ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΓΟΝΙΔΙΩΜΑ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΙΣΤΟΡΙΚΟ Αριστοτέλης – Κληρονομικότητα Mendel 1855 – Γόνους Morgan 1909 - Μετάλλαξη γόνων-Μοριακή εξήγηση θεωρίας Δαρβίνου για τη φυσική επιλογή

Ποιό μόριο φέρει τη γενετική πληροφορία Griffith 1928 πνευμονιόκοκοι Παράγοντας Μεταμόρφωσης McCarthy-Mc Leod/Chase Avery 1944:``Παράγοντας Μεταμόρφωσης -το DNA είναι το γενετικό υλικό. Watson & Crick (Wilkins & Franclin) 1953 ‘Διπλή Ελικα DNA’ (Chargaff A=T, G=C)

Griffith 1923.

Avery, Mcarty,MacLeod

Hershey - Chase

DNA - Watson and Crick 1953

DNA απομόνωση

1960-1978 Θεμελίωση Μ. Β. 1960 Niremberg & Matthei Αποκρυπτογράφηση Γενετικού Κώδικα, δηλ. Μία αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων κωδικοποιεί για ένα αμινοξύ μελέτη Aντιγραφής / Μεταγραφής/ Μετάφρασης/ Ρόλος μικρο-μακρομορίων Monod-Jacob-Lwoff E. Coli OPERON/Nobel

Ροή Γενετικής πληροφορίας.

Διαφορές στη ροή γενετικής πλ.

Θεμελίωση Μ.Β. Ρύθμιση μεταγραφής στα Ευκαρυωτικά α)Γονιδιακή επίδραση Carlson + Clever β)Δευτερεύοντα σήματα που ξεκινούν από μεμβράνη

1973 Τεχνικές Μ.Β S.Cohen και P.Berg Περιοριστικά ένζυμα Λιγάσες Kλωνοποίηση Γονιδίων.

Κλωνοποίηση γονιδίου

Κλωνοποίηση-μετασχηματισμός

Κλωνοποίηση Γονιδίων Γενετική Μηχανική επέτρεψε Ανασυνδυασμούς DNA

Θεμελίωση Μ.Β. 1977 Kourilsky & Chambon (οργάνωση ευκ. Γονιδιώματος- introns/exons) Τεχνικές διαβάσματος νουκλεοτιδικής αλληλουχίας (μοναδικότης εμβίων όντων) Sanger 1980 σύζευξη Μ.Β.-Ιατρικής

Τεχνική διαβάσματος DΝΑ

1980 Μοριακή Παθολογία Kάθε κληρονομική νόσος οφείλεται σ’ ένα ελάττωμα DNA Πχ Hb/HbS (Perrutz 1960 ,Glu---Val) Μονογονιδιακή πάθηση Για την απόδοση της σχέσης απαραίτητη η ανάλυση DNA

Τεχνική στύπωμα Southern

HbS Προγενετική διάγνωση

1980 Βιοτεχνολογία (πχ Ινσουλίνη) 1990 -2000 Κλωνοποίηση ζώων Μοριακή προγεννητική 2001 Ανθρώπινο γονιδίωμα-συνέπειες

Βιοτεχνολογία

1988 PCR (Polymerase Chain Reaction) Mullis Nobel (PCR = in vitro πολ/σμός DNA) Γονίδια, μελέτη δομής, SDM, μεταλλάξεων, εισαγωγή γονιδίων σε ζώα > Διαγονιδιακά ζώα Λήψη χρήσιμων ουσιών για Θεραπεία

PCR

Μοριακή Προγεννητική Διάγνωση στο στάδιο 4-8 κυττάρων Προεμφυτευτική Διαγνωστική.

2001

Πρόγραμμα ‘Ανθρώπινο Γονιδίωμα’ Σκοπός η γνώση των 3.6χ 109 bp DNA Επίτευγμα επιστημονικό/βελτίωση ζωής ανθρώπου αν ορθολογική χρήση Εναρξη 1990, συμμετοχή πολλών εργαστηρίων απ’όλο το κόσμο Αναμενόμενη λήξη 2005 Ολοκλήρωση 2001!!!

Τεχνική διαβάσματος DNA

Τι περιμένουμε από το πρόγραμμα Γνώση αριθμού γονιδίων. Ρόλο ‘άχρηστου’ DNA (έχει συντηρηθεί εξελικτικά). Υπάρχοντα γονίδια. Ποιά εκφράζονται σε κάθε κύτταρο, πότε θα εκφραστούν και κάτω από ποιές συνθήκες και προυποθέσεις.

ΟΜΙΚΗ = Νέα επιστήμη ΓΕΝΟΜΙΚΗ Μελέτη γονιδίων ΓΕΝΟΜΙΚΗ Μελέτη γονιδίων ΠΡΩΤΕΟΜΙΚΗ Μελέτη πρωτεινών, νέων υπεροικογενειών, μετα-μεταφραστικών τροποποιήσεων και παθήσεων

ΟΜΙΚΗ Απαντήσεις στη διαλεύκανση βασικών μηχανισμών λειτουργίας του κυττάρου και οργάνων όπως Εγκεφάλου Μηχανισμών σκέψης /νόησης/μνήμης Παθογένεσης νόσων ιδίως των πολυγονιδιακών

Πολυγονιδιακές Παθήσεις Καρκίνος Νευροψυχιατρικές Αυτιστικές

ΟΜΙΚΗ Εξατομικευμένη θεραπευτική προσέγγιση άμεσα μονογονιδιακών και αργότερα πολυγονιδιακών παθήσεων Διαλεύκανση μηχανισμών που οδηγούν στο γήρας (επιβράδυνση-αποφυγή)

Σύζευξη Ομικής-Βιοπληροφορικής Αναμένουμε πληροφορίες για ανάπτυξη σειράς φαρμακευτικών ουσιών επιλεκτικής δράσης που θα ενεργοποιούν ή αδρανοποιούν πρωτείνες εμπλεκόμενες στη παθογένεση της νόσου. Ηδη εφαρμόζεται η μέθοδος Biochips ή Microchips

Αρχή Μεθόδου Biochips A) DNAs ή cDNAs τοποθέτηση σε γυαλί υπό μορφή κουκίδων διαμέτρου 250μ. Β) Υβριδοποίηση με σημασμένους (φθορίζοντες) ανιχνευτές.

Αν τα cDNAs προέρχονται από Διαφορετικούς ιστούς Διαφορετικούς κυτταρικούς πληθυσμούς (καρκινικά και φυσιολογικά κύτταρα) Κύτταρα που έχουν ή όχι επεξεργαστεί με φάρμακα Κύτταρα σε διαφορετική φάση ανάπτυξης

Συγκρητική μελέτη και άντληση πληροφοριών για χιλιάδες (ή και όλα) τα γονίδια ΣΕ ΕΝΑ ΜΟΝΟ ΠΕΙΡΑΜΑ

Mικροσυστοιχίες

Microchips

Αλλες αναμονές από το πρόγραμμα ‘ανθρώπινο γονιδίωμα’ Παρασκευή τεχνητής ζωής in-vitro Γονιδιακή θεραπεία Κλωνοποίηση από σωματικά κύτταρα Αξιοποίηση εμβρυικών κυττάρων

Παρασκευή τεχνητής ζωής in-vitro Mycoplasma Genitalium αποτελείται από 510 γονίδια. Με τη μέθοδο απάλειψης γονιδίων μόνο τα 310 είναι απαραίτητα για αναπαραγωγή και επιβίωση. Εφικτή η παραγωγή ‘τεχνητής ζωής’

Γονιδιακή Θεραπεία (ΓΘ) Από το 1990 προσπάθειες επιδιόρθωσης χαλασμένου γονιδίου. Σήμερα προσπάθεια αντικατάστασης του προβληματικού γονιδίου από το φυσιολογικό.

Γονίδιο = Νέο είδος φαρμάκου

Κύκλος ζωής ρετροιού.

Χρήση ιών για γονιδιακή θεραπεία

Προυποθέσεις Γ.Θ Κατοχή σωστού γονιδίου Βελτίωση οχημάτων μεταφοράς Τρόπος χορήγησης

Προβλήματα Γ.Θ Σταθερή έκφραση γονιδίου στο χρόνο Ανοσολογικού τύπου αντιδράσεις Ασφάλεια ενσωμάτωσης ρετροιού Η Γ.Θ αφορά σωματικά κύτταρα και είναι αποδεκτή

Κλωνοποίηση από σωματικά κύτταρα Κλωνοποίηση προβάτου, αγελάδας , ποντικού , γάτας ........ Δείχτηκε ότι διαφοροποιημένο κύτταρο μπορεί να επαναπρογραμματισθεί!!!!

Kλωνοποίηση ζώου Dolly

Θεραπευτική και αναπαραγωγική κλωνοποίηση Θεραπευτική κλωνοποίηση που υποστηρίζεται από επιστήμονες Υπάρχει και η αναπαραγωγική κλωνοποίηση για την οποία, και σωστά, δεν συμφωνούν οι επιστήμονες.

H κλωνοποίηση ανθρώπου δεν είναι αποδεκτή

Kλωνοποίηση

Εφαρμογή στον άνθρωπο Εντονοι και ορθά, προβληματισμοί που δεν αναμένεται να ξεπεραστούν όπως συνέβη με το ‘παιδί του σωλήνα’

Αξιοποίηση Εμβρυικών Κυττάρων (ολοδύναμα) Δημιουργία επιλεγμένων ειδικών μοσχευμάτων για αντιμετώπιση της ζήτησης. Απομονώνονται δύσκολα

Διαφοροποίηση εμβρυικών κυττάρων

Κύτταρα στο στάδιο της βλαστοκύστης Αιμοποιητικά Μυικά Καρδιακά Πρόδρομα νευρικά Απομόνωση αρχέγονων εμβρυικών κυττάρων Επαγωγή αυτών σε

Πρόδρομα νευρικά κύτταρα Διαφοροποίηση σε ειδικά νευρικά δηλ. Νευρώνες Αστροκύτταρα ολιγοδενδροκύτταρα Μεταμόσχευση σε πάσχοντες από νευροεκφυλιστικές παθήσεις ή κακώσεις του νευρικού.

Δημιουργία εμβρύων από κλωνοποίηση κυττάρων ενήλικα Αν πάρουμε κύτταρα δέρματος από ασθενή που χρειάζεται το όργανο χ και δημιουργήσουμε ένα έμβρυο που θα είναι κλώνος του ασθενή αλλά Το έμβρυο δεν θα εμφυτευθεί Θα χρησιμοποιηθεί για την απομόνωση εμβρυικών βλαστικών κυττάρων για δημιουργία μοσχεύματος χ που θάναι ταυτόσημο γενετικά με τον ίδιο τον ασθενή, και δεν θα απορριφθεί

Aνάπτυξη οργανισμού Γίνεται από τα εμβρυικά βλαστοκύτταρα (ES embryonic cells) που είναι ΟΛΟΔΥΝΑΜΑ. Με την εμφάνιση των ιστών η ολοδυναμία χάνεται στους απογόνους των ES. Ενας μικρός αριθμός διατηρεί ένα δυναμικό διαίρεσης και διαφοροποίησης σε αρκετές αλλά όχι όλες τις κυτταρικές κατευθύνσεις. Τα κύτταρα αυτά ονομάζονται βλαστοκύτταρα ή στελεχιαία και είναι ΠΟΛΥΔΥΝΑΜΑ (SC Stem cells)

Aνανέωση ιστών ενηλίκου Βασίζεται στα βλαστοκύτταρα των ιστών (SC)

Βλαστικά Κύτταρα Ενήλικα (πολυδύναμα) Βλαστικά Κύτταρα Ενήλικα (πολυδύναμα) υπάρχουν στον Εγκέφαλο Καρδιά Ηπαρ Πάγκρεας Δέρμα ... Και σε αυτά καταφεύγει ο οργανισμός για να ανταπεξέλθει σε δυσκολίες – τραύματα..

Αρχέγονα βλαστικά κύτταρα ενήλικα, λήψη από το δέρμα ασθενούς και διαφοροποίηση σε Ειδικά κύτταρα Λήψη επιθυμητών και αποκατάσταση της βλάβης Δεν υπάρχουν ανοσολογικές αντιδράσεις

Εφαρμογή Βλαστικών Κυττάρων Βλαστικά παγκρεατικά κύτταρα από ενήλικα Διαφοροποίηση σε κύτταρα που παράγουν ινσουλίνη Μεταμόσχευση

ΠΡΟΚΛΗΣΗ Να μην απομονώνονται τα ενήλικα βλαστικά κύτταρα και στη συνέχεια να γίνεται διαφοροποίηση και επανεισαγωγή αλλά Να καθοδηγούν οι επιστήμονες τα βλαστικά κύτταρα των ιστών να επιτελούν επιτόπου αυτές τις λειτουργίες.

Κατανόηση βιολογίας εμβρυικών κυττάρων Πως πολλαπλασιάζονται, πως διαφοροποιούνται προς μία κατεύθυνση Μόνο τότε η χρήση τους θα είναι ασφαλής για θεραπεία.

Πρόβλημα ηθικό Είναι προφανές ότι η μόνη πηγή ανθρώπινων εμβρυικών βλαστικών κυττάρων είναι τα ίδια τα ανθρώπινα έμβρυα. Γιατί να απαγορευθεί η έρευνα στα ανθρώπινα έμβρυα και να μη μάθουμε πολύτιμες λεπτομέρειες για την ανάπτυξη.

Ερώτημα Είναι λογικό να σκεφτούμε ότι μία μπάλλα 200 κυττάρων χωρίς καρδιά, αίμα εγκέφαλο ή άλλους ιστούς, η οποία αναπτύσσεται στον δοκιμαστικό σωλήνα και δεν πρόκειται να εμφυτευθεί είναι ‘άνθρωπος’;

Επίλογος Ανθρώπινο Γονιδίωμα-Θετικά σημεία Κατανόηση φυσιολογίας του κυττάρου Θέματα Υγείας Κατανόηση παθήσεων

Ανθρώπινο Γονιδίωμα- Αρνητικές Επιπτώσεις Κατηγοριοποίηση πολιτών Ρατσισμός Ασφάλειες – εργοδοσία Φάρμακα εξατομικευμένα Κόστος φαρμάκων

ΒΙΟΗΘΙΚΗ Επιστήμη νέα Τάξη – Νομοθεσία Ακολουθεί τις επιστημονικές εξελίξεις

ΑΝΘΡΩΠΟΣ Επιλογή θετικών Απόρριψη βλαπτικών