοτικά;

Answer 37

Τα αντιβιοτικά είναι χημικές ουσίες που παράγονται από μικροοργανισμούς και θανατώνουν άλλους μικροοργανισμούς ή
αναστέλλουν την ανάπτυξή τους. Είναι προϊόντα του μεταβολισμού τους και σήμερα ορισμένα από αυτά παράγονται σε μεγάλες ποσότητες σε βιοαντιδραστήρες.

Question 38

Γιατί δεν κατασκευάζουμε αντιβιοτικά χημικά;

Answer 38

Πολλά αντιβιοτικά μπορούν να συντεθούν και χημικά, αλλά η διαδικασία είναι τόσο ακριβή και επίπονη που δεν μπορεί να συγκριθεί σε κόστος με την παραγωγή από βακτήρια και από μύκητες

Question 39

Πόσα αντιβιοτικά έχουν απομονωθεί από μικροοργανισμούς και ποιος είναι ο κύριος μικροοργανισμός;

Answer 39

Έως σήμερα έχουν απομονωθεί από διάφορους μικροοργανισμούς, περισσότερα από 8.000 αντιβιοτικά µε ποικίλους τρόπους δράσης. Η πλειονότητα των πιο σημαντικών αντιβιοτικών έχουν απομονωθεί από το βακτήριο του εδάφους, γένους
Streptomyces, μολονότι και άλλα βακτήρια καθώς και μύκητες
είναι πηγές αντιβιοτικών

Question 40

Πως συνεισφέρει η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ στην παραγωγή αντιβιοτικών;

Answer 40

Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου ΔΝΑ άρχισε πρόσφατα να εφαρμόζεται με στόχο
α) Τη κλωνοποίηση όλων των γονιδίων που κωδικοποιούν ένζυμα απαραίτητα για τη βιοσύνθεση ενός αντιβιοτικού
β) Την ανάπτυξη αντιβιοτικών με ισχυρότερη δράση εναντίον ορισμένων μικροβίων με λιγότερες παρενέργειες
γ) Την κατασκευή γενετικά τροποποιημένων μικροοργανισμών με στόχο τη μεγαλύτερη απόδοση στην παραγωγή αντιβιοτικών

Question 41

Ποια είναι η σχέση των γενετικών και των περιβαλλοντικών παραγόντων με τις κληρονομικές ασθένειες; Ποιες μπορεί να είναι οι επιπτώσεις τους;

Answer 41

Περισσότερες από 4.000 ασθένειες οφείλονται σε γονιδιακές μεταλλάξεις και πολλές από αυτές εμφανίζονται στις μεγάλες ηλικίες. Μερικές οφείλονται σε ένα µόνο γονίδιο, άλλες σε αλληλεπίδραση δύο ή περισσότερων γονιδίων και ακόμη περισσότερες σε συνδυασμό γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η ακτινοβολία και οι χημικές ουσίες. Όλες σχεδόν οι γενετικές ασθένειες προκαλούν δυσμορφίες, το 80% όλων διανοητική καθυστέρηση και το ένα πέμπτο από αυτές θάνατο στην παιδική ηλικία

Question 42

3 ασθένειες που οφείλονται σε μεταλλάξεις που προκύπτουν σε γονίδια που έχουν χαρτογραφηθεί και κλωνοποιηθεί

Answer 42

κυστική ίνωση
ασθένεια Huntington
μυϊκή δυστροφία Duchenne

Question 43

Ποιος είναι ο στόχος της γονιδιακής θεραπείας;

Answer 43

Αυτή έχει ως στόχο να «διορθώσει» τη γενετική βλάβη
εισάγοντας στους ασθενείς φυσιολογικά αλληλόμορφα
του μεταλλαγμένου γονιδίου

Question 44

Ποια είναι απαραίτητη προ υπόθεση για την εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας;

Answer 44

Απαραίτητη προϋπόθεση
για την εφαρμογή της γονιδιακής θεραπείας είναι, εκτός από την κλωνοποίηση του υπεύθυνου γονιδίου, και ο προσδιορισμός των κυττάρων που εμφανίζουν τη βλάβη
από την ασθένεια , καθώς και η ασθένεια να οφείλεται σε υπολειπόμενο αλληλόμορφο

Question 45

Πότε εφαρμόστηκε η γονιδιακή θεραπεία για πρώτη φορά;

Answer 45

Η γονιδιακή θεραπεία εφαρμόστηκε για πρώτη φορά το
Σεπτέμβριο του 1990 σε ένα τετράχρονο κορίτσι που έπασχε από ανεπάρκεια του ανοσοποιητικού συστήματος

Question 46

Τι είναι η ανεπάρκεια του ανοσοποιητικό συστήματος;

Answer 46

Η ασθένεια αυτή οφείλεται στην έλλειψη του ενζύμου απαμινάση της αδενοσίνης (ADA), που παίρνει μέρος στον μεταβολισμό των πουρινών στα κύτταρα του μυελού των οστών. Η έλλειψη οφείλεται σε μετάλλαξη του γονιδίου που παράγει το ένζυμο αυτό. Η ασθένεια εμφανίζει αυτοσωμικό υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας. Οι ασθενείς πάσχουν από χρόνιες μολύνσεις, έχουν προδιάθεση για ανάπτυξη καρκίνου σε πολύ μικρή ηλικία και πολλοί πεθαίνουν ύστερα από λίγους μήνες ζωής.

Question 47

Ποια είναι η διαδικασία που ακολουθείται στη γονιδιακή θεραπεία της ανεπάρκειας του ανοσοποιητικού συστήματος;

Answer 47

α) Λεμφοκύτταρα του παιδιού (που είναι ομόζυγα για το μεταλλαγμένο γονίδιο) παραλαμβάνονται και
πολλαπλασιάζονται σε κυτταροκαλλιέργειες.
β) Το φυσιολογικό γονίδιο της απαμινάσης της αδενοσίνης ενσωματώνεται σε έναν ιό-φορέα (ο οποίος έχει καταστεί αβλαβής) µε τις τεχνικές του ανασυνδυασμένου DNA.
γ) Ο γενετικά τροποποιημένος ιός εισάγεται στα λεμφοκύτταρα.
δ) Τα γενετικά τροποποιημένα λεμφοκύτταρα εισάγονται µε ενδοφλέβια ένεση στο παιδί και παράγουν το ένζυμο ADA
Βέβαια τα τροποποιημένα λεμφοκύτταρα δε ζουν για πάντα μέσα στον οργανισμό -δηλαδή η θεραπεία δεν είναι μόνιμη- και χρειάζεται συνεχής έγχυση τέτοιων κυττάρων.

Question 48

Τι είναι και ποιες ασθένειες μπορούν να αντιμετωπιστούν με γονιδιακή θεραπεία ex vivo;

Answer 48

Όμως, όπως στην περίπτωση των διαβητικών, τα άτομα μπορούν να ζουν φυσιολογικά, κάνοντας σε κανονικά χρονικά διαστήματα αυτή τη θεραπεία
Ο τύπος αυτός της γονιδιακής θεραπείας ονομάζεται ex vivo,
γιατί τα κύτταρα τροποποιούνται έξω από τον οργανισμό και
εισάγονται πάλι σ’ αυτόν.
Τα κύτταρα του αιµοποιητικού συστήµατος µπορούν να τροπο
ποιούνται γενετικά, να αναπτύσσονται σε κυτταροκαλλιέργειες
και να εισάγονται µε ενδοφλέβια ένεση στον οργανισμό

Question 49

In vivo γονιδιακή θεραπεία

Answer 49

Ο Anderson και οι συνεργάτες
του πρότειναν µια άλλη προσέγγιση. Ανέπτυξαν «έξυπνους»
φορείς, οι οποίοι προσβάλλουν τα κύτταρα του ιστού που πά
σχει. Συγκεκριµένα, τα φυσιολογικά γονίδια ενσωµατώνονται
σε µόρια-φορείς, που εισάγονται κατευθείαν στον οργανισµό.
Το είδος αυτό της γονιδιακής θεραπείας ονομάζεται in vivo και
εφαρμόστηκε για τη θεραπεία της κυστικής ίνωσης το 1993.

Question 50

κυστική ίνωση

Answer 50

Η κυστική ίνωση οφείλεται σε μεταλλάξεις ενός γονιδίου, το οποίο κωδικοποιεί µια πρωτεΐνη, που είναι απαραίτητη για τη
σωστή λειτουργία των επιθηλιακών κυττάρων των πνευμόνων.
Η ασθένεια παρουσιάζει υπολειπόμενη αυτοσωμική κληρονομικότητα και επηρεάζει πρωτίστως τη λειτουργία των πνευμόνων.

Question 51

Θεραπεία κυστικής ίνωσης με ιν βιβο γονιδιακή θεραπεία

Answer 51

Το φυσιολογικό γονίδιο ενσωματώθηκε αρχικά σε έναν αδενοϊό. Ο ανασυνδυασμένος ιός εισήλθε στον οργανισμό με ψεκασμό µε τη βοήθεια βρογχοσκοπίου και μόλυνε τα κύτταρα του
αναπνευστικού συστήματος. Μετά την εισαγωγή του στα κύτταρα, το φυσιολογικό γονίδιο ενσωματώθηκε στο γονιδίωμά τους και παρήγαγε το φυσιολογικό προϊόν

Question 52

Ποια είναι τα προβλήματα με τη γονιδιακή θεραπεία;

Answer 52

Είναι βασικό να τονιστεί ότι παρόλο που η γονιδιακή θεραπεία παρουσιάζεται ως πανάκεια στην Ιατρική, η εφαρμογή της, τουλάχιστον στο άμεσο μέλλον, θα είναι περιορισμένη επειδή δεν
έχουν ακόμη ξεπεραστεί προβλήματα όπως αυτά που αφορούν
τη χρήση των φορέων. Στις
περισσότερες περιπτώσεις ως φορείς χρησιμοποιούνται ιοί οι
οποίοι αν και καθίστανται αβλαβείς, έχουν μικρή πιθανότητα να
προκαλέσουν παρενέργειες και σε ορισμένες περιπτώσεις καρκίνο
Με τις μεθόδους της γονιδιακής θεραπείας δε γίνεται αντικατάσταση του μεταλλαγμένου γονιδίου στα κύτταρα του οργανισμού αλλά ενσωμάτωση του φυσιολογικού αντιγράφου του στο γονιδίωμα συγκεκριμένων σωματικών κυττάρων. Συνεπώς δε μεταβιβάζεται στους απογόνους.

Question 53

Τι εννοούμε με τον όρο χαρτογράφηση; πρόγραμμα χαρτογράφησης ανθρώπινου γονιδιώμτατος;

Answer 53

Όπως έχει αναφερθεί, το ανθρώπινο γονιδίωμα αποτελείται από 3x109 ζεύγη βάσεων DNA, το οποίο κατανέμεται σε χρωμοσώματα. Η αποκρυπτογράφηση της αλληλουχίας βάσεων του DNA πιστεύεται ότι θα µας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς
έχει «κατασκευαστεί» και λειτουργεί ο ανθρώπινος οργανισμός. Για το σκοπό αυτό το 1986 ξεκίνησε µια διεθνής συνεργασία µε σκοπό τη χαρτογράφηση, δηλαδή τον εντοπισμό της θέσης των γονιδίων στα χρωμοσώματα, και τον προσδιορισμό
της αλληλουχίας των βάσεων του DNA στο ανθρώπινο γονιδίωµα. Το πρόγραμμα, που φυσικά απαιτούσε τη συμβολή πολλών ερευνητών και γενναία χρηματοδότηση, ξεκίνησε το 1990 υπό την αιγίδα του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας και του Τμήματος
Ατομικής Ενέργειας των ΗΠΑ. Αρχικά υπήρχε η εκτίμηση ότι το πρόγραµµα θα ολοκληρωνόταν το 2005, όµως, χάρη στην αυτοματοποίηση των εργαστηριακών μεθόδων και την ανάπτυξη της πληροφορικής, ολοκληρώθηκε το 2001.

Question 54

Που θα συμβάλλει η ανάπτυξη του ανθρώπινου γονιδιώματος;

Answer 54

α) Στη μελέτη της οργάνωσης και λειτουργίας του ανθρώπινου γονιδιώματος. Μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος προσδιορίστηκαν το σύνολο των γονιδίων που
κωδικοποιούν πρωτεΐνες, οι ρυθμιστικές περιοχές των
γονιδίων αυτών, καθώς και οι περιοχές του γονιδιώματος µε άγνωστη λειτουργία. Ο αριθμός των γονιδίων είχε αρχικά εκτιμηθεί το 1990 σε 100.000, ενώ σήμερα εκτιμάται
ότι τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες είναι λιγότερα
από 40.000.
β) Στην ανάπτυξη μεθοδολογίας για τη διάγνωση και τη θεραπεία των ασθενειών µε τον προσδιορισμό της θέσης και της αλληλουχίας των γονιδίων που έχουν μεταλλαγεί και
σχετίζονται με διάφορες ασθένειες
γ) Στη μελέτη της εξέλιξης του ανθρώπινου γονιδιώματος.
Για το σκοπό αυτό βρίσκονται παράλληλα σε εξέλιξη προ
γράµµατα προσδιορισµού της αλληλουχίας άλλων ειδών,
τα οποία θα συμβάλουν στην αποκάλυψη των εξελικτικών
σχέσεων που υπάρχουν μεταξύ των ειδών. Έτσι βρίσκονται σε εξέλιξη προγράμματα χαρτογράφησης γονιδιωμάτων οργανισμών όπως είναι το πρόβατο, ο σκύλος, η
αγελάδα, διάφορα έντομα, ο γεωσκώληκας, καθώς και
πολλοί μικροοργανισμοί.
δ) Στη μαζική παραγωγή προϊόντων, με τις μεθόδους που χρησιμοποιεί η Βιοτεχνολογία, µετά την απομόνωση των γονιδίων, τα οποία είναι χρήσιμα στη φαρμακοβιομηχανία, στη βιομηχανία, στη γεωργία και την κτηνοτροφία.