Class notes
Gentherapie, kanker en aids - Hoorcolleges deeltentamen 1
- Course
- Institution
Aantekeningen voor alle hoorcolleges Gentherapie, Kanker en Aids voor deeltentamen 1 (2019/2020)
[Show more]
Seller
Follow
FFV
Reviews received
Content preview
Gentherapie, Kanker en Aids – Hoorcolleges deel 1Hoorcollege 1: 11 november 2019
Tot 1975 was er alleen bekend dat er een gebiedje was waar DNA-polymerase bindt, dit werd ‘de
promotor’ genoemd.
In 1983 werd er gevonden dat er naast de promotor ook een silencer en een enhancer was.
Later werd er gevonden dat er minstens 100 verschillende eiwitten betrokken zijn bij de transcriptie
van gist.
Sp1 is een transcriptiefactor die bindt aan de CG box. Dit eiwit werd opgezuiverd middels
suikerbolletjes met CG stukjes. Dit is dus eigenlijk de eerste affiniteits zuivering. In de opzuivering zat
een eiwit met drie zinc fingers. Dit eiwit gebruikt een zink molecuul die wordt gestabiliseerd door vier
aminouzren (cysteine en histine). Daarnaast had het eiwit een glutamine domein. Dit eiwit bleek een
activator te zijn. Sp1 werkt als dimeer. Het TATA-box Binding Protein (TBP) bindt niet aan Sp1.
- Drie domeinen: zinc finger, dimerisatie domein en …
TBP is een subunit van TFIID. Dit is de vierde gevonden transcriptiefactor van DNA-polymerase II. Ook
TFIIA, B etc. is nodig voor het activeren van de DNA-polymerase en worden de basale
transcriptiefactoren genoemd. Naast deze basale transcriptiefactoren zijn er activatoren nodig. Deze
binden aan een DNA-sequentie en maken contact met mediatoren of co-activatoren. Deze
mediatoren en co-activatoren maken weer contact met de basale transcriptiefactoren. De basale
transcriptiefactoren, co-activatoren en DNA-polymerase binden aan de core promotor. De
activatoren binden aan DNA-sequenties die hier veel verder weg van zijn, dit worden ook wel de
enhancer sequenties genoemd.
Repressoren binden aan dezelfde sequenties als de activatoren en voorkomen zo dat de activatoren
aan de enhancer sequenties kunnen binden.
Sp1 is een activator en bindt aan een CG rijke enhancer.
Het pre-mRNA moet vier modificaties ondergaan:
1. Capping
2. Splicing
3. Poly-Adenylering
4. Transport naar het cytoplasma
Het mRNA begint en eindigt altijd met een UTR.
De cap bindt aan de poly-A staart door eIF-4A en eIF-4e.
Het kleine ribosomale eenheid met initiator tRNA bindt aan de cap (door herkenning door eIF-4). De
eenheid gaat scannen tot de eerste AUG gevonden wordt.
Gentherapie: een behandeling met een virus.
Genetische therapieën doen iets met de werking van een gen, maar hebben niets met virussen te
maken.
1. Anti-sense therapy: blokkeert de translatie. Bindt aan het mRNA in de kern of het cytoplasma
waardoor het mRNA niet meer vertaald kan worden tot eiwit. De drug, een oligo nucleotide,
is een stukje nucleïne zuur van 16-20 nucleotiden, dit is genoeg om uniek te zijn in het
genoom van 3 miljard basenparen. Het is dus uniek selectief. Deze therapie heet anti-sense
, omdat de drug de omgekeerde polariteit heeft (de – streng) van het mRNA (de + streng). De
drug wordt ook wel een Antisense oligo, ook wel ASO, genoemd.
a. De ASOs zijn erg gevoelig voor DNases en RNases. Daarnaast zijn ze erg negatief
geladen waardoor ze de cel bijna niet in komen. Je moet de ASOs dus modificeren: S-
of thio-olugos hebben een zwavel in plaats van een zuurstof. Hierdoor zijn ze minder
negatief geladen en minder gevoelig voor DNases. Een andere modificatie is
methylering. Ook wordt een morpholino vandaag de dag veel gebruikt.
b. Een morpholino is een zes ring, het heeft een ongebruikelijke stikstof in de ring en
heeft ook een stikstof in plaats van een zuurstof in de fosfaat groep. Hierdoor neemt
de hydrofobiteit toe waardoor het makkelijker wordt opgenomen door de cel en
wordt het stabieler en minder goed afgebroken door DNases. De efficiëntie van de
morpholino neemt sterk af als je verder van de AUG af komt. De morpholino werkt
het beste in de 5’ UTR. De scanning naar de AUG is blijkbaar gevoeliger voor de
morpholino dan het coderende gebied. Het scannend ribosoom heeft meer last van
secundaire stucturen in met mRNA dan het translerende ribosoom.
c. Anti-sense tegen c-myb zorgt voor het verdwijnen van leukemiecellen in een muis.
2. Triplex therapy: blokkeert de transcriptie. De triplex vorming drug bindt aan het DNA en
vormt een driestrengig molecuul waardoor de transcriptie niet meer kan plaatsvinden. Ook
bij triplex wordt een oligonucleotide gebruikt. De derde (oligo) streng maakt unieke
waterstofbruggen met de DNA-helix. Dit werkt alleen als de duplex een reeks A’tjes heeft (en
de oligo dus een reeks U/T’tjes). Bij zure pH wordt een poly-C-sequentie nog wel herkend
door een oligo poly-G-sequentie. Door het triplex molecuul kunnen transcriptiefactoren niet
binden rond de promotor. De triplex bindt na de polymerase begonnen is, hierdoor
blokkeert de polymerase bij de triplex en valt deze af. Daarnaast wordt een RNA-DNA
hybrinde afgebroken door RNase H.
a. De triplex blokkeert dus het ribosoom of de polymerase
b. De triplex zorgt voor het vormen van een RNA-DNA-hybride bij translatie, wat wordt
afgebroken door RNase H. Dit lijkt dus op RNAi.
c. De triplex voorkomt dat het ribosoom of de polymerase kan beginnen
P53 is een tumor suppressor. Mutaties in p53 kunnen kaner wel stimuleren, het is dus ook een soort
van proto-oncogen.
Toetsvraag: Wat is het therapeutische molecuul bij anti-sense therapie?
Het therapeutische molecuul is een antisense oligonucleotide, zoals een morpholino. Een ASO is 16 tot
20 nucleotide lang. De ASOs zijn gemodificeerd zoals bijvoorbeeld S- of thio-oligos. Daarnaast kunnen
ze gemethyleerd zijn. De morpholino is een specifieke modificatie met een zes ring, een stikstof in de
ring en stikstof in plaats van zuurstof in de fosfaat groep. Door de modificaties zijn de ASOs stabilier
(worden minder snel afgebroken door DNases en RNases) en worden makkelijker de cel in
getransporteerd.
Gentherapie gebruikt een virus als vehicle. Hier worden vooral het adenovirus en het retrovirus voor
gebruikt. Gentherapie is de genetische correctie van het effect van een ziekte veroorzakend
genotype/fenotype. De symptomen verdwijnen dus.
Ashanti DeSilva is de eerste patiënt van gentherapie. Ze leed aan ADA-SCID (adenosine deaminase
severe combined immunodeficiency). Door een falend afweersysteem ben je gevoelig voor alle
pathogenen. Patiënten leven in een couveuse. Bij ADA-SCID komt er een blokkade bij de precurser
bloedcellen waardoor er geen volwaardige immuun cellen gevormd worden. Bij een mutante ADA
wordt adenine gemuteerd tot inosine. Inosine wordt gekoppeld aan guanine. Hierdoor kunnen er
, geen purines meer gevormd worden, waar vooral de immuuncellen heel gevoelig voor zijn. Eerst
werd Ashanti behandeld door het enzym (PEG-ADA) wat ze mist te injecteren in een visceus troepje,
hierdoor wordt het enzym minder snel afgebroken. Van Ashanti werden volwassen T-cellen
geïsoleerd. Deze werden geïnjecteerd met een retrovirus met een intact ADA-gen waardoor de T-
cellen het missende enzym weer tot expressie gaan brengen. De T-cellen werden vervolgens weer
teruggeplaatst.
Toetsvraag: Wat is het therapeutische molecuul bij gentherapie?
Het therapeutische molecuul is een expressie casetten (LTR-psi-transgen-intron-transgen-LTR)
Hoorcollege 2: 13 november 2019
Gentherapie in het algemeen: bloedcellen afnemen, bloedcellen behandelen met een vector (iets
wat DNA of een ziekte oid kan overdragen). De vector brengt de genetische informatie in de cellen,
waardoor de cellen veranderde genetische informatie hebben. Deze kunnen weer worden
toegevoegd aan de patiënt. Dit wordt ex vivo genoemd omdat de cellen buiten het lichaam
behandeld worden. Bij in vivo zou een virus direct kunnen worden geïnjecteerd waarna het zelf het
weg gaat vinden door het lichaam.
Een virus is eigenlijk door de natuur geschonken transportmiddel. De virale eiwitmoleculen komen zo
tot expressie in de cel waardoor er nieuwe virussen gevormd worden, virussen zijn hier heel effectief
in. Bij therapie worden de ziek makende virale genen verwijderd en worden de therapeutische genen
tussen de essentiële virale genen gezet. Zo komt een therapeutisch eiwit tot expressie in de cel.
Virussen worden hier dus voor gebruikt omdat ze extreem efficiënt zijn in het infecteren en tot
expressie brengen van eiwitten in gastheercellen.
Je moet ook voorkomen dat een virus zich kan vermenigvuldigen: je wilt niet dat het virus op hol
slaat waardoor je onvoorziene gevolgen krijgt. De genen die verantwoordelijk zijn voor het vormen
van nieuwe partikels moeten dus uitgeschakeld zijn.
Retrovirussen:
- Voordeel is dat genen worden geïntegreerd in gastheer chromosomen; ook na deling
brengen de dochtercellen het eiwit tot expressie. Het eiwit zal dus levenslang tot expressie
komen. De meeste cellen zijn terminaal gedifferentieerd, waardoor de cellen altijd de
eiwitten blijven produceren.
- Nadeel is dat de genen grotendeels willekeurig worden geïntegreerd. Het is niet goed te
voorspellen waar de genen tot expressie zullen komen in het genoom, waardoor ook andere
genen verstoord kunnen worden. Omdat er maar weinig coderende genen zijn (1.5% van het
totale genoom) zou deze kans eerst klein lijken. Later bleek dat een veel groter deel van het
genoom een functie heeft.
Adenovirussen:
- Voordeel is dat maar een heel klein aantal van deze virussen geassocieerd zijn met ernstige
ziekten. Deze virussen zijn dus relatief onschuldig. Het genoom is vrij goot (50 KB) waardoor
je er ook redelijk grote genen in kwijt kan.
- Nadeel is dat het DNA niet integreert in het genoom, het blijft als een soort plasmide
aanwezig. Als de cel deelt zullen niet beide dochters het DNA blijven behouden. Hier is ook
een voordeel aan dat na genezing het virus vanzelf zal verdwijnen.
Adeno-associated virus:
- AAV kan niet repliceren zonder helper functies, er moet dus voor behandeling al een
virusinfectie geweest zijn.
- Voordeel (en nadeel) is dat het DNA integreert in het genoom. De recombinant vorm
integreert echter niet.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller FFV. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.32. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
73314 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now