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 BỆNHGiảng 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

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:

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

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

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,…

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

- 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

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

(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

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