ENFEKSİYON HASTALIKLARINDA GEN VE SİTOKİN TEDAVİSİ

1. ENFEKSİYON HASTALIKLARINDA GEN VE SİTOKİN TEDAVİSİ Dr.Oğuz Reşat Sipahi

2. İNSAN GEN TEDAVİSİ Hastaya hastalığının tedavisi açısından fayda sağlamak amacıyla hücrelerine yeni genetik materyal eklenmesidir. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

3. VEKTÖR TİPLERİ • Retrovirüsler • Adenovirüsler • Adeno associated virüsler • Alfavirüsler • Lipozomlar • Plazmitler Medic. Clin. North Amer., 1996, 80: 1201

4. ENFEKSİYON HASTALIKLARINDA GEN TEDAVİSİ YAKLAŞIMLARI • Nükleik asit yapılı: Antisense RNA ya da DNA, RNA tuzakları, ribozimler. • Protein yapılı: Transdominan negatif proteinler (TNP), tek zincirli antikorlar, solubl reseptörler. • İmmünoteröpetik yaklaşımlar: Genetik aşılar ve patojene özel lenfositler. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

5. GEN TEDAVİSİNİN ETKİNLİĞİNİ ARTIRAN FAKTÖRLER • Hedef hücre kitlesinin iyi seçilmesi. • Gen tedavisi vektörünün etkinliği • Gen ürününün uygun ekspresyonu, regülasyonu ve stabilitesi. • Gen inhibisyon ürününün gen replikasyonu üzerine etkinliği. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

6. RETROVİRAL VEKTÖRLER • Yapımı ve çoğaltması kolaydır. • Hücre DNA’sına rastgele bağlanır. • 7 kb’dan büyük genleri aktaramaz. • Ancak bölünen hücreleri enfekte edebilir. • Oldukça defektif hale getirilerek immünojeniteleri azaltılabilir. • NEJM, 1995, 333: 1204.

7. ADENOVİRÜSLER • Her türlü hücreyi enfekte edebilir (germ dahil). • Yapımı ve çoğaltması kolaydır, 10-12 kb’lik genleri aktarabilir. • Enfekte ettiği hücrede ekstrakromozomal olarak kalır. • Retrovirüsler kadar defektif ve nonimmünojenik değillerdir. • Eş zamanlı immünosupresif kullanılarak etkinlik artırılabilir. NEJM, 1995, 333: 1204.

8. ADENO ASSOCIATED VIRUS (AAV) • Stabil hücreleri enfekte edebilir. • Wild tip AAV DNA’nın spesifik bölgelerine bağlanma özelliğine sahiptir, ama vektörlerde bu özellik azalmaktadır. • Etkinlik gösterebilmesi için adenovirüslere ihtiyaç duyar. • >5 kb genleri aktaramaz. Medic. Clin. North Amer., 1996, 80: 1201

9. ALFAVİRÜSLER • Alfavirüs genusu Sindbis virüs, Semliki Forest virüs ve Venezuelan equine virüsten oluşur. Pozitif polariteli RNA virüsleridir. • RNA aşıları yapımında kullanılır. • Konuk transkripsiyon mekanizmasına bağlı değildir. • İmmünojeniktir. • dsRNA oluşumuna ve protein kinaz RNA aktive ve 22-5’ oligozadenilat sentetaz yolarının aktivasyonuna ve apopitoza yol açabilir. • Ölümsüzlük genleri ile alternatif çözümler. Gene Therapy, 2000, 7: 89

10. LİPOZOMLAR • DNA içeren zarflı lipit kompleksleridir. Hücre içine füzyon ve/veya endositozla girer. • Spesifik doku ya da hücrelere yönlendirilebilirler. (asialofetuin, transferrin) • Nonimünojeniktirler. • Her boy DNA’yı aktarabilirler. Medic. Clin. North Amer., 1996, 80: 1201

11. PLAZMİTLER • Yapımı kolaydır ve küçüktür1. • İmmünojenitesi azdır1. • Konuk DNA ve RNA mekanizmasına bağlı olarak çalışır1. • Hücreler tarafından spontan olarak, ama inefektif oranda alınırlar1. • Büyük DNA fragmanlarının taşınmasında uygun değildir1. • In vivo elektroporasyon ile uptake artırılabiliyor2. 1. Gene Therapy, 2000, 7: 89 2. 3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Widera et al, poster no: 591.

12. Spesifiktir. İmmünojenitesi azdır. Ekstarasellüler alandan hücre içine geçişi zordur. Yeterli gen inhibisyonu için etkin vektörlere ihtiyaç duyar. Bir molekül yalnızca bir molekülü inhibe edebilir. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42 ANTISENSE DNA YA DA RNA

13. RİBOZİMLER • Spesifik katalitik etkiye sahip antisense RNA molekülleri • “Hammerhead” (U-H H=A veya C veya U) • “Hairpin” (C-U-G) • Bir molekül birden fazla molekülü inhibe eder. • Küçük transkripsiyon ünitelerinden oluşur. • Spesifiktir. • RNAazlara duyarlıdır. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

15. TUZAK RNALAR • Fazlaca sentezlenen trans aktive edici proteinlere spesifik “cis acting” elemanlara benzer RNA’lar. • Mutasyonlara daha az duyarlı. • Sellüler proteinler de etkilenebilir. • Bir molekül bir molekülü inhibe eder. • RNAazlara duyarlıdır. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

16. TRANS DOMİNAN NEGATİF PROTEİNLER(TNPler) • Regulatuar ve yapısal proteinlerin dominan negatif formları • İmmünojeniktir. • RevM, Tat ve TREV, Tax, Rex Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

17. NÜKLEİK ASİT AŞILARI • Hücrelere plazmitlerle enfeksiyon etkenlerinin DNA veya RNA’sı verilerek kendi proteinlerinin ürettirilmesi ve immünolojik yanıt elde edilmesi. • Kolay hazırlanır, hem sıvısal hem de hücresel immün yanıta yol açar, çoklu doza gerek yoktur. • Farklı hücrelere enfeksiyon, anti-DNA antikor oluşması, istenmeyen yerlere entegrasyon. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

19. Ratlarda standart influenza virüs aşısı ile DNA aşısı karşılaştırılmış. DNA aşısı hemaglütinine hümoral yanıta ek olarak, internal nükleoprotein ve matriks proteinine karşı hücresel yanıt oluşmuş ve DNA aşısı daha etkili bulunmuş. Nat. Med. 1995, 1: 583 HBV DNA‘nın çeşitli bölgelerine karşı oluşturulan antisenselerin hücre kültüründe ve hayvan modellerinde etkinliği kanıtlanmıştır. Medic. Clin. North Amer., 1996, 80: 1201

20. AIDS ile ilişkili lenfoma olgularından yüksek doz kemoterapi (YDK) amacıyla periferik kök hücre nakli için CD34+ hücre toplanmış. Hücrelere HIV 1 rev ve tat genlerine yönelik hammerhead ribozim içeren vektörle gen tedavisi yapılmış. Sonuçlara göre erken gen ekspresyonu 1/20.000-1/100.000 mononükleer hücre arasındaymış, ancak transplantasyonun üçüncü ayından sonra gen ekspresyonu kaybolmuş.3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Castonatto et al, poster no: 583.

21. Biri HIV(+) ve HAART alan, diğeri HIV (-) sekiz tek yumurta ikizlerinden enfekte olmayanın periferik mononükleer hücreleri (PBMH) alınıp, dışarıda TAR antisense ve Rev TNP taşıyan vektörle transdükte edilmiş ve enfekte olana verilmiş. Başta transdükte/transdükte olmamış PBMH 0,12 iken, 30. haftada 20 imiş. HAART alırken ve viral yük<500 iken, hepatit nedeniyle tedaviyi bırakmak zorunda kalan bir vakadaysa viral yük 300.000’ler civarına çıkmış olmasına rağmen transdükte/transdükte olmamış PBMH oranı 40 olmuş. 3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000 , Morga et al.

22. Beş AIDS ile ilişkili lenfoma olgusundan yüksek doz kemoterapi (YDK) amacıyla periferik kök hücre nakli için CD34+ hücre toplanmış. Hücrelere HIV 1 reverse transkriptaz genine yönelik antisense ve Rev TNP içeren vektörle gen tedavisi yapılmış. Sonuçlara göre nakiller tutmuş, YDK gen ekspresyonu miktarını artırmış ama süresini etkilememiş. 3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Scadden et al, poster no: 601.2

23. Kombine immün yetmezlikli fareden toplanan CD34+ hücrelere CCR5 ve anti TAT ve REV ribozim kombine olarak bir retroviral vektör aracılığıyla uygulanmış. Bunlardan oluşan T hücre ve makrofajlarda bir anomaliye rastlanmamış. 3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Bai et al, poster no: 577.Lactococcus lactishas’da bulunan bir gen bölgesinin modifiye edilmesiyle özel olarak insan CCR5 ve HIV pol genlerinin ortasına yerleşmekte olan bir DNA sekansı elde edilmiş. Bununla yapılan hücre kültürü deneylerinde oldukça başarılı olunmuş.3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Long et al, poster no: 576.

24. ANTİENFEKSİYÖZ HÜCRESEL PROTEİNLER • Enfeksiyöz ajanın hücreye ulaşmasını hücre içine girmesini direk ya da yapısal veya regülatuar proteinleini etkileyerek indirek olarak engellerler, ya da ajanın gen ekspresyonunu engelleyecek hücresel proteinleri artırır ya da azaltır. 1 • İmmünolojik değillerdir. 1 • sCD4 reseptörleri, eritrositler üzerine CD4 reseptörü yerleştirilmesi. 2 1 Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42 2 3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, Cronin et al, poster no: 585.

25. İki hafta boyunca alkol içirilen farelerde ve su içirilen farelerde deneysel Klebsiella pneumoniae pnömonisi oluşturulmuş. Alkol alan grupta IL-17 azalırken, mortalite artmış. Bundan yola çıkılarak bir grup fareye adenoviral vektörle IL-17 geni verilmiş. Verilen grupta mortalite azalmış.3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Kolls et al, poster no: 598.

26. TEK ZİNCİRLİ ANTİKORLAR (intrabodies) • Ağır ve hafif zincir Ig genlerinin birleştirilmesiyle elde edilen tek zincirli antikorlardır. • Hücre içinde fonksiyon görürler ve immünojenik değillerdir. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

27. Bir grup farenin dendritik hücreleri IL-40 geni içeren adenoviral vektörle işlemlenmiş, diğer gruba plasebo vektör verilmiş. Her iki grup ta üç hafta ölü, ardından canlı Pseudomonas aeruginosa’ya maruz bırakılmışlar. İlk grupta %90, ikincide %0 sağkalım olmuş (p<0,0005).3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Kikuchi et al, poster no: 594 Deneysel woodchuck hepatiti (WHV) DNA aşısı modelinde bir grup hayvana WHVDNA ile birlikte IL-12 geni bir grup hayvana yalnızca WHVDNA verilmiş. Kombine grupta viremi görülmezken (4/4), yalnız WHVDNA alan grupta %75 (3/4) viremi görülmüş.3rd Annual Congress of American Society of Gene Therapy, 2000, Garcia et al, poster no: 595.

28. İNTİHAR GENLERİ • Enfekte hücrelerin seçici olarak öldürülmesini öngörür. • HSV-TK ve sitozin deaminaz. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

29. AJAN SPESİFİK T LENFOSİTLER • Hastaların kendi T8 ve T4 hücrelerinin dışarıda immünoterapi yapıldıktan sonra geri verilmesi. • Ret engellenmiş olur ve istenilen antijenlere karşı hücresel yanıt elde edilebilir. Clin. Micr. Rev., 1998, 13: 42

30. SİTOKİNLER Hematopoetik ve nonhematopoetik seriye ait hücreler tarafından üretilen, normal immünolojik fonksiyonlar için genellikle kritik, bazı hastalıklarda salınımları değişebilen, immün sistem hücrelerinin büyüme, gelişme ve aktivasyonunda ve enflamatuar yanıtın düzenlenmesinde görevli, otokrin, parakrin ve endokrin etkilerde bulunabilen pleiotropic moleküllerdir. Harrison’s Principles of Internal Medicine, 14th ed., 1998, s: 1753

31. SİTOKİNLER-2 • Lenfosit ve monositer seri immünoregülatuar sitokinler: IL-2, IL-4, TGF  , interferonlar. • Proinflamatuar sitokinler: IL-1, IL-6, TNF , IL-8, MCP-1, MCP-2, MCP-3, RANTES, MIP-1 ve MIP-1 beta. • Lökositer seri immünoregülatuar sitokinler: IL-3, IL-7, GM-CSF, G-CSF. Harrison’s Principles of Internal Medicine, 14th ed., 1998, s: 1753

32. HIV ve YALNIZCA IL-2 1995’ten önce yapılmış toplam 155 olgudan oluşan randomize kontrollü üç çalışmanın meta analizinde, IL-2 grubu medyan 28 ay, plasebo grubu medyan 30 ay izlenmiş. CD4+ hücre artışı IL-2 grubunda anlamlı derecede yüksek (368’e karşı 153, p=.003). HIV RNA düşüşü anlamlı derecede yüksek (-0,98’e karşı –0,63 log kopya/ml, p=.004) Mortalitede azalma yok (Dokuza karşı 16 olgu p=.22). JID, 2000, 182: 428

33. HIV ve HAART+IL-2 • Non-AIDS, 200<CD4 (+) hücre <500, HIV RNA < 10.000kopya/ml olan ve HAART alan 82 HIV(+) olgu ART+IL-2 ya da ART almak üzere iki gruba (39/43) bölünmüş, 78’i çalışmayı tamamlamış. 52. haftada ortalama CD4 (+) artışı (%112’ye karşı, %18, p<.001), <50 kopya/ml HIV RNA elde edilenler (%67’ye karşı %36, p=.02) ve log cinsinden ortalama HIV RNA düşüşü (-0,28’e karşı –0,09, p=.03) IL-2 alan grupta daha yüksek bulunmuş. JAMA, 2000, 284: 183

34. HCV ve IFN  vs IFN  + RBV Viral hepatit 2001, 2000, s:213

35. HBV ve INF  vs INF  + LAM HBeAg (+) 837 kronik HBV hepatiti olgusunu kapsayan ve INF  ile plaseboyu karşılaştıran 15 randomize kontrollü çalışmanın meta analizinde HBVDNA/HBeAg/HBsAg kaybı sırasıyla tedavi grubunda %37/33/7.8, kontrol grubundaysa %17/12/1,8 (p<.001) bulunmuştur. Ann. Int. Med., 1993, 119: 31 HBeAg (+) 837 kronik HBV hepatitli olgu üç gruba ayrılmış, bir gruba 32 hf. 100 mg/gün LAM, bir gruba 32 hf. 10.000.000 INF  haftada 3 kere, son grubaysa 8 hf. 100 mg/gün LAM, ardından 16 hf. diğer gruplardaki dozlarda INF +LAM verilmiş. 52. haftanın sonunda HBeAg serokonversiyonu sırasıyla %19/18/29 bulunmuşsa da p>.05 bulunmuştur. Gut, 2000, 46: 562

36. HCV ve PEG-INF  vs INF  *p<.001 NEJM, 2000, 343: 1666

37. HCV + KCS ve PEG-INF  vs INF  *p<.001, **p=.004 NEJM, 2000, 343:1673