Нельзя недооценивать потенциал революционной клеточной и генной терапии для преобразования здравоохранения. Некоторые из самых сложных и изощренных медицинских методов лечения, находящихся в стадии разработки, включают перепрограммирование иммунной системы пациента на борьбу и даже предотвращение развития заболеваний, которые либо трудно поддаются лечению, либо не поддаются лечению с помощью традиционной медицины.
Генная терапия направлена на лечение заболеваний путем замены, инактивации или введения генов в клетки: либо внутри организма (in vivo), либо вне организма (ex vivo). Примером подхода in vivo является Zolgensma (onasemnogene abeparvovec) компании Novartis – генная терапия на основе рекомбинантного аденоассоциированного вируса (AAV9) – предназначенная для доставки копии гена, кодирующего белок SMN человека.
Клеточная терапия направлена на лечение заболеваний путем восстановления или изменения определенных наборов клеток или путем использования самих клеток в качестве терапии. Некоторые примеры продуктов клеточной терапии включают стволовые клетки и продукты, полученные из стволовых клеток, такие как клетки гемопоэтической, мезенхимальной, эмбриональной и пуповинной крови, противораковые вакцины и иммунотерапевтические средства. Генетически измененные клетки помечаются генно-модифицированной клеточной терапией в соответствии со стандартами Альянса регенеративной медицины (ARM).
Одна мощная генно-модифицированная клеточная терапия, которая продемонстрировала значительное влияние в последние годы, особенно при лечении некоторых видов рака, – это терапия, воздействующая на часть иммунной системы, называемую Т-клетками. Эта терапия работает путем удаления типа клеток иммунной системы – Т-клеток – из крови пациента, генетической модификации их в лаборатории, чтобы сделать их эффективными для нацеливания и уничтожения антиген-экспрессирующих раковых клеток, а затем вливания их обратно в пациента.
Физические и химические невирусные системы доставки генов для генетической модификации ex vivo обладают преимуществами по сравнению с вирусными векторами, включая меньший риск иммуногенности. Электропорация – это широко используемый метод физической трансфекции клеток для перемещения генетических полезных нагрузок через клеточную мембрану, когда прикладываемый электрический импульс временно разрушает фосфолипидный бислой клеточной мембраны, что приводит к образованию пор, которые позволяют разнообразным молекулам груза проходить в клеточную мембрану. После того, как оптимальные условия электропорации установлены, ее можно легко выполнить с универсальностью размера полезной нагрузки и полезности для всех типов клеток. Но основным недостатком электропорации является клеточная цитотоксичность, вызванная импульсами высокого напряжения, которые могут вызывать изменения в липидных мембранах, белках и ДНК, вызывая окислительное повреждение за счет образования активных форм кислорода. Это имеет прямое влияние на жизнеспособность клеток, которая еще больше усугубляется более сложными последовательными генетическими манипуляциями и стратегиями применения повторных доз.