Terapi gen untuk hipertensi

  Hipertensi adalah penyakit dengan tingkat morbiditas, kecacatan dan kematian yang tinggi. Saat ini terdapat lebih dari 100 juta pasien di Tiongkok dan lebih dari 50 juta pasien di Amerika Serikat. Hipertensi adalah penyebab umum penyakit jantung koroner, infark miokard, pendarahan otak dan emboli otak. Patogenesis hipertensi itu kompleks. Pada tahun 1997, Laporan Keenam Komisi Nasional Gabungan tentang Pencegahan, Deteksi, Evaluasi dan Pengobatan Hipertensi menunjukkan bahwa hanya 27,4% pasien yang diobati untuk hipertensi yang tekanan darahnya terkontrol. Selain itu, obat-obatan ini memiliki durasi kerja yang pendek (tidak lebih dari 24 jam), efek samping toksik yang tinggi (hiperkalemia, hipotensi, batuk dan kerusakan ginjal yang tidak dapat dipulihkan) dan perlu dikonsumsi seumur hidup. Karena obat pengobatan hipertensi tradisional tidak dapat mencegah terjadinya hipertensi dan mengurangi kejadian hipertensi, maka perlu dan mendesak untuk mencari metode dan strategi pengobatan hipertensi baru. Dengan perkembangan teknologi biologi molekuler, terapi gen untuk hipertensi secara alami telah menjadi hot spot untuk penelitian saat ini. Terapi gen untuk hipertensi mencakup pendekatan yang benar (transfer gen) dan antisense (penekanan gen).

  1.Terapi gen yang benar untuk hipertensi

  Terapi gen yang dibenarkan untuk hipertensi mengacu pada penggunaan liposom, adenovirus, atau retrovirus sebagai vektor untuk mentransfeksi gen target ke dalam tubuh dengan injeksi intravena atau injeksi lokal ke jaringan target untuk mengekspresikan protein yang sesuai untuk tujuan mengobati hipertensi.

  (1) Gen Adrenomedullin

  Adrenomedullin (ADM) adalah peptida yang diisolasi dan dimurnikan dari ekstrak jaringan pheochromocytoma oleh para sarjana Jepang. Ini terdiri dari 52 asam amino dan memiliki fungsi vasodilator, ekskresi natrium dan kardiotonik in vivo. Adrenomedullin (ADM) diekspresikan dalam miosit jantung, vascularsmoothmusclecell (VSMC) dan sel endotel, dan ADM memiliki efek pada vasodilatasi, penghambatan proliferasi dan migrasi VSMC, peningkatan aliran darah ginjal dan promosi ekskresi natrium, dll. Chao dkk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setelah injeksi tunggal plasmid ADM, ADM secara stabil diekspresikan dalam jaringan ginjal, jantung dan paru-paru dan menyebabkan penurunan tekanan darah yang signifikan selama lebih dari 5 minggu; setelah transfeksi pertama selama 5 minggu dan suntikan tambahan, efek antihipertensi dapat dipertahankan selama 3 minggu dan tekanan darah dapat diturunkan hingga 2,93 Percobaan ini menunjukkan bahwa transfeksi gen ADM manusia dapat menurunkan tekanan darah untuk waktu yang lama.

  (2) Gen peptida natriuretik atrium

  Peptida natriuretik atrium (ANP) adalah keluarga peptida aktif yang ditemukan pada tahun 1980-an, yang paling penting adalah peptida asam 28-amino pada manusia. Efek mengurangi BP dicapai melalui mekanisme diastole, mengurangi resistensi perifer, meningkatkan laju filtrasi glomerulus, menghambat pelepasan renin, dan menyebabkan peningkatan volume natrium dan urin yang jelas. Keluarga atrialnatriureticpeptide (ANP) terdiri dari tiga anggota, termasuk peptida natriuretik jantung, peptida natriuretik serebral, dan ANP tipe-C, yang merupakan struktur siklik yang terdiri dari 17 asam amino. Gen tersebut ditransfeksi dengan vektor adenoviral pada tikus hipertensi (DSS) yang diinduksi oleh diet tinggi garam, dan setelah injeksi intravena tunggal gen ANP selama 3 d, hal itu menyebabkan penurunan tekanan darah selama lebih dari 5 minggu, dengan penurunan maksimum 4,37 kPa. Tes morfologi juga mengungkapkan bahwa hipertrofi jantung, glomerulosklerosis, penebalan tubular dan arteri berkurang secara signifikan, menunjukkan bahwa transfeksi dengan gen ANP memiliki efek terapi yang lebih baik pada hipertensi.

  (3) Gen sintase oksida nitrat oksida

  NO yang diproduksi oleh sel endotel memiliki peran dalam tekanan darah, pengaturan aliran darah, penghambatan agregasi trombosit, dan penghambatan proliferasi sel endotel dan VSMC. Gen nitric oxide (NO) ditransfeksi ke SHR dengan injeksi vena ekor dengan cytomegalovirus, dan injeksi tunggal menyebabkan penurunan tekanan darah yang signifikan yang berlangsung selama 5-6 minggu. Indeks lain menunjukkan bahwa kadar cGMP dalam urin dan arteri, kadar nitrit / nitrat dalam urin dan serum meningkat secara signifikan setelah transfeksi gen NOS. Namun, tidak ada perubahan signifikan pada berat badan, denyut jantung, asupan air, diet dan output urin. Ini menunjukkan bahwa transfeksi gen NOS mungkin memiliki aplikasi yang menjanjikan dalam pengobatan hipertensi dan penyakit kardiovaskular [7]. Selain itu, Alexander dkk. secara eksperimental mengkonfirmasi bahwa gen eNOS manusia yang disuntikkan melalui arteri karotis menggunakan adenovirus sebagai vektor meningkatkan cacat bioavailabilitas NO dan mengembalikan fungsi endotel arteri karotis pada tikus dengan kecenderungan stroke hipertensi primer, sementara superoksida dismutase (Cu-Zsuperox-idedismutase, Cu-ZnSOD) tidak memiliki efek seperti itu. Dengan demikian, ini memberikan jalan baru untuk studi terapi gen untuk hipertensi esensial dan penyakit pembuluh darah ginjal.

  (4) Gen oksigenase heme

  Sabaawy dkk. menyuntikkan retrovirus yang mengandung cDNA HO1 manusia ke dalam miokardium SHR berusia 5-d dalam satu sesi dan menemukan bahwa tikus mengekspresikan HO1 dan mengurangi tekanan darah, dan bahwa ekspresi gen HO1 menunjukkan penurunan output urin dan penurunan respons terhadap tekanan intra-arteri yang meningkat. mengurangi responsif, dll. Namun, perlu dicatat bahwa transfeksi gen HO1 mengurangi tekanan darah pada tikus disertai dengan pertumbuhan tubuh yang signifikan.

  (Gen enzim pelepas 5Kinin)

  Enzim pelepas kinin (kallikrein) adalah kelas protease dalam tubuh yang memecah substrat protein tertentu, kininogen, menjadi bradikinin. Bradykininin memiliki aktivitas vasodilatori dan terlibat dalam pengaturan tekanan darah dan aliran darah jaringan lokal. Dalam percobaan pada manusia dan hewan, bradikinin adalah salah satu zat diastatik paling kuat yang diketahui hingga saat ini. Pengurangan BP maksimum pada tikus yang disuntik dengan gen kinase jaringan manusia hingga 50 mmHg, dan pengurangan BP minimum hingga 32 mmHg, yang berlangsung selama seluruh periode percobaan. Selain itu, tikus hipertensi garam DOCA menunjukkan penurunan volume urin, kadar protein urin dan berat badan setelah transfeksi dengan gen kinase jaringan manusia. Pemeriksaan morfologi ginjal menunjukkan penurunan yang signifikan pada glomerulosklerosis, dilatasi tubular, dan pola tubular protein. menggunakan adenovirus sebagai vektor untuk mentransfeksi spontanhypertensiverats (SHR) dengan gen enzim pelepas kinin jaringan manusia setelah injeksi intramuskular, dan hasil penelitian menunjukkan bahwa gen enzim pelepas kinin jaringan manusia dapat meningkatkan angiogenesis kompensasi spontan pada hewan dengan BP normal dan, yang sangat penting, mengoreksi regenerasi pembuluh darah yang rusak pada SHR. Gen protein pengikat renin dan gen lain juga efektif dalam pengobatan eksperimental hipertensi, menunjukkan bahwa terapi gen yang tepat untuk hipertensi adalah pendekatan terapeutik yang menjanjikan.

  2. Terapi gen antisense untuk hipertensi

  Terapi gen antisense untuk hipertensi mengacu pada penggunaan liposom, adenovirus atau retrovirus sebagai vektor untuk mentransfeksi ASODN yang dapat mengikat gen target ke dalam tubuh dengan injeksi intravena atau injeksi lokal ke dalam jaringan target untuk menghambat ekspresi protein spesifik dengan menggunakan antisense oligodeoxynucleotides (AS- ODN) atau rekombinan pada represi antisense atau penutupan gen yang diekspresikan secara berlebihan yang menyebabkan vasokonstriksi dan hipertensi dengan antisense oligodeoxynucleotides (AS-ODN) yang sesuai atau fragmen nuklir antisense (e. g., AS-cDNA) rekombinan dalam vektor ekspresi menghambat replikasi, transkripsi, transpor pemrosesan mRNA pasca-transkripsi dan proses penerjemahan, sehingga menekan produksi protein aktif yang menyebabkan hipertensi (misalnya, angiotensin II [Ang II]), menurunkan tekanan darah dan membalikkan Pekerjaan saat ini untuk memblokir produksi zat vasokonstriktor telah dilakukan dengan sejumlah cara. Gen target saat ini untuk terapi gen dalam memblokir produksi zat konstriksi terutama diarahkan pada komponen tertentu dari sistem RAS, seperti gen AGT dan AT1. Uji klinis telah menunjukkan bahwa penghambatan RAS merupakan cara penting untuk mengobati hipertensi, dan empat komponen antisense telah digunakan dalam studi terapi untuk hipertensi: antisense AT1R (AS-AT1), antisense AGT (AS-AGT), antisense angiotensin-converting enzymeanti-sense (angiotensin II-convertingenzymeanti-sense, AS- ACE) dan antisense β1-adrenergic receptorant (batal-adrenergicre-ceptorantisense, AS-β1).

  (1) Gen reseptor angiotensin II tipe I

  Gyurko et al. berhasil menurunkan tekanan darah pada SHR dengan angiotensin II reseptor subtipe 1 (AR1R). Hal ini dilakukan dengan menyuntikkan oligonukleotida antisense mRNA reseptor anti-AT-1 ke dalam ventrikel SHR, dan kemudian mengukur jumlah reseptor AT-1 dan reseptor angiotensin II subtipe 2 (AT-2) reseptor dan memantau tekanan darah tikus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah reseptor AT di blok jaringan subthalamic SHR berkurang 20%-30%, dan tekanan darah SHR berkurang secara signifikan hingga 49 mmHg. Hasil ini memberikan dasar yang dapat diandalkan untuk terapi gen reseptor anti-angiotensin II untuk hipertensi, dan Pachori dkk. mentransfeksi SHR dengan ASODN AT1R oleh retrovirus, yang menghasilkan penurunan tekanan darah yang berkelanjutan pada tikus, yang mengindikasikan bahwa terapi gen antisense untuk hipertensi layak dilakukan secara teori dan praktik. Selain itu, model hewan hipertensi dan hipertrofi miokard terkait didirikan dengan tikus transrenin, dan ASODN AT1R disuntikkan ke miokardium tikus neonatal oleh retrovirus sekaligus. hipertrofi pada tikus kontrol sudah sangat serius pada 16 d, menunjukkan bahwa transfeksi jaringan lokal dengan ASODN dapat menghasilkan efek terapi yang lebih diinginkan.

  (2) Gen tirosin hidroksilase

  Kumai dkk. melaporkan bahwa injeksi ASODN intravena dengan gen tirosin hidroksilase (TH) dapat secara signifikan mengurangi tekanan darah, tingkat adrenalin / norepinefrin, aktivitas enzim TH, dan tingkat protein TH pada SHR, sementara injeksi ASODN intravena ke tikus WistarKyoto tidak memiliki efek signifikan pada tekanan darah, dan secara signifikan dapat mengurangi tingkat katekolamin, aktivitas enzim TH dan tingkat protein TH. Ini secara signifikan mengurangi kadar katekolamin, aktivitas enzim TH dan kadar protein TH, menunjukkan bahwa aplikasi sistemik ASODN yang menghambat gen TH efektif dalam pengobatan antihipertensi SHR.

  (3) Gen angiotensinogen

  Di antara gen kandidat untuk hipertensi (EH) yang dipelajari sejauh ini, gen angiotensinogen (AGT) dianggap sebagai gen terkait EH yang paling mungkin. Gen AGT manusia terletak pada kromosom 1q42–43. Menerapkan analisis keterkaitan dengan pasangan saudara kandung yang terkena dampak mengungkapkan hubungan yang signifikan antara gen AGT dan EH, dengan sebagian besar laporan mengkonfirmasi bahwa varian M235T dari gen dikaitkan dengan hipertensi, dengan kadar AGT plasma dalam urutan genotipe TT> TM> MM. Studi terakhir menunjukkan bahwa tekanan darah sistolik dan diastolik dan konsentrasi AGT plasma secara signifikan lebih tinggi pada genotipe TT dan TM daripada pada pasien MM, dan sebagai tambahan, proporsi yang pertama dengan obat antihipertensi dan proporsi dengan lebih dari dua obat antihipertensi secara signifikan lebih tinggi daripada yang terakhir. Juga telah dilaporkan bahwa pasien dengan hipertensi genotipe T235 lebih sensitif terhadap respons antihipertensi terhadap inhibitor enzim pengubah angiotensin (AGEI). Sistem renin-angiotensin (RAS) memainkan peran penting dalam pengaturan tekanan darah dan dalam perkembangan hipertensi, dan AGT adalah satu-satunya substrat dalam RAS yang menghasilkan angiotensin I (AngI). Hasilnya adalah penurunan sementara kadar AGT plasma pada SHR, disertai dengan penurunan mRNA AGT di hati SHR, penurunan konsentrasi Ang II plasma dan penurunan sementara tekanan darah. Setelah injeksi ODN antisense, tekanan darah SHR diturunkan dari 178 mmHg menjadi 154 mmHg yang dipertahankan selama sekitar 1 minggu. Efek hipotensi dari antisense ODNs tidak dapat dipertahankan, dan bagaimana memperpanjang durasi efek hipotensi juga merupakan arah utama penelitian di masa depan.

  AGT, sebagai senyawa penting RAS, memainkan peran penting dalam terjadinya dan perkembangan hipertensi pada manusia dan hewan, dan data menunjukkan bahwa aplikasi sistemik ASODN dengan gen AGT dapat mengurangi tingkat tekanan darah SHR. kimura et al. Gen AGT yang disuntikkan yang dibawa oleh adenovirus rekombinan (recombinationadenoassociatedvirus, rAAV) ASODN disuntikkan ke dalam miokardium SHR berumur 5 hari sekaligus, dan onset hipertensi tertunda 91 d. Tikus-tikus tersebut menunjukkan penurunan tekanan darah yang signifikan selama 6 bulan setelah dewasa. Pengurangan maksimum tekanan darah adalah 3,07 kPa, dan ASODN yang ditransfeksi bekerja secara stabil di hati, ginjal dan jantung, dan secara signifikan mengurangi hipertrofi miokard ventrikel kiri dan tingkat AGT di hati, dan tidak ada efek hepatotoksik yang diamati. Hal ini menunjukkan bahwa ASODN yang ditransfeksi dengan rAAV untuk gen AGT dapat dengan aman, stabil dan tahan lama mengobati hipertensi.

  (4) gen reseptor β1-adrenergik

  Namun, mereka memiliki banyak efek samping karena mempengaruhi sistem saraf pusat dan reseptor β2 adrenergik (β2AR). Zhang dkk. merancang ASODN yang secara khusus menghambat mRNA reseptor β1 adrenergik (β1AR) untuk mengatasi kekurangan β-blocker tradisional dan menghasilkan efek antihipertensi jangka panjang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa injeksi intravena tunggal ASODN dengan pembawa liposom kationik dapat secara signifikan mengurangi kepadatan β1AR miokard (30% – 50% selama 18 d), tetapi tidak berpengaruh pada β2AR, dan penurunan maksimum tekanan darah SHR adalah 5,07 kPa selama 20 d. Tidak ada penurunan denyut jantung yang signifikan, dan tidak ada penurunan signifikan dalam radioautografi. Tidak ada perubahan signifikan pada β1AR di jaringan otak, sementara itu berkurang secara signifikan di jaringan jantung dan ginjal (P<0,05). Efek hipotensi dari atenolol β-blocker yang diamati secara bersamaan pada SHR dipertahankan hanya selama 10 jam, dan juga menginduksi bradikardia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ASODN, yang menghambat ekspresi β1AR mRNA, menurunkan tekanan darah lebih lama dan lebih konsisten daripada β-blocker konvensional, tanpa efek signifikan pada detak jantung, β2AR, atau sistem saraf pusat.   (5) Gen enzim pengubah angiotensin   Peran penting ACE dalam RAS dan hipertensi telah dikonfirmasi oleh berbagai penelitian, dan ACE inhibitor adalah kelas obat terapi hipertensi yang biasa digunakan dalam praktik klinis. Wang dkk. berfokus pada dua pertanyaan berikut: (1) apakah ASODN menghambat ACE mRNA dapat mencegah perkembangan hipertensi pada SHR remaja; (2) transfeksi ASODN dengan vektor retroviral pada tikus biparental hipertensi spontan dengan vektor retroviral untuk mengamati apakah fenotipe anti-hipertensi diwariskan kepada keturunannya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa injeksi miokard dari gen ACE ASODN dengan vektor retroviral pada SHR berusia 5-d dapat menurunkan tekanan darah secara moderat untuk waktu yang lama, sebesar (1,12 ± 0. 20) kPa, dan mencegah perkembangan perubahan patologis kardiovaskular dan vaskular ginjal, dan mengurangi hipertrofi ventrikel, mengembalikan tekanan darah arteri ginjal, respons kontraktil yang bergantung pada reseptor dan fungsi sel endotel; sementara tekanan darah tikus WistarKgoto yang ditransfeksi dengan gen yang sama Tikus WistarKgoto yang ditransfeksi dengan gen yang sama tidak menunjukkan perubahan tekanan darah yang signifikan, menunjukkan bahwa RAS memainkan peran penting dalam patogenesis hipertensi dan penghambatan sistem ini pada tingkat genetik mungkin merupakan metode yang efektif untuk kontrol jangka panjang hipertensi.   Temuan unik dari penelitian ini adalah bahwa tikus biparental hipertensi spontan yang ditransfeksi dengan gen ACE ASODN mampu meneruskan fenotip antihipertensi yang didapatnya kepada keturunannya, yang memiliki penurunan tekanan darah yang sama, mengurangi hipertrofi miokard, kopling eksitasi arteri ginjal normal, dan fungsi sel endotel arteri ginjal normal seperti orang tua mereka. Hasil Southern blotting dan polymerase chain reaction (PCR) menunjukkan bahwa gen ASODN disisipkan ke dalam genom orang tua SHR dan diwariskan kepada keturunannya. Ini mungkin menjadi alasan penting mengapa keturunan SHR memperoleh fenotipe anti-hipertensi, dan temuan ini memberikan ide baru untuk pencegahan dan pengendalian hipertensi manusia dengan predisposisi genetik keluarga.   (5) Gen target lainnya   Beberapa gen lain, seperti thyrotropropinreleasinghormone (TRH), angiotensingeneactivatingelements, carboxypeptidaseY, dan cfos dari ASODN juga memiliki efek seperti menurunkan tekanan darah dan / atau menghambat proliferasi VSMC.   Komponen antisense yang berbeda memiliki efek biologis dan efek antihipertensi yang berbeda, dan komponen antisense yang sama memiliki efek antihipertensi yang berbeda dan perbaikan dalam perubahan patofisiologis dan morfologis tergantung pada ada atau tidaknya pembawa dan jenis pembawa atau rute masuk ke dalam tubuh. Namun, sebagian besar laporan dalam literatur telah menunjukkan keunggulan terapi gen antisense: suntikan tunggal komponen antisense dapat menurunkan tekanan darah atau menunda timbulnya hipertensi dalam jangka panjang dan mencegah atau membalikkan perubahan patofisiologis dan morfologis yang terkait dengan hipertensi dengan selektivitas tinggi dan tanpa efek samping obat konvensional. Data yang tersedia menunjukkan bahwa terapi gen antisense adalah metode yang efektif untuk mengendalikan hipertensi manusia di masa depan.   3. Masalah dan Prospek   Sejumlah besar data eksperimental yang terakumulasi pada terapi gen nonsense dan antisense untuk hipertensi sepenuhnya menunjukkan bahwa terapi gen tidak hanya dapat mengurangi tekanan darah secara konsisten dan mantap, tetapi juga dapat mengontrol terjadinya hipertensi secara mendasar dan mengontrol kecenderungan genetik keluarga hipertensi, yang berada di luar kemampuan semua obat pengobatan hipertensi saat ini. Sejumlah besar data eksperimental menunjukkan bahwa terapi gen untuk hipertensi memiliki prospek yang menggembirakan, tetapi saat ini, terapi gen untuk hipertensi masih dalam tahap percobaan hewan praklinis, dan masih banyak masalah yang perlu kita atasi dan selesaikan, masalah utama saat ini adalah.   (1) Pemilihan gen target yang ideal adalah prasyarat untuk pengobatan hipertensi. Hanya dengan pemahaman menyeluruh tentang mekanisme biologi molekuler hipertensi dan pemahaman yang jelas tentang gen kunci dan gen terkait patogenesis, barulah mungkin untuk mendiagnosis dan mengobati hipertensi pada tingkat genetik, dan hipertensi adalah penyakit abnormal multigene, yang membawa kesulitan tertentu pada definisi dan pemilihan gen target, oleh karena itu, pemilihan beberapa target (target kombinasi atau jaringan Oleh karena itu, pemilihan beberapa target (target kombinasi atau target jaringan) untuk perawatan komprehensif harus menjadi masalah penting dalam penelitian terapi gen hipertensi;   (2) Konstruksi vektor. Konstruksi vektor yang aman, efisien dan imunogenisitas rendah merupakan topik hangat dalam terapi gen.   (3) Efisiensi transfer dan penargetan sistem transfer gen (seperti adenovirus, retrovirus, liposom, dll.) perlu ditingkatkan lebih lanjut, dan efek jangka panjang dari sistem transfer pada tubuh manusia perlu diklarifikasi lebih lanjut.   Secara umum, metode transfer gen langsung lebih disukai daripada metode tidak langsung. Dengan perkembangan teori dan teknologi biologi molekuler dan patologi molekuler, dan peningkatan berkelanjutan dari keseluruhan tingkat terapi gen, kami percaya bahwa terapi gen akan menjadi salah satu cara terbaik dan efektif untuk mengobati hipertensi.

Dukung kami

Jika konten di atas bermanfaat bagi Anda, silakan klik tombol bagikan untuk membagikan artikel atau situs web. Ini adalah dukungan terbesar bagi kami.

Diskusi

Bagikan pengalaman Anda atau cari bantuan dari sesama pasien.

Bahasa Lain

English Español Português 日本語 Deutsch Français Bahasa Indonesia Русский