مروری بر ژن درمانی

[Helena.M]

انواع وکتور در ژن درمانی

رترویروس‌ها RETROVIRUSES

ماده‌ی ژنتیکی در رترویروس‌ها به شکل RNA است، در حالی‌که ماده‌ی ژنتیکی میزبان‌شان به شکل DNA می‌باشد. هنگامی که یک روترویروس سلول میزبان را آلوده می‌کند قبل از ترکیب ماده‌ی ژنتیکش با ژنوم میزبان، لازم است که نسخه‌ی DNA ای از مولکول RNA اش تولید کند. این عمل طی فرایندی به نام رونویسی معکوس توسط آنزیم ترنس کریپتاز معکوس انجام می‌شود (اساساً DNA به عنوان الگو برای تولید RNA می‌باشد اما عمل این آنزیم عکس است، به همین دلیل به این صورت نامگذاری شده است). بعد از تولید این نسخه‌ی DNA و آزاد شدن آن در هسته‌ی سلول میزبان توسط آنزیم اینتگراز INTEGRAZ وارد DNA میزبان می‌شود. اکنون ماده‌ی ژنتیک ویروس قسمتی از ماده‌ی ژنتیک میزبان شده و همراه با آن همانندسازی و تقسیم می‌شود.
یکی از معایب استفاده از روترویروس‌ها این است که عمل آنزیم اینتگراز به‌طور تصادفی است بنابراین الصاق ماده‌ی ژنتیک ویروس در مکان مشخصی از ژنوم میزبان صورت نمی‌گیرد. به این ترتیب ممکن است الصاق در میان یکی از ژن‌های سلول میزبان صورت گیرد و ژن در اثر جهش از کار بیافتد و یا اگر در محدوده‌ی یک ژن تنظیم کننده‌ی تقسیم سلولی الصاق شود، تقسیم سلول از کنترل خارج شده و سلول سرطانی می‌شود. به‌علاوه روترویروس‌ها تنها قادر به آمیخته شدن با ژنوم سلول‌هایی می‌باشند که تقسیم سلولی فعال دارند. بنابراین اگرچه در ژن درمانی SCID که سلول‌های هدف قادر به تقسیم می‌باشند وکتور مناسبی است، اما برای درمان‌هایی که سلول‌های هدف تقسیم نمی‌شوند مثل سلول‌های عضلانی قابل استفاده نمی‌باشد.
آدنویروس‌ها Adenoviruses
در تعدادی از پروژه‌های ژن درمانی نظیر درمان فیبروزکیستیک از آدنوویروس‌ها به عنوان وکتور استفاده می‌شود. ماده ژنتیک آدنوویروس‌ها به شکل DNA دو رشته‌ای می‌باشد. آدنوویروس‌ها در انسان سبب عفونت‌های تنفسی، روده‌ای و چشمی می‌شوند. هنگامی که این ویروس‌ها سلول میزبان را آلوده می‌کنند، برخلاف روترویروس‌ها، ماده‌ی ژنتیک‌شان را با ژنوم میزبان الصاق نمی‌کنند و مولکول DNAشان در هسته‌ی سلول آزاد می‌ماند. بنابراین خطر سرطانی شدن سلول‌ها در کاربرد این وکتور وجود ندارد و همچنین برای آلوده سازی سلول‌هایی که قدرت تقسیم ندارند نیز قابل استفاده می‌باشد. اما مشکلی که در به‌کارگیری آدنوویروس‌ها به عنوان وکتور وجود دارد، عدم همانندسازی مولکول DNA آزاد هنگام همانندسازی ژنوم میزبان برای تقسیم سلولی می‌باشد و از این رو سلول‌های حاصل از تقسیم فاقد ژن اضافه شده می‌‌باشد و باید در هر نسل سلولی دوباره مراحل آلوده‌سازی تکرار گردد.
روش‌های غیر ویروسی Non-viral methods
ویروس‌ها تنها راه وارد کردن DNA به سلول‌ها نیستند؛ طی فرایندی به نام ترنسفکشن (Transfection) سلول‌ها می‌توانند DNA مورد نظر را از محیط‌شان جذب کنند. از روش‌های ترنسفکشن تکان دادن سلول با جریان الکتریکی، یا فیوز کردن با لیپوزم حاوی ژن مورد نظر می‌باشد.
اگرچه این تکنیک‌ها به اندازه‌ی وکتور‌های ویروسی کارایی ندارند، اما به جهت ایمنی بیش‌تر نسبت به استفاده از ویروس‌ها مورد توجه‌اند و در فناوری ساخت وکتور تلاش‌های زیادی برای پیشرفت این تکنیک‌ها صورت گرفته و می‌گیرد.
با اینکه در آغاز هدف آزمایش‌های ژن درمانی، درمان بیماری‌های ژنتیکی نظیر SCID، فیبروزکیستیک و هایپرکلسترولمیای ارثی بود، اما امروزه نگاه دانشمندان از چنین بیماری‌های نادری که به علت نقص یک ژن منفرد ایجاد می‌شوند به سمت بیماری‌های رایج‌تر که اساس پیچیده‌تری دارند از قبیل انواع سرطان و بیماری‌های قلبی – عروقی متمرکز شده است که در شماره‌های بعدی به آن خواهیم پرداخت.
در زیر به برخی تکنیک‌های ژن درمانی سرطان اشاره می‌شود:
• دانشمندان تلاش می‌کنند که ژن جهش یافته را که باعث سرطان شده است را با ژن سالم جابه جا کنند. برای مثال جهش در ژن P53 که یک ژن آنتی توموردر سلول‌های سالم بدن است می‌تواند سبب سرطان شود. در واقع P53 یک مکانیسم طبیعی و ذاتی برای توقف رشد تومور در بدن است. جاگزینی P53 معیوب با نسخه‌ی سالم آن می‌تواند این مکانیسم طبیعی مقابله با سرطان را به سلول‌ها بازگرداند.
• برخی دانشمندان بر روی راه‌هایی تحقیق می‌کنند که پاسخ ایمنی بیمار را در مقابل تومور تقویت کنند. در این روش‌ها دانشمندان با بهره‌گیری از تکنولوژی ژن درمانی، توانایی طبیعی بدن در حمله به سلول‌های سرطانی را تحریک می‌کنند. در یکی از متود‌های تحت بررسی دانشمندان مقداری نمونه خون از بیمار می‌گیرند و ژن تولید کننده‌ی پروتئین گیرنده‌ی Tcell را به لنفوسیت‌های T نمونه خون بیمار منتقل می‌کنند. این سلول‌ها در مقابله با آنتی‌‌ژن آن را می‌بلعند. سپس نمونه‌ی دستورزی شده را به جریان خون بیمار بازمی‌گردانند. در بدن لنفوسیت‌ها از این ژن، پروتئین TCR تولید می‌کنند که در سطح سلول‌ جامی‌گیرند. TCRها مولکول‌های خاصی را در سطح سلول‌های سرطانی شناسایی می‌کنند و به آن متصل می‌شوند. به این ترتیب لنفوسیت به سطح سلول سرطانی هدایت شده و به آن اتصال یافته و شروع به بلعیدن آن می‌کند. با این روش لنفوسیت قادر می‌شود به تومورحمله کند و آن را نابود سازد.
• در نوعی درمان محققان ژن‌های انتهاری را به سلول‌های سرطانی معرفی می‌کنند. سپس داروهای سمی که به صورت غیرفعال یا prodrug می‌باشند را به بیمار می‌دهند. محصول ژن‌های اینتهاری پروتئینی است که با ایجاد تغییر در ساختمان داروی غیرفعال، آن را فعال می‌کند. داروی فعال شده آن سلول‌های سرطانی را تخریب می‌کند.
• در روشی دیگر که سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند، دانشمندان در تلاش اند تا با تکنیک‌های ژن درمانی حساسیت سلول‌های سرطانی را نسبت به شیمی درمانی ، پرتو درمانی و درمان‌های دیگر بالا ‌برند. محققان، سلول‌های بنیادین سازنده‌ی خون را - که آسیب پذیری آنها نسبت به شیمی درمانی و پرتو درمانی، استفاده از این روش‌ها را محدود می‌سازد- از بدن بیمار خارج می‌کنند و با وارد کردن برخی ژن‌ها آنها را نسبت به اثرات جانبی دز بالای داروهای ضد سرطان مقاوم‌تر می‌سازند و سپس آنها را به بدن بیمار بازمی‌گردانند.
• از جمله توانایی‌های توده‌های سرطانی رگ‌سازی (آنژیوژنز) می‌باشد تا از این طریق مواد غذایی لازم برای تکثیر بیشتر را دریافت کنند. از این رو تلاش می‌شود با مهار آنژیوژنز از رشد توده و متاستازی جلوگیری کنند. عده‌ای از محققان در به خدمت‌گیری فناوریهای مهندسی ژن در این بخش از روند درمان متمرکز شده اند.
پیشرفت های جدید
• روش جدید ژن درمانی برای نابودی سلول های سرطان پستان
محققان آمریکایی روش جدید ژن درمانی خود را مستقیما روی یک نوع سلول سرطان پستان آزمایش کردند که باعث نابودی سلول شد.
به گزارش سرویس پژوهشی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا) منطقه مرکزی، سرپرست این تحقیق «مین چین هانگ» از مرکز سرطان «اندرسون» در دانشگاه تگزاس می گوید: دانشمندان در تحقیقات سلولی و آزمایش هایی که بر روی موش ها انجام دادند، جهش ژنی «BiKDD» را یافتند که بطور قابل توجهی مقاومت در برابر درمان در سلول های اولیه سرطان را کاهش می دهد که این امر با جلوگیری از فعالیت سه پروتئین از خانواده Bcl ۲ اتفاق می افتد.
روش ژن درمانی جدید به عملکرد بهتر «Lapatinib» که یکی از دارو های معمول در شیمی درمانی سرطان پستان است، کمک می کند.
بر اساس این گزارش، این روش مستقیما بر روی سلول های سرطان پستان عمل می کند. روش جدید ژن درمانی می تواند مقاومت سلول ها در برابر داروها را کاهش دهد و اندازه سلول ها را در موارد عود مجدد بیماری کوچکتر کند.
ژن درمانی از طریق میتوکندری نیز افق تازه ای است که بنا به خصوصیات ی که میتوکندری دارد نیز می تواند دریچه ای جدید در این خصوص باشد.توضیح مفصل این نوع ژن درمانی در پیوست جزوه تقدیم خواهد شد.
ژن درمانی به منظور دوپینگ در ورزشکاران می تواند جان آنان را بگیرد
محققین دریافته اند که ورزشکاران در صورت استفاده از تکنیک ژن درمانی به منظور بهبود فعالیتهای فیزیکی بدن خود می توانند جان خود را در معرض خطری کاملاً جدی قرار دهند.
به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز ، پیشرفت های پزشکی در سالهای اخیر سبب شده تا توجه بسیاری از ورزشکارانی را که در جستجوی یافتن شیوه ای بهتر از استفاده از استروئیدها هستند، به ژن درمانی جلب شود .
اما دانشمندان هشدار می دهند ژن درمانی می تواند خطر بسیار بزرگی را برای ورزشکاران در بر داشته باشد و ورزشکاران در صورتی که بخواهند حتی یک بار تأثیرات آن را آزمایش کنند، جان خود را در معرض خطری جدی قرار می دهند.
ژن درمانی در برخی از شیوه های درمان با تأثیرگذاری بر روی ژنهای معیوب و یا تغییر درجه حرارت روشن و خاموش شدن ژنها تأثیرات مثبتی از خود نشان داده است، اما محققان پس از مرگ «جس جلسینگر» ۱۸ ساله طی دوره تحقیقاتی در سال ۱۹۹۹ درباره این شیوه درمانی بسیار محتاط شده اند.