Akademisk afhandling
Gene transfer into human epidermis as an experimental model for somatic gene therapy
4. nov. 2005
2 min.
Doktordisputatsen er baseret på studier udført i perioden 1987-2002 på Institut for Human Genetik, Aarhus Universitet, og på Clinical Gene Therapy Branch, National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA. Disputatsen er baseret på syv publicerede artikler.
Der er mange fordele ved at benytte huden som målorgan for genterapi. Huden er menneskets største organ og let tilgængeligt. Der findes i dag veludviklede teknikker, som gør, at keratinocytter kan dyrkes i vævskultur og her stimuleres til differentiering. Dette resulterer i dannelsen af et flerlaget pladeepitel, der kan bruges til transplantation.
Vi har i de sidste 15 år arbejdet med genoverførsel til epidermale keratinocytter mhp. at udvikle egnede modeller for somatisk genterapi. Nonviral genoverførsel til keratinocytter er en effektiv process; men den resulterende genekspression er af kort varighed. Med retrovirale vektorer kan transduk- tionsfrekvenser op imod 100% opnås, og her er genekspres- sionen permanent, tydende på at epidermale stamceller kan transduceres. Vi har vist, at det i keratinocytter er muligt at kombinere nonviral og retroviral genoverførsel og dermed opnå effektiv overførsel og langtidsfunktion.
Genoverførsel til huden kan måske bruges til behandling af arvelige hudsygdomme. Efter overførsel af steroidsulfatase- gener til keratinocytter fra patienter med X-bundet ichthyosis har vi transient korrigeret den biokemiske defekt, som medfører sygdommen. Desuden har vi immortaliseret keratinocytter fra patienter med epidermolysis bullosa simplex ved at udtrykke enzymet telomerase. Disse celler benyttes til udvikling af metoder til korrektion af sygdomsfremkaldende keratinmutationer.
Medicinsk relevante proteiner som humant væksthomon, der syntetiseres i transfekterede keratinocytter transplanteret til immundefekte mus, secerneres til musens blod. Desuden kan genetisk modificerede keratinocytter fungere som »metabolic sink«, der kan rense blodet for metabolitter, der ophobes ved visse stofskiftesygdomme. Vi har vist, at genetisk modificerede keratinocytter kan metabolisere ornithin, der ophobes ved ornithinaminotransferasemangel, og fenylalanin, der kan medføre fenylketonuri.
Vores arbejde kan ses som begyndelsen på en videnskabelig og teknologisk udvikling henimod metoder, der tillader topisk applikation af genetisk materiale til huden for at opnå korttidseffekter, eller resulterende i specifik integration eller reparation af mutationer i epidermale stamceller. En sådan teknologi vil kunne benyttes til behandling af arvelige hudsygdomme, sår og systemiske sygdomme.