Tiểu luận môn Sinh Học Phân Tử NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA LIỆU PHÁP GEN TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
  
SINH HỌC PHÂN TỬ
Đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA LIỆU PHÁP GEN
TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH


Giảng viên hướng dẫn:
PGS.TS. Nguyễn Bá Lộc
Học viên : Lê Thị Bích Ngọc
Lớp : Cao học Thực vật K.22
Huế, Tháng 1/2014
Để hoàn thành bài tiểu luận này, em xin chân thành cảm
ơn Thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Bá Lộc đã giúp đỡ, đóng góp
ý kiến để em hoàn thành đề tài tiểu luận của mình.
Huế, tháng 1 năm 2014.
Học viên thực hiện

Lê Thị Bích Ngọc
MỤC LỤC

Trang
A. Phần mở đầu
I. Đặt vấn đề
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
III. Phương pháp nghiên cứu
B. Phần nội dung
Chương 1: Sơ lược về liệu pháp gen
1.1.Liệu pháp gen là gì 3

1.1.1.Khái niệm liệu pháp gen
1.1.2. Khái niệm gen liệu pháp
1.2. Nguyên tắc cơ bản của điều trị bằng liệu pháp gen 4
1.3.Phân loại liệu pháp gen 4
1.3.1.Liệu pháp gen Soma
1.3.2.Liệu pháp gen tế bào mầm
1.4.Cơ sở sinh học của liệu pháp gen 5
1.5.Các bước cơ bản trong liệu pháp gen 6
1.6.Nguyên lý của liệu pháp gen 6
1.6.1.Tách dòng gen liệu pháp
1.6.2.Chọn vectơ chuyển gen phù hợp với gen liệu pháp
1.7.Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 9
Chương 2: Liệu pháp gen điều trị bệnh 12
2.1. Trong điều trị các bệnh do rối loạn di truyền 12
2.1.1 Điều trị và chữa các bệnh do rối loạn di truyền các locus đơn gen 12
2.1.2 Điều trị và chữa các bệnh do rối loạn di truyền các locus đa 12
2.1.3 Trong chữa các bệnh do nhiễm trùng 12
2.2. Một số xu hướng chữa bệnh bằng liệu pháp gen 13
2.2.1 Thay thế gen liệu pháp vào vị trí gen hỏng 13
2.2.2 Tăng cường hoặc hỗ trợ hoạt động của gen 13
2.2.3 Sửa chữa gen 14
2.2.4 Ức chế tế bào đích 14
2.2.5 Tiêu diệt tế bào đích 14
2.3 Hội chứng suy giảm miễn dịch HIV/AIDS 15
2.3.1 Khái niệm 15
2.3.2 Nguyên nhân 16
2.3.3 Biểu hiện bệnh 16
2.3.4 Xu hướng chủ yếu của liệu pháp gen trong điều trị nhiễm HIV/ AIDS 16
2.3.5 Một số liệu pháp gen trong điều trị bệnh AIDS 17
Chương 3. Một số rủi ro trong điều trị bệnh bằng liệu pháp gen 19

C. KẾT LUẬN 20
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 21
A. PHẦN MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Ngày nay chất lượng môi trường sống của con người ngày càng bị giảm
mạnh do sự tác động của các nền công nghiệp các loại hóa chất, chặt phá rừng,
… khiến tình trạng biến đổi thời tiết các hiệu ứng nhà kính tăng lên đã làm số
lượng bệnh xuất hiện ngày càng nhiều và càng khó chữa trị. Hiện nay cùng với
sự phát triển của công nghệ trong lĩnh vực y tế đã hỗ trợ con người rất nhiều
trong việc nghiên cứu cũng như tìm ra các hướng chữa trị mới có hiệu quả cao.
Trong đó liệu pháp gen cùng với biện pháp sử dụng tế bào gốc đang mở ra
nhiều hướng điều trị mới và đem lại hy vọng cho việc chữa trị các căn bệnh nan
y. Vậy liệu pháp gen là gì và hiện nay đang được nghiên cứu như thế nào chúng
ta chùng tìm hiểu trong đề tài sau đây “Nghiên cứu ứng dụng của liệu pháp
gen trong điều trị bệnh”.
Liệu pháp gen là một hướng điều trị hiệu quả đối với một số các bệnh
liên quan đến di truyền, mất trí nhớ, bệnh về mắt,… ung thư đầu- cổ, vòm
họng,…do đây là một căn bệnh nan y rất khó có thể chữa trị và ảnh hưởng lớn
đến sức khỏe của bệnh nhân.
Trong bài tiểu luận này căn bệnh được chú trọng nghiên cứu là căn bệnh
thế kỷ HIV/AIDS do số lượng ca nhiễm bệnh rất lớn và ngày càng có xu hướng
tăng mạnh do đời sống xã hội xuất hiện nhiều tệ nạn khiến việc lây lan của căn
bệnh này ngày một tăng nhanh tại khắp các quốc gia trên thế giới và rất khó
điều trị. Để hiểu rõ hơn chúng ta sẽ cùng nghiên cứu phần nội dung sau đây.
1
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là liệu pháp gen và điều trị các bệnh.
- Phạm vi nghiên cứu: chỉ nghiên cứu điều trị các bệnh bằng phương
pháp liệu pháp gen.
III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Phương pháp nghiên cứu đề tài là phương pháp phân tích tổng hợp các
tài liệu được lấy từ các nguồn thông tin như thư viên, báo đài, internet. Dựa vào
sự phân tích tổng hợp, so sánh, đối chiếu các tài liệu để thực hiện đề tài.
Mặc dù đề tài được chuẩn bị khá công phu, nhưng chắc chắn vẫn còn sơ
suất, rất mong được sự góp ý của quý thầy hướng dẫn Và các bạn đồng nghiệp.
Tác giả chân thành cảm ơn!
CẤU TRÚC TIỂU LUẬN:
Ngoài phần mở đầu và kết luận thì nội dung của tiểu luận gồm có:
Chương I: Sơ lược về liệu pháp gen
Chương II: Liệu pháp điều trị bệnh
Chương III: Một số rủi ro trong điều trị bằng liệu pháp gen.
2
B. PHẦN NỘI DUNG
Chương I: SƠ LƯỢC VỀ LIỆU PHÁP GEN
Liệu pháp gen là một phương pháp mới ra đời tuy vậy đối với các rối loạn di
truyền nó lại là hướng điều trị nhiều triển vọng nhất, tùy vào mỗi nhà nghiên
cứu sẽ đưa ra các định nghĩa khác nhau và định nghĩa sau đây được sử dụng
rộng rãi nhất.
1.1. Liệu pháp gen là gì?
1.1.1. Khái niệm liệu pháp gen:
Liệu pháp gen là kĩ thuật đưa gen liệu pháp (gen lành hay gen cần thiết)
vào tế bào người bệnh để thay thế, sửa chữa, kiềm chế gen bị hỏng hoặc phục
hồi các gen bị hỏng (bị lỗi, bị sai lệch) nhằm phục hồi hoặc củng cố chức năng
của gen bị hỏng và có thể chữa các bệnh do rối loạn di chuyền.
1.1.2. Khái niệm gen liệu pháp:
Gen liệu pháp (therapeutic gene) là thuật ngữ để chỉ các gen có chức
năng có thể sử dụng vào mục đích điều trị và chữa bệnh cho con người.
Có nhiều loại gen liệu pháp với các chức năng khác nhau. Các gen liệu pháp
có thể là :
- Các gen lành, là các gen hoạt động bình thường, được đưa vào cơ thể tế

bào sống để thay thế các gen hỏng, gen mất chức năng, khôi phục hoạt động
bình thường của cơ thể.
- Gen mã hóa một protein đặc hiệu, khi vào cơ thể sống có thể tạo nên
một protein đặc hiệu. Các protein đặc hiệu này có thể ức chế hoạt động của một
gen khác trong tế bào hay kìm hãm khả năng phân chia của tế bào hoặc gây
chết tế bào bệnh.
3
- Các gen khi đưa vào tế bào hoạt động đồng thời với các gen bệnh (gen
bị đột biến trong tế bào) làm hạn chế tác động của các gen bênh, hoặc bù đắp
cho hoạt động của các gen hỏng.
- Các gen bị bất hoạt được đưa vào tế bào nhằm thay thế cho gen lành
nào đó, nhằm hạn chế các sản phẩm không cần thiết của gen lành, hoặc tạo ra
trạng thái mới cho tế bào, có tác dụng chữa bệnh.
- Các đoạn oligo nucleotid, có tác dụng kìm hãm các hoạt động của gen
hỏng, gen bị bệnh trong tế bào.
1.2. Nguyên tắc cơ bản của điều trị bằng liệu pháp gen
- Theo dõi và hiểu biết cặn kẽ quá trình, cơ chế phát sinh bệnh, đặc tính
di truyền của bệnh.
- Nắm vững cấu trúc và chức năng của gen gây bệnh, gen hỏng, gen đột
biến và cấu trúc, chức năng của gen liệu pháp.
- Dự đoán hiệu quả của liệu pháp. Nếu hiệu quả cao mới áp dụng
- Thử nghiệm nhiều lần với động vật, khi đạt hiệu quả cao mới áp dụng
cho con người.
1.3. Phân loại liệu pháp gen
Liệu pháp gen được chia ra làm hai nhóm phương pháp chính là liệu
pháp gen soma và liệu pháp gen giao tử (còn gọi là liệu pháp gen tế bào mầm).
1.3.1. Liệu pháp gen soma (Somatic Gen Therapy - SGT):
Là phương pháp điều trị, thay thế hay sửa chữa các gen hỏng, gen bệnh
của các tế bào soma trong cơ thể. SGT liên quan đến sự biểu hiện gen bên trong
những tế bào sẽ được uốn nắn ở bệnh nhân nhưng không di truyền cho thế hệ

sau. Tế bào dùng chữa trị có thể là tế bào lympho, tế bào gan, đặc biệt là dùng
tế bào gốc.
4
1.3.2. Liệu pháp gen tế bào mầm (Germline Gen Therapy - GGT):
Là phương pháp điều trị, sửa chữa, thay thế gen hỏng cho các giao tử
(tinh trùng hoặc tế bào trứng) nhằm tạo ra thế hệ sau bình thường. GGT liên
quan đến cải biến gen của những tế bào mầm mà những tế bào này truyền đạt
những sự thay đổi đó cho thế hệ sau.
1.4. Cơ sở sinh học phân tử trong liệu pháp gen
Thông tin di truyền dưới dạng DNA tồn tại trong mỗi tế bào của cơ thể
(trừ các tế bào máu). Mỗi tế bào chứa đựng các thông tin để xây dựng bất cứ
dạng tế bào hay mô đặc hiệu nào của sinh vật. Vì các tế bào và mô khác nhau
quy định sự sản xuất của các khối cấu trúc (building block) khác nhau nên
DNA chứa đựng thông tin liên quan đến khối các cấu trúc để sản xuất các mô
đặc hiệu. Sự tiến hoá đã cung cấp một giải pháp tuyệt vời cho vấn đề này. DNA
được tạo nên từ một chuỗi bốn nucleotid khác nhau: adenine, guanine, cytosine
và thymine. Sự kết hợp của các nucleotide này tạo nên phân tử DNA. Gen,
được tạo nên từ DNA mã hoá tất cả các protein, là khối cấu trúc của tế bào. Các
promoter cho phép hoạt hoá của các gen và qua đó các protein đặc hiệu được
biểu hiện. Các vùng khác của DNA không mang mã và là phần quan trọng để
bảo tồn cấu trúc nhiễm sắc thể. Thành phần này của DNA vô cùng quan trọng
trong các dự án về bộ gen, tính tuần hoàn đoạn của DNA trong các vùng không
mang mã có thể được kết hợp với các gen đã biểu hiện, cho chúng ta phương
pháp tìm kiếm các gen chưa biết.
Tự nhiên đã phát triển một cách thức rất thông minh mà qua đó các
protein đặc hiệu chỉ được biểu hiện trong các mô dặc hiệu. DNA sắp thành các
sợi dài gọi là nhiễm sắc thể. Có hai bản sao của mỗi gen tồn tại trong tế bào.
Tuy nhiên có một số trường hợp ngoại lệ, các gen tồn tại trong các nhiễm sắc
thể X và Y (nhân tố quyết định giới tính) có thể chỉ có duy nhất một bản sao.
5

Thông tin được truyền từ DNA đến các cơ quan phức tạp hơn. Quá trình
phiên mã được bắt đầu bởi các phân tử nhận biết đặc hiệu có tên là các nhân tố
phiên mã (nhân tố gắn với các chuỗi điều hoà của gen và cho phép sự sao chép
được tiến hành). Bản sao được tạo thành từ phân tử ban đầu gọi là RNA trong
nhân tế bào. Bản sao sau đó ra khỏi nhân tế bào, chuyển đến lưới nội chất, nơi
mà nó sẽ được dịch mã tổng hợp thành protein.
1.5. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen
Mục đích của liệu pháp gen là đưa một gen mới còn gọi là gen liệu pháp
vào tế bào người làm cho gen mới gắn vào đúng vị trí cần thiết và hoạt động
bình thường. Do đó, thực hiện liệu pháp gen gồm một số bước cơ bản :
Bước 1: Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển. Trước đó, các virus
đã được biến đổi để không còn khả năng sao chép, đồng thời lại có khả năng
biểu hiện mạnh gen cần đưa vào cơ thể. Các biến đổi này bao gồm việc loại bỏ
các trình tự cần cho sự sao chép của virus và gắn vào trước gen các trình tự
promotor mạnh. Sau đó, vector tái tổ hợp được đưa vào tế bào nuôi cấy. Loại tế
bào được sử dụng nhiều nhất là tế bào tuỷ xương vì dễ nuôi cấy lại bao gồm
nhiều tế bào nguồn đa thế (pluri potential).
Bước 2: Vector virus mang gen lành được đưa vào cơ thể mà từ đó
người ta đã tách các tế bào tuỷ xương. Như vậy, có thể xem đây là kỹ thuật
ghép tự thân dù gen ghép vào là gen lạ đối với cơ thể. Trở ngại lớn là protein
do gen lạ tạo ra có thể kích thích sản sinh kháng thể chống lại chính nó, hơn
nữa, nếu việc chuyển gen vào tế bào nuôi cấy thường thành công thì việc đưa tế
bào chuyển gen trở lại cơ thể lại ít khi có hiệu quả do nhiều nguyên nhân.
1.6. Nguyên lý của liệu pháp gen
1.6.1. Tách dòng gen liệu pháp
Tách dòng gen liệu pháp được thực hiện bằng các phương pháp tách
dòng thực nghiệm thông thường, trong các phòng thí nghiệm sinh học phân tử
6
và kỹ thuật gen. Gen liệu pháp có thể tách dòng từ các nguồn tế bào cho khác
nhau như tế bào vi khuẩn, tế bào thực vật, động vật, tế bào người và một số loại

virus. Tách dòng gen liệu pháp có hiệu quả cao đối với các gen đã biết rõ kích
thước, vị trí của gen trong bộ gen. Hiệu quả tách dòng gen liệu pháp còn phụ
thuộc vào cấu trúc, chức năng gen, sản phẩm của hoạt động gen cũng như mức
độ hiện đại của các thiết bị thí nghiệm.
1.6.2. Chọn vector chuyển gen phù hợp với gen liệu pháp:
Vector chuyển gen là phương tiện dùng để chuyển các gen liệu pháp vào
trong tế bào đích. Vector chuyển gen phải phù hợp với gen cần chuyển và phải
phù hợp cả với tế bào đích. Một số đặc điểm chung của vector chuyển gen:
+ Đảm bảo đưa các gen liệu pháp vào tế bào dễ dàng, không gây tổn
thương hay ảnh hưởng đến các gen khác của bộ gen.
+ Phải có khả năng mang một gen liệu pháp có kích thước càng lớn càng
tốt.
+ Có sự linh hoạt với tế bào đích để có khả năng gắn các gen vào vị trí
định trước.
+ Có tính thuận tiện,an toàn, dễ sử dụng trong y tế cộng đồng.
Hiện nay dựa vào bản chất và nguồn gốc của vector liệu pháp gen, người ta
chia các vector liệu pháp làm hai nhóm :
 Vector có bản chất virus
Vector virus rất thuận tiện cho việc đưa gen vào tế bào, tuy nhiên còn có
sự lo ngại về phản ứng phụ do sự nhiễm virus có thể làm tổn thương tế bào hay
ung thư. Ngoài ra virus còn bị giới hạn bởi kích thước gen mà chúng mang,
những khó khăn trong việc nuôi cấy và chuẩn hóa nuôi cấy để thu virus khiến
giá thành vector virus cao hơn so với vector plasmid. Về cơ bản người ta loại
7
bỏ các gen của virus có liên quan đến việc gây bệnh và giữ lại các yếu tố cần
thiếu cho việc nhân bản và gây nhiễm.
Một số vector virus thường dùng:
Vector Ưu điểm Nhược điểm
Adenovirus
Nhiểm các tế bào không phân

chia
Có năng suất nuôi cấy cao
Gây miễn dịch mạnh
Sự biểu hiện ngắn
Retrovirus
Tích hợp DNA vào nhiễm sắc
thể ký chủ
Chỉ nhiễm được vào tế
bào đang phân chia
Adeno-associate
virus (AAV)
Nhiễm các tế bào không phân
chia
Nhiễm được nhiều loại tế bào
Khả năng tích hợp hạn
chế
Sự biểu hiện ngắn
Herpes simplex
virus (HSV)
Nhiễm được nhiều loại tế bào
Năng suất nuôi cấy
thấp
Độc tế bào
Sự biểu hiện ngắn
 Các vector không có bản chất virus
Các vector không có bản chất virus không tự lây nhiễm được mà cần có
sự trợ giúp của có chế chuyển gen độc lập. Các cơ chế này có thể như tiêm bắp,
uống, xịt mũi hay xuyên da.Các cơ chế này thường có hiệu quả thấp nên cần
một lượng lớn DNA mới cho hiệu quả mong muốn.các cơ chế hiệu quả hơn bao
gồm đạn đặc hiệu, liposom, lipoplex và polyplex, DNA trần, oligonucleotid,…

8
1.7. Các kĩ thuật cơ bản của liệu pháp gen
Mục đích cuối cùng của liệu pháp gen là đưa các gen liệu pháp vào trong
tế bào đích. Sử dụng các vector liệu pháp khác nhau cho các tế bào đích thích
hợp. Để đảm bảo hiệu quả cao trong chữa bệnh bằng liệu pháp gen, cần căn cứ
vào đặc điểm loại tế bào đích, loại vector liệu pháp để lựa chọn kĩ thuật chuyển
gen thích hợp. Hiện nay, liệu pháp gen có hai phương pháp cơ bản là chuyển
gen ngoài cơ thể sống ( ex vivo) và chyển gen trực tiếp vào cơ thể sống ( in
vivo)
*Ex vivo: Là phương pháp lấy tế bào bị bệnh có gen hỏng ra khỏi cơ thể,
thực hiện các liệu pháp gen ngoài cơ thể tạo các tế bào đã thay các gen lành cho
các gen bị hỏng (gen gây bệnh), sau đó tế bào lành được nhân lên một khối
lượng đủ lớn rồi đưa trở lại cơ thể. Phương pháp này có thể làm hạn chế biểu
hiện bệnh hoặc chữa khỏi bênh hoàn toàn.
*In vivo: Không cần lấy tế bào bị bệnh ra khỏi cơ thể sống, ít thao tác
liệu pháp hơn phương pháp ex vivo nhưng hiệu quả thường không rõ rệt do
không kiểm soát được mức độ hòa nhập của các gen liệu pháp trong tế bào bị
bệnh.
9
?
Dưới đây là một số kỹ thuật thường được sử dụng trong liệu pháp gen:
1. Kỹ thuật vi tiêm: sử dụng vi tiêm để đưa các vector liệu pháp trực
tiếp vào tế bào đích, kĩ thuật này sử dụng trong cả phương pháp in vivo và ex
vivo.
2. Kỹ thuật điện xung: nhờ tác động của xung điện tạo nên các lỗ màng,
giúp cho vector chuyển gen không có bản chất virus dễ dàng mang gen liệu
10
Hình 1.2. Hình mô tả đưa gen vào cơ thể
Hình 1.3. Kỹ thuật vi tiêm
pháp vào trong tế bào, kĩ thuật này sử dụng trong phương pháp ex vivo.

3. Kỹ thuật bắn gen (gene gun): là một trong những kĩ thuật có hiệu quả
cao. Sử dụng thiết bị bắn gen và các vi đạn làm bằng vàng nguyên chất với
kích thước 1-6 micromet. Các vi đạn được trộn với vector mang gen liệu pháp
và phụ gia tạo thành một lớp màng bao quanh vi đạn. bằng lực đẩy mạnh của
khí ga hoặc khí heli trong thiết bị làm cho vi đạn đã được bao bọc bởi gen liệu
pháp đi vào trong tế bào.
11
Hình 1.3. Sử dụng sung bắn gen
Chương II. LIỆU PHÁP GEN ĐIỀU TRỊ BỆNH
2.1. Trong điều trị các bệnh do rối loạn di truyền.
2.1.1 Điều trị và chữa các bệnh do rối loạn di truyền các locus đơn gen.
Trong tế bào, một số gen đơn bị hỏng hay mất cấu trúc bình thường (rối loạn
chức năng gen), có thể gây nên các bệnh di truyền. Bệnh tật trong trường hợp
này có thể gây tử vong ở giai đoạn sớm nếu không được chữa trị, hoặc để lại
các di chứng và di truyền 100% cho các thế hệ sau. Một số loại bệnh điển hình:
- Bệnh thiếu hụt miễn dịch tổ hợp trầm trọng.
- Bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm
- Bệnh máu khó đông
- Bệnh xơ nang và viêm phổi cấp.
- Bệnh giảm trí nhớ Parkinson
2.1.2 Điều trị và chữa các bệnh do rối loạn di truyền các locus đa gen.
Một số loại bệnh do nhiều gen thuộc các locus khác nhau quy định, tùy theo
mức độ hoặc mất chức năng của một hay nhiều gen (allele) mà mức độ biểu
hiện bệnh là khác nhau. Những bệnh ở trường hợp này di truyền 100% cho các
thế hệ sau. Các bệnh điển hình như:
- Bệnh tim bẩm sinh
- Bệnh ung thư
- Bệnh tiểu đường.
- Bệnh tâm thần phân liệt.
2.1.3 Trong chữa các bệnh do nhiễm trùng

Là những bệnh do virus, vi khuẩn gây nên, trong đó có nhiều loại bệnh
hiểm nghèo như bệnh ung thư, lao, HIV… gây nên thiệt hại to lớn về kinh tế,
12
sức khỏe con người. Liệu pháp gen là một trong những phương pháp chữa bệnh
có hiệu quả cao, nhiều bệnh nhân mắc những bệnh nguy hiểm như ung thư gan,
lao, viêm gan B… đã được chữa trị thành công bằng liệu pháp gen. trong tương
lai khả năng điều trị bênh truyền nhiễm bằng liệu pháp gen ngày càng nhiều với
hiệu quả và chất lượng càng cao.
2.2. Một số xu hướng chữa bệnh bằng liệu pháp gen:
2.2.1 Thay thế gen liệu pháp vào vị trí gen hỏng.
Nhiều bệnh gây nên do một gen đột biến, dẫn đến rối loạn chức năng gen
gây thay đổi cấu trúc protein tạo nên các trạng thái bệnh lý. Chiến lược thay thế
gen đã được áp dụng trong một số trường hợp điển hình như:
- Thay thế gen mã hóa” nhân tố VIII” trong điều trị bệnh máu khó
đông.
- Thay thế mã hóa Anpha-1-anti-trypsin khi chữa bệnh thiếu hụt
Anpha-1-anti-trypsin.
- Thay thé gen mã hóa enzyme glucocerebrosidase trong bệnh
Gaucher.
- Thay gen mã hóa enzyme ADA đac chữa khỏi bệnh thiếu hụt miễn
dịch trầm trọng.
2.2.2 Tăng cường hoặc hỗ trợ hoạt động của gen
Điều trị các bệnh theo xu hướng tăng cường hoặc hỗ trợ hoạt động của
các gen được áp dụng trong các trường hợp sau:
- Gan bị mất chức năng, dẫn đến té bào hoạt động không bình thường
tạo nên các protein bệnh lý.
- Trong tế bào có quá nhiều bản sao của một gen bình thường, các
hoạt động phiên mã và dịch mã làm dư thừa quá mức các sản phẩm
bình thường của gen, gây nên các biểu hiện bênh lý.
13

- Khôi phục trạng thái bình thường của kiểu gen, khi có một gen nào
đó bị biến đổi, hoặc chuyển vị trí làm thay đổi kiểu gen.
Xu hướng này được sử dụng trong điều trị các bệnh do rối loạn chức
năng của các gen đơn (monogenic). Một số bệnh điển hình được điều trị là các
bệnh xơ nang, bệnh máu khó đông, bệnh loạn dương cơ,
2.2.3. Sửa chữa gen:
Khi phát hiện bệnh lý do gen bị đột biến ở một hoặc một số nucleotide,
có thể áp dụng biện pháp sữa chữa gen (gen correction) nhằm khôi phục hoạt
động cảu gen trở lại bình thường. Khó khăn lớn nhất của xu hướng điều trị sữa
chữa gen là bằng phương pháp invitro hoặc ex vitro rất khó đưa gen liệu pháp
vào đúng vị trí đột biến, vị trí gen bị sai lệch.
2.2.4. Ức chế tế bào đích.
Hướng điều trị ức chế hoạt động của tế bào đích, có thể bằng cách cắt bỏ
mẢRN, ức chế hoạt động của gen hoặc mRNA. Có thể sử dụng một số biện
pháp sau:
-Sử dụng ribozym để cắt bỏ hoặc sửa chữa các mRNA
-Dùng các chuỗi oligonucleotid để hình thành các xoắn ba DNA nhằm ức chế
tái bản của gen và ức chế quá trình phiên mã của gen.
-Sử dụng vectơ oligonucleotid antisens tạo nên các m RNA xoắn đôi, làm ức
chế quá trình dịch mã trên phân tử m RNA.
2.2.5. Tiêu diệt tế bào đích:
Là bện pháp có hiệu quả cao đối với các tế bào ung thư, tế bào khối u.
trong chiến lược tiêu diệt tế bào đích bị bệnh, các viral vectơ mang các gen liệu
pháp chủ yếu là những gen mã hóa cytokine hoặc độc tố(toxin), ví dụ như gen
thymidin kinase,… thường được sử dụng. Tiêu diệt tế bào đích, cần phải chọn
loại vectơ liệu pháp kỹ thuật chuyển gen liệu pháp vào tế bào đích thích hợp để
14
các gen liệu pháp được đưa vào đúng tế bào đích, hoặc vào giữa khối u ung
thư. Muốn hiệu qur tiêu diệt tế bào đích cao, các gen liệu pháp phải có khả
năng biểu hiện mạnh, thời gian tồn tại và biểu hiện của gen liệu pháp cần đủ dài

ở mức nhất định, đủ để tiêu diệt tế bào đích.
2.3 Hội chứng suy giảm miễn dịch HIV/ AIDS.
2.3.1. Khái niệm:
Hội chứng suy giảm miễn dịch (Human immunodeficiency virus
infection/ acquired immunodedficiency syndrome) hay còn được xem là bệnh tê
liệt khả năng đề kháng. Bệnh này do virus HIV gây suy giảm khả năng đề
kháng của cơ thể.
Virus HIV có khả năng đột nhập và loại bỏ các tế bào bạch cầu limpho T
trong máu, dần phát triển thành AIDS và phá hủy hệ thống miễn dịch của cơ
thể. Chúng thâm nhập vào các tế bào T bằng CXR4 và CCR5, 2 loại gen vốn
rất dễ tiếp nhận virus. Các loại thuốc chống HIV đều nhắm vào 2 gen thụ thể
này. Tuy nhiên, nếu các gen này có thể được sửa đổi làm chúng miễn nhiễm
với HIV.
2.3.2. Nguyên nhân:
Nguyên nhân dẫn đến căn bệnh này chính là do sự hoạt động của virus
HIV.Vius HIV gồm 2 typ chính là HIV typ I chiếm 98% và HIV typ II chiếm
khoảng 2%.
Hệ gen của HIV có kích thước khoảng 10kb bao gồm 9gen chính: gag,
pol, env, vif, tat, vpu, nef, vpr và rew. Sauk hi xâm nhiễm vào tế bào người, hệ
gen của HIV gắn vào hòa nhập vào hệ gen người tạo nên dạng tiền
HIV( provirus) ở vô số tế bào lympho T và các tế bào miễn dịch khác,gây suy
giảm miễn dịch ở người mắc phải. Trong những điều kiện nhất định, dạng tiền
virus HIV có thể tạo ra virus HIV mới, xâm nhiễm vào nhiều tế bào khác như
15
tế bào lympho B, đại thực bào, bạch cầu, tế bào thần kinh,…gây suy giảm
nhanh chóng hệ miễn dịch của người. Từ đó biểu hiện các triệu chứng bệnh
AIDS theo nguồn bệnh nhiễm trùng khác nhau.
2.3.3. Biểu hiệu bệnh:
Giai đoạn đầu khi vừa nhiễm virus người bệnh thường có những triệu
chứng giống bệnh cúm trong một thời gian ngắn. Sau đó bệnh nhân không có

dấu hiệu gì trong một thời gian dài. Khi bệnh tiến triển nó gây ảnh hưởng ngày
càng nhiều với hệ miễn dịch làm cho bệnh nhân dễ mắc phải các nhiễm trùng,
như các loại nhiễm trùng cơ hội hoặc các khối u.
Hầu hết những người nhiễm HIV-1 nếu không được chữa trị sẽ tiến triển
sang giai đoạn AIDS. Người bệnh thường chết do nhiễm trùng cơ hội hoặc do
các bệnh ác tính liên quan đến sự giảm sút của hệ thống miễn dịch. HIV tiến
triển sang AIDS theo một tỷ lệ biến thiên phụ thuộc vào sự tác động của các
virus, cơ thể vật chủ, và yếu tố môi trường; hầu hết sẽ chuyển sang giai đoạn
AIDS trong vòng 10 năm sau khi nhiễm HIV: một số trường hợp chuyển rất
sớm, một số lại lâu hơn. Điều trị bằng kháng retrovirus (ARV) có thể kéo dài
tuổi thọ của người bị nhiễm HIV. Ngay cả khi HIV chuyển sang giai đoạn
AIDS với những triệu chứng đặc trưng, thì việc điều trị bằng kháng retrovirus
cũng có thể kéo dài tuổi thọ của bệnh nhân ước tính trung bình là hơn 5 năm
(thống kê năm 2005). rong khi đó, nếu không điều trị bằng kháng retrovirus thì
bệnh nhân AIDS thường sẽ chết trong vòng 1 năm có thể do ung thư.
2.3.4 Xu hướng chủ yếu của liệu pháp gen trong điều trị nhiễm HIV/ AIDS
- Chuyển các gen liệu pháp nhằm hạn chế khả năng xâm nhiễm và nhân
bản của HIV.
- Kích thích các gen của cơ thể để tăng cường miễn dịch chống sự pháp
triển của HIV.
16
- Sử dụng các gen tự sát đã biến đổi làm cho các tế bào đã nhiễm HIVtự
chết.
- Tạo vaccine phòng chống nhiễm HIV bằng công nghệ di truyền.
2.3.5 Một số liệu pháp gen trong điều trị HIV/AIDS
* Phòng chống HIV/AIDS bằng cách ức chế hoạt động của gen của HIV,
hoặc làm biến đổi gen của HIV.
Theo hương liệu pháp này là thiết kế vector mang gen liệu pháp đưa vào
tế bào, cơ thể người bị nhiễm HIV nhàm phục hồi hệ thống miễn dịch nhưng lại
không gây phản ứng phụ bất lợi cho người bệnh. Các vectơ liệu pháp sử dụng

để phòng chống HIV/AIDS là andenovirus, AAV, oligonucletit, liposom,…
Vector AAV được gắn một gen liệu pháp nhằm hạn chế sự sao chép, nhân bản
của HIV. Vectơ adenovirus có gắn 2 gen của HIV đã bị biến đổi như gen gag,
tpa, và một số gen adenovirus đã bị biến đổi là gen Ad5 tạo ra vector Ad5Flag,
hoặc vectơ Ad5tpagag. Khi đưa các vectơ này vào tế bào lây nhiễm HIV thì
khả năng lây nhiễm HIV giảm đi. Hy vọng sẽ có ứng dụng trên người. Một số
vectơ khác như pCMVA9 hoặc vectơ HIV chuyển dịch đã góp phần ngăn cản
sự sao chép, nhân bản của HIV.
Bên cạnh đó còn một số vectơ liệu pháp khác như : các oligo-antisens,
ribozym,… đang được thử nghiệm nhằm hạn chế sự xâm nhiễm, hạn chế khả
năng sao chép, nhân bản của HIV.
* Phòng chống HIV/AIDS bằng tăng cường miễn dịch tế bào:
Theo hướng này, người ta sử dụng các gen đột biến Rev10, gen tăng
cường hoạt động của gen cytokine, hoặc sử dụng các gen tự tử và gen độc tố.
Sử dụng vectơ oligonucleotit mang gen Rev10 chuyển vào tế bào lympho
TCD4 đã kìm hãm được sự xâm nhiễm của HIV. Cũng có thể sử dụng liệu
pháp gen tăng cường hoạt động của các gen cytokine tổng hợp các protein đáp
17
ứng miễn dịch. Cytokin có nhiều loại khác nhau trong đó các interferon là quan
trọng nhất. interferon ngăn cản sự xâm nhiễm của các loại virus trong đó có
HIV.
Sử dụng các gen tự sát và gen độc tố đưa vào tế bào mới bị xâm nhiễm
HIV cũng là liệu pháp gen để phòng chống HIV. Gen tự tử đưa vào tế bào bị
HIV xâm nhiễm làm ức chế hoạt động của enzim sao chép AND polymerase
trong té bào, làm cho sự sao chép DNA của tế bào bị gián đoạn, tế bào co lại và
chết. Do vậy HIV không có khả năng lây nhiễm sang tế bào bình thường khác.
Việc sử dụng gen độc tố mới chỉ có thử nghiệm ban đầu chưa có kết quả đáng
kể.
*Phương pháp trích xuất những tế bào CD4.
Phương pháp này được tiến hành bằng cách trích xuất những tế bào CD4

(tế bào của hệ miễn dịch, mục tiêu tấn công của HIV) ra khỏi cơ thể bệnh nhân.
Vì nếu không có gen CCR5 thì HIV không thể xâm nhập và gây nhiễm cho các
tế bào TCD4 từ đó không thể xâm nhập vào hệ thống miễn dịch của người bệnh
được nữa.
Các nhà nghiên cứu sử dụng gen SB-728-T để phá vỡ các gen CCR5 mà
virus HIV dùng để xâm nhập và lây nhiễm cho các tế bào CD4. Tiếp theo,
chúng (các tế bào đã được làm biến đổi) sẽ được nuôi cấy trong khoảng 03
tháng, Sau đó, những tế bào sửa đổi này sẽ được truyền trở lại cho chính cơ thể
bệnh nhân để chống lại HIV với liều lượng lớn và các tế bào này sẽ biến đổi để
thay thế được các tế bào ban đầu dễ bị cảm nhiễm của bệnh nhân.
Kết quả cho thấy HIV không còn được phát hiện trong máu của một số
bệnh nhân, ngay cả khi họ đã ngưng điều trị bằng các thuốc kháng virus.
18
Chương III. MỘT SỐ RỦI RO TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH
BẰNG LIỆU PHÁP GEN.
Bên cạnh những ưu điểm của liệu pháp này thì nó vẫn tiềm ẩn rất nhiều
những rủi ro khó có thể đoán trước được cho nên các nhàn nghiên cứu rất rất
thận trọng trong việc sử dụng phương pháp này sau đây là một số rủi ro dễ gặp
phải:
- Gắn sai vị trí, gây đột biến gen.
- Gen mới đưa vào không nằm trong phức hợp điều hòa nên có thể được
biểu hiện một cách trùy tiện, không đúng nơi và không đúng lúc hoặc
không được biểu hiện.
- Một số loại vectơ liệu pháp khi đưa vào cơ thể như adenovirus có thể
biến đổi trở thành tác nhân gây bệnh, sự hiểu biết về cơ ché gây bệnh của
một số gen đột biến vẫn chưa đầy đủ.
- Liệu pháp gen được giới hạn chặt chẽ trên tế bào sinh dưỡng, Việc tác
động vào gen của tế bào sinh dục bị nghiêm cấm vì lí do đạo đức.
Kỹ thuật sử dụng trong liệu pháp gen phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao
mà chỉ một số phòng thí nghiệm tiên tiến mới có thể thực hiện được. Vì vậy

liệu pháp gen trong điều trị, chữa bệnh còn phải nghiên cứu và cải tiến để đem
lại hiệu quả cao nhất.
19
C. PHẦN KẾT LUẬN
Liệu pháp gen là một phương pháp chữa bệnh có rất nhiều triển vọng,
mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới nhằm chữa trị các bệnh hiểm nghèo như
ung thư, các bệnh di truyền mà y học ngày nay còn gặp nhiều khó khăn. Với sự
phát triển của sinh học phân tử, giải mã thành công bộ gen người càng thúc đẩy
sự phát triển của liệu pháp gen. Tuy nhiên liệu pháp gen vẫn còn có những khó
khăn như đòi hỏi các phương tiện kỹ thuật khoa học cao, tốn kém, sự hiểu biết
của con người về gen về các vector virus vẫn còn chưa đầy đủ và các rào cản về
đạo đức học.Do vậy, chúng ta cần nghiên cứu kỹ lưỡng các hiệu ứng phụ cũng
như các tác động của nó tới thông tin di truyền của người và các khía cạnh đạo
đức, xã hội khác. Cho nên, cần lựa chọn một cách chính xác nhất dựa trên hiệu
quả của vector đối với nhóm bệnh mà mình nghiên cứu.
Ngoài ra, liệu pháp gen còn được ứng dụng rộng rãi để phục hồi cấu tạo
và chức năng các bộ phận cơ thể, để tạo ra những cơ quan nhân tạo thay thế
cho con người. Một lượng lớn các phác thảo liệu pháp gen điều trị các loại
bệnh ngày nay đang được tiến hành. Kinh nghiệm thu được từ các thử nghiệm
y học sẽ có ích trong sự phát triển của liệu pháp gen điều trị các loại bệnh ở
người như HIV, ung thư Đây là lí do để hy vọng liệu pháp gen trong các năm
tới sẽ giữ vai trò quyết định trong việc điều trị bệnh của con người.
20
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS. TS. Nguyễn Bá Lộc, “Bài giảng sinh học phân tử” Đại học sư
phạm Huế, 2002.
2. GS. Lê Đức Trình, “Sinh học phân tử của tế bào”, NXB Khoa học và Kĩ
thuật, Hà Nôi, 2001.
3. TS Khuất Hữu Thanh, “Liệu pháp gen – nguyên lý và ứng dụng”, NXB
Khoa học kỹ thuật, 2005.

4. GS.TS. Nguyễn Văn Thanh, “Công nghệ sinh học Dược”, NXB Giáo
dục Việt Nam, 2009.
5. PGS.TS. Từ Minh Koóng, “Cơ sở sinh học và sản xuất dược phẩm”,
NXB Y học, 2004.
6. PGS.TS. Cao Văn Thu, “Vi sinh vật học”, NXB Giáo dục, 2008.
7. Eli Pikarsky & Yinon Ben-Neriah, “CKIα ablation highlights a critical
role for p53 in invasiveness control”, Nature 470:409-413, Feb17
th
2011.
21