Progress of Gene-Modified Hematopoietic Stem Cell Therapy For Hemoglobinopathies

Yıl 2014, Cilt: 23 Sayı: 1, 14 - 25, 30.10.2014

Atıl Bişgin İbrahim Ethem Ay Gülay Sezgin

https://doi.org/10.17827/aktd.51699

Öz

Sickle cell disease and β-thalassemia represent the most common forms of hemoglobinopathies. Since the first successful bone marrow transplant in 1981, hematopoietic stem cell transplantation is the only treatment option for the patients. However, the current routine therapies for these conditions are limited by the availability of suitable donors and graft-vs-host disease. On the other hand, hemoglobinopathies were long considered amenable to the genetic correction by available gene transfer technologies. Therefore, gene therapy strategies aim at the globin gene transfer resulting hemoglobin function recovery. Here we review the studies and clinical applications of gene therapy for the hemoglobinopathies within the timeline of developed technologies, including the viral vectors, transposons, homolog recombination as a treatment modality together with generation of induced pluripotent stem cells and chimeraplasty. This brief review highlights the gene therapy strategies, current developments, challenges and future perspectives for hemoglobinopathies.

Anahtar Kelimeler

Hemoglobinopathy, Gene Therapy, Stem Cell Therapy, iPS with Homolog Recombination, Chimeraplasty

Hemoglobinopatilerde Genetik Modifiye Hematopoetik Kök Hücre Tedavisinde Son Gelişmeler

Öz

Orak hücreli anemi ve β-talasemi hemoglobinopatilerin en sık görülen formlarıdır. 1981'de başarıyla gerçekleştirilen kemik iliği naklinden bugüne kadar hastalar için halen tek tedavi yöntemi hematopoetik kök hücre naklidir. Ancak rutin uygulamadaki tedavi yöntemleri hem uygun donör bulmadaki zorluklar hem de graft-versus-host hastaligi sebebiyle yetersiz kalmaktadır. Öte yandan uzun suredir de hemoglobinopatiler, gen transfer teknolojilerinin kullanılması ile genetik olarak düzeltilebilir hastalıklar arasında gösterilmektedir. Dolayısıyla, gen tedavi stratejileri ile globin gen transferi yapılarak hemoglobin fonksiyonun düzeltilmesi hedeflenmektedir. Bu makalede de hemoglobinopatilere yönelik gen tedavileri için geliştirilen viral vektörleri, transpozonları, homolog rekombinasyon ile birlikte uyarılmış pluripotent kök hücre tedavilerini ve kimeraplastiyi de içeren teknolojiler üzerine yapılmış çalışmalar ve klinik uygulamalar derlenmiştir. Ana olarak hemoglobinopatiler için geliştirilen gen tedavi stratejileri, son gelişmeler, karşılaşılan sorunlar ve gelecekte olası uygulanabilecek yöntemler vurgulanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Hemoglobinopati, Gen Tedavisi, Kok Hucre Tedavisi, Homolog Rekombinasyon ve iPS, Kimeraplasti

Kaynakça

• Modell B, Darlison M. Global epidemiology of haemoglobin disorders and derived service indicators. Bull World Health Organ. 2008; 86:480-7.
• Cappellini MD. The Thalassemias. In Goldman's Cecil Medicine, 24th ed. (Eds. L Goldman, EI Schafer):1060-6. Philadelphia, Elsevier, 2011.
• Steinberg MH. Sickle cell disease and other hemoglobinopathies. Goldman's Cecil medicine, 24 th ed. (Eds. L Goldman, EI Schafer):1966-75. Philadelphia, Elsevier, 2011.
• Ginzburg Y, Rivella S. Beta-thalassemia: a model for elucidating the dynamic regulation of ineffective erythropoiesis and iron metabolism. Blood. 2011; 118:4321-30.
• Thomas ED, Buckner CD, Sanders JE, Papayannopoulou T, Borgna-Pignatti C, Di Stefano P et al. Marrow transplantation for thalassemia. Lancet. 1982; 320:227-9.
• Lucarelli G, Izzi T, Polchi P, Manna A, Agostinelli F, Delfini C et al. Bone marrow transplantation in thalassemia. J Exp Clin Cancer Res. 1983; 3:313-5.
• Lucarelli G, Gaziev J. Advances in the allogeneic transplantation for thalassemia. Blood Rev. 2008; 22:53-63.
• La Nasa G, Giardini C, Argiolu F, Locatelli F, Arras M, De Stefano P et al. Unrelated donor bone marrow transplantation for thalassemia: the effect of extended haplotypes. Blood. 2002; 99:4350-6.
• Sodani P, Isgro A, Gaziev J, Polchi P, Paciaroni K, Marziali M et al. Purified T-depleted, CD34+peripheral blood and bone marrow cell transplantation from haploidentical mother to child with thalassemia. Blood. 2010; 115:1296-302.
• Walters MC, Sullivan KM. Stem-cell transplantation for sickle cell disease. N Engl J Med. 2010; 362: 955-6.
• Hsieh MM, Kang EM, Fitzhugh CD, Link MB, Bolan CD, Kurlander R et al. Allogeneic hematopoietic stem-cell transplantation for sickle cell disease. N Engl J Med. 2009; 361:2309-17.