ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ В ЕПІДЕМІОЛОГІЇ

3.2 ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ В ЕПІДЕМІОЛОГІЇ

Дж. Сіла, англійський вчений, який одним з перших припустив вірусне походження СНІДу (1984), стверджує, що це не просто епідемія, а пандемія, яка може найближчим часом (через 20—ЗО років) знищити 50% населення земної кулі.

Першими, хто встановив і виділив вірус СНІДу, були французькі та американські вчені. Це РНК- вмісний вірус, який своєю морфологією, структурою геному й деякими іншими ознаками подібний до ретровірусів, підродина лентивірусів (патогенний вірус вісна овець) та належить до родини лімфотропних ретровірусів. Зазначені патогени спричинюють імунодепресивні та неопластичні захворювання людини і тварини після тривалої лактації як екзогенні віруси, що уражують зрілі Т-лімфоцити .

За даними Жданова (1987), до підродини лентивірусів належать патогени імунодефіциту людини, мавпи, вірус інфекційної анемії коней, вірус вісна овець, вірус артриту, енцефаліту кіз. Це так звані повільні інфекції, що й зумовило назву лентивірусів. Інкубаційний період у них триває місяцями й роками, і тому ця хвороба має перебіг, подібний до хронічної.

Геном вірусу ВІЛ (вірус імунодефіциту людини) за своєю структурою складніший геному будь-якого з відомих ретровірусів.

Геном вірусу СНІД близький до структури HTLV—1 HTLV-II і вміщує додатково, як мінімум чотири гени tat — (трансактивуючий ген) — виконує подвійну функцію: регулює транскрипцію вірусних генів — утворення матричної РНК і впливає на синтез вірусних протеїнів. Аrt — контролює рівновагу між різними мРНК при їх синтезі. Функції генів short ореn reading frame 3'ort (З'ореn reading frame) ще не визначені. Гени tat та аrt є преривними, а за ними розташований ще один ген — З'orf. Допоміжні гени підвищують активність вірусу СНІД, підсилюють діяльність генів у багато разів та прискорюють розповсюдження хвороби.

За даними Сепашвілі (1988), гени можуть кодувати один або кілька білків і в останньому випадку спочатку синтезують поліпротеїни-попередники, потім з них протеазами нарізають кінцеві продукти — білки, які далі підлягають глікозуванню та фосфорилуванню.

Лімфоцити — основні клітинні форми імунної системи, які забезпечують захист гомеостазу організму від чужорідних антигенів. Залежно від місця дозрівання вони поділяються на Т- і В-лімфоцити. В свою чергу розрізняють три різновидності Т-лімфоцитів. Це Т-кіллери ("вбивці"), які руйнують чужорідні клітини; Т-супрессори або Т 8 клітини, функція яких пов'язана з блокуванням антитілоутворення В-лімфоцитами та пригніченням реакцій клітинного імунітету; Т-хелпери, Т 4 клітини, які продукують медіатори клітинного імунітету, стимулюють реакції імунітету і сприяють становленню гуморального імунітету.

Як встановлено, Т-хелпери відіграють найважливішу роль у регуляції активності всіх елементів імунної системи. Роль пускового механізму в патогенезі захворіння відіграє цитопатична дія ВІЛ та Т-хелпери (наприклад, ЦНС травного каналу, очей).

У розвитку СНІДу важливе значення мають генетичн: фактори, один з яких — групоспецифічний компонент (ГСК] або фактор, який зв'язує вітамін Б та являє собою білок з трьома загальними поширеними алелями — 1Р; 1; 2. СНІД не розвивається при наявності ГСК-2 в гомозиготному стані. Вважають що ГСК-2 є можливим показником захисту проти розвитку СНІДу, тоді коли наявність ГСК-1Р вказує на схильність до цього захворювання.

Зріла вірусна частинка ВІЛ в середньому досягає в діаметрі від 100 до 120 нм. Геном вірусу являє собою двоспіральну РНК. До її складу входить понад 9500 пар простих хімічних сполук. Крім того, серцевина вірусних частинок (віріонів) містить три білки з молекулярною масою 24кД(Р24), 18кД(Р18), 1ЗкД(Р1З). До складу віріону входить ще два білки: Р18 (розташований безпосередньо під зовнішньою оболонкою серцевини), та Р24, які формують футляр для вірусної РНК і ферменту — зворотньої транскриптази. Зовні віріон покритий ліпідною мембраною, яка складається з двох шарів пронизаних глікопротеїнами.

У наукових працях Фролова (1989), Сепіашвілі (1988), Ритік, Коломієць, Коломієць (1988) детально описано фізико-хімічні властивості ВІЛу, його терапія. Разом з цим встановлено, що ВІЛ дуже стійкий проти іонізуючої радіації та ультрафіолетового опромінення. Нині відкриття засобів та методів впливу на різні стадії розмноження в клітині вірусу імунодефіциту є основною проблемою сучасної науки.

 Складним у боротьбі з цією епідемією є створення вакцин проти ВІЛ, оскільки патоген належить до родини ретровірусів. Зазначені віруси протягом всього періоду їх вивчення (починаючи з 1904 р.) були об'єктом суто теоретичних досліджень, спрямованих на визначення механізмів вірусного канцерогенезу або лейкогенезу, які відбуваються в організмі тварин.

Збуднику СНІДу _в зараженому організмі властива значна мінливість. Генетична речовина (рибонуклеїнова кислота), ідо становить основу вірусу, зазнаючи змін, стає хімічно подібною до тих генетичних структур, які управляють життєдіяльністю клітин організму й конкретно лейкоцитів крові. Структури, досягаючи подібності, зливаються між собою і існують так необмежено довго. В результаті у живій клітині організму, підпорядковуючись біохімічним законам, процесами життєдіяльності починають керувати віруси, присутні в її ядрі. Потрапляючи в сприятливі умови, вірус починає атакувати клітину і при цьому завжди перемагає. Це і є початком хвороби організму.

Важлива роль у створенні сучасних препаратів проти СНІДу належить генетичній інженерії. Передусім це препарати, створені з суміші гормонів вилочкової залози (орган, де одержують інформацію уражені ВІЛ захисні клітини Т-лімфоцити). Використовують біопрепарати інтерферон, інтерлейкін (продукт лейкоцитів) та ін.

Одержати ідеальну високоефективну вакцину проти СНІДу дуже важко через мінливість антигенного складу основних поверхневих глікопротеїдів ВІЛу, високий рівень мутації вірусу насамперед в ділянці гена еnv, необхідності створення захисту не тільки від вільних (інтактних) вірусних частинок, які знаходяться у крові, лімфі або у міжклітинному просторі, а й проти інфікованих клітин, оскільки ВІЛ може передаватися від клітини до клітини в імунні системи або ЦНС, а також у зв'язку із здатністю вірусу «ховатися» в тканинах ЦНС, які захищаються від специфічних антитіл гематоенцефалітним бар'єром.

У генно-інженерних лабораторіях США та Франції одержано результати про успішне використання вбитої вакцини для захисту мавп від збудника СНІДу людини, а також про властивості рекомбінантних антигенів ВІЛ індукувати відповідь з захисною активністю, спрямованою на різні варіанти вірусу. Останнє стало поштовхом до активізації роботи по конструюванню живої вакцини проти СНІДу на базі рекомбінантного вірусу вісповакцини. Суть роботи полягає в тому, що у гені вірусу вісповакцини (який є вектором), використовуючи рестріктази та лігази, вбудовують фрагмент геному збудника СНІДу, ту її ділянку або гени, які відповідальні за синтез зумовлених білків ВІЛ, передусім оболонкових глікопротеїдів. У результаті одержують такий гібрид вірусу, що проникає в клітини та, розмножуючись у них, крім власних білків вірусу вісповакцини, спричинює синтез глікопротеїдів ВІЛ. В організмах, у які введено зазначений вірус на синтезуючі білки (в тому числі і на білки вірусу СНІД), індукується утворення нейтралізуючих антитіл.

Перші випробування такої рекомбінантної вакцини, створеної Загурі, професором Паризького університету ім. подружжя Кюрі, були проведені на ньому та десяти добровольцях із Заїру, в сироватках крові яких були відсутні антитіла до ВІЛу. Наступні спостереження показали, що у сироватці крові вакцинованих з'являються антитіла, які нейтралізують в системі іn vitro вірус СНІДу того ж субтипу, який використовували для одержання вакцини, але не інший генетичний варіант збудника хвороби.

Вакцинація зумовила стимуляцію відповіді клітини -мітоз лімфоцитів та експресію Т-клітинних рецепторів для інтерлейкіну-2. Одержані результати дають підставу сподіватися, що вакцина як профілактичний засіб допоможе у боротьбі з цією страшною хворобою.

Методи генетичної інженерії широко використовують у боротьбі з вірусними захворюваннями тварин і птиці, що яскраво підтверджує приклад виведення птиці, стійкої проти лейкозу. Із вірусних захворювань птиці лейкоз найбільш розповсюджений. До нього сприйнятливі всі види сільськогосподарської птиці, але найбільше — кури. Зазначене захворювання реєструється у всіх країнах з розвиненим птахівництвом, що пов'язано в основному з шляхами передавання збудника (вірус із родини ретровірусів). Він передається не тільки контактним шляхом, а й через яйця. Зважаючи на це, ветеринарно-санітарні заходи по боротьбі з інфекцією відіграють не вирішальну, а лише допоміжну роль.

Лікування від хвороби не розроблено. У більшості країн кращим методом боротьби з інфекцією є створення стійких проти хвороби ліній птиці. Але в результаті традиційної селекції одержати птицю, повністю стійку проти зараження і не здатну передавати збудник нащадкам, не вдається.

Вчені регіональної птахівничої лабораторії в Іст Лансінгу (штат Мічіган, США), підійшли до вирішення цієї проблеми на біоінженерному рівні.

Принцип цього підходу грунтується на природному механізмі дії вірусів, що викликають лейкоз. Тільки замість патогенного вчені використали дефектний (генетично змінений вірус), який здатний розмножуватися, але його ДНК (гени), поєднуючись з ДНК клітин зародка, передаються нащадкам і блокують клітину (займають місце) від проникнення і розмноження патогенного вірусу. Дефектний вірус сконструювали шляхом поєднання відповідних генів ретровірусів.

Методика цієї роботи така (Кононенко, 1988). Дефектний вірус ввели в жовтки добових яєць, що інкубували, за допомогою голки. Отвір на місці проколу в шкаралупі заклеювали. Використовували яйця, що не заражені вірусом. У виведеної із цих яєць птиці досліджували клітини крові на наявність генів введеного вірусу. Півнів, що мали ці гени, парували з курками, вільними від вірусу, а клітини крові їх нащадків також досліджували. Так було одержано три покоління птиці, які стабільно зберігали гени дефектного вірусу і були стійкі проти лейкозу.

 Нині стоїть завдання використовувати віруси як перенощики генів не тільки для створення стійкої до захворювання птиці, а й для підвищення її яєчної і м'ясної продуктивності з меншими затратами кормів і поліпшенням смакових якостей цієї продукції.

Похожие работы

Генетично модифіковані джерела харчових продуктів

Скачать

30494

5

0

... . Більш як 40 країн, у тому числі й Україна, підписали Картагенський протокол. Не підписали його лише США, як і Конвенцію про біобезпеку. Треба зазначити, що реакція на продукти з генетично модифікованих джерел їжі різна в США та Європі. Споживачі в США виражають в основному позитивне ставлення до генної інженерії; Під час національного соціологічного опитування, проведеного Міжнародною радою з ...

Теоретичні основи порушень репродукції і конфліктів мати – дитина

Скачать

16544

0

0

... до цього, однак різниця в антигенах іноді становиться причиною серйозних захворювань, які несуть загрозу нормальному розвитку вагітності і життю дитини. Частіше всього зустрічається серологічний конфлікт по резус-фактору, який може привести до небезпечних порушень, особливо до гемолітичної хвороби плоду і новонародженого. Кожна людина з моменту свого зачаття має генетично визначену групу крові. І ...

Прогностичні дослідження маїбутнього

Скачать

75328

1

4

... ЄТЬСЯ, що Одкровення було записано близько 66 року н.е. і, імовірно, доповнене Іоанном згодом через 30 років. З тих пір не проходило жодного століття (а в наш час і жодного року) без нових досліджень і тлумачень цього пророцтва. Число разючих збігів із пророкуванням Іоанна в кожнім столітті було велике, іноді навіть доходило до критичної маси, коли віруючі тієї чи інша країни готувалися до "кінця ...

Науково-технічний прогрес - основа розвитку виробництва

Скачать

75139

0

0

... дає змогу суттєво розширити виробничі можливості працівників, збільшуючи плідність їх зусиль. У сучасних умовах вона є могутнім фактором розвитку продуктивної сили праці. 4.НАУКОВО-ТЕХНІЧНИЙ ПРОГРЕС ЯК ОСНОВА РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА І ЗНИЖЕННЯ ЙОГО ПОТЕНЦІАЛЬНОЇ НЕБЕЗПЕКИ 4.1.Екологічне становище України. Загострення проблем безпеки навколишнього середовнща і населен­ня стало ...