مقاله مروري مقدمه تاريخچه ژن درماني دانشمندان در اوايل دهه هفتاد فرضيه»جراحي ژني«را براي درمان

Transkripsi

1 مجله دانشكده پیراپزشکی ارتش جمهوري اسالمي ايران سال پنجم شماره 1 بهار و تابستان 1389 شماره مسلسل 8 مقاله مروري پريسا مرسلي 1 عليرضا صالحي وزيري 2 مقدمه بسياري از صاحبنظران از سده حاضر بهعنوان سده مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي مولكولي ياد ميكنند. به اعتقاد بسياري از دانشمندان تولد ژندرماني در اوايل دهه 1990 يك رخداد بزرگ و انقالبي بود كه چشمانداز جديدي را در عرصه پزشكي مولكولي ايجاد كرد زيرا براي نخستين بار در تاريخ علوم زيستي كاربرد روشها و فنون بسيار حساس و جديد جهت انتقال ژنهاي سالم به درون سلولهاي بدن و تصحيح و درمان ژنهاي جهشيافته و معيوب پنجرهاي نو به سوي مبارزه جدي اساسي و عل ي )نه معلوليودرسطحفرآوردههايژني(بابسياريازبيماريهاگشوده است. ژندرماني در واقع انتقال مواد ژنتيكي به درون سلولهاي يك موجود براي مقاصد درماني ميباشد كه به روشهاي متفاوت و متنوع )فيزيكي شيميايي و زيستي( صورت ميگيرد كشف بسياري از ژنهاي بيماريزاي مهم در آينده نزديك كاربرد روشهاي متنوع و بيسابقه غربالسازي ژنتيكي و پيشگوييهاي بسيار دقيق پيرامون تعيين سرنوشت جنين از نظر بيماريهاي ژنتيك پيش و پس از تولد از ديگر قابليتهاي مهندسي ژنتيك و ژندرماني است. پژوهشگران با انجام تحقيقات گسترده بر بسياري ازمحدوديتهايموجوددرزمينهژندرمانيفائقآمدهاند.همچنين در زمينه هدفگيري بسيار اختصاصي سلول و انتقال ژن يا DNAي برهنهبهدرونآن-بهعنواندارو-پيشرفتهايچشمگيريحاصل شده است. عليرغم اينكه در حال حاضر ژندرماني روشي پرهزينه بوده و به فنون پيشرفته و تخصصي نياز دارد اما بهزودي از اين روش در مورد طيف بسيار وسيعي از بيماريها استفاده خواهد شد. همچنين شواهد فزآينده و اميدبخشي وجود دارد كه استفاده از روشهاي پزشكي مولكولي در آيندهاي نه چندان دور و در مقايسه با وضع كنوني صدها بار هزينههاي درماني را نيز كاهش خواهد داد. تاريخچه ژن درماني دانشمندان در اوايل دهه هفتاد فرضيه»جراحي ژني«را براي درمان بيماريهاي ارثي پيشنهادکردند. اساس اين فرضيه درآوردن ژن عامل بيماري و قرار دادن ژن سالم از طريق عمل جراحي بود. اين موضوع در حد فرضيه باقي مانده است چون چه در گذشته و چه در حال حاضر اطالعات بيولوژيک و مهارت فني الزم براي انجام چنين عمل جراحي ظريف در بدن انسان وجود نداشته و ندارد. با وجود اين گروهي از دانشمندان دانشکده پزشکي بايلور )هوستون تگزاس( در سال 1983 مطرح کردند که ژن درماني ميتواند به روشي براي درمان بيماري لش- نيهان تبديل شود. اين دانشمندانبهآزمايشهايمختلفيدستزدندودراينآزمايشهاژن توليد کننده آنزيم را جهت توليد به داخل گروهي از سلولها تزريق کردند تا از اين طريق بيماري را درمان کنند. دانشمندان چنين فرض کردند که با تزريق اين سلولها به افراد مبتال به بيماري لش- نيهان ميتواننقصژنتيکيموجودرادرمانکرد.همزمانباپيشرفتعلم ژنتيک در دهه هشتاد ژن درماني جايگاه تثبيت شدهاي در اذهان دانشمندان به عنوان روش نويد بخش درمان بيماريهاي خاص به دست آورد. يکي از داليل اصلي رشد ژن درماني افزايش توانايي دانشمندان در شناسايي اختالل عملکرد ژنهاي خاص و تعيين ارتباط آن با بروز بيماريهاي ژنتيکي است. مطالعه کامل DNA و کروموزومها نشان داد که برخي ناهنجاريهاي ژنتيکي خاص در يک يا چند ژن در نسلهاي متوالي اعضاي خاص خانواده که از بيماريهايي مانند سرطان روده بيماري آلزايمر بيماري قلبي ديابت و... رنج ميبرند رخ ميدهد. اگرچه ممکن است ژنها تنها عامل ايجاد اين بيماريها نباشند اما اين زمينه ژنتيکي 1 كارشناس ارشد بيوتكنولوژي مدير پژوهش دانشكده پيراپزشكي دانشگاه علوم پزشكي آجا 2 دانشجوي دورة 1 كارشناسي راديولوژي دانشكده پيراپزشكي دانشگاه علوم پزشكي آجا

2 مجله دانشكده پیراپزشکی ارتش جمهوري اسالمي ايران سال پنجم شماره 1 بهار و تابستان 1389 شماره مسلسل 8 18 برخي افراد را مستعد ابتال به بيماري ميکنند. در حقيقت برخي دانشمنداناينفرضيهرامطرحکردهاندکهتمامبيماريهادارايزمينه ژنتيکي هستند. در 14 سپتامبر سال 1990 يک دختر 4 ساله که از نوعي بيماري ژنتيکي رنج ميبرد به عنوان اولين فرد در آمريکا تحت ژن درماني قرار گرفت. چون بدن اين دختر قادر به توليد آنزيم آدنوزين د آميناز (ADA) نبود سيستم ايمني بدن وي تضعيف شده بود و اين دختر به شدت مستعد ابتال به عفونتهاي شديد شده بود. دانشمندان گلوبولهاي سفيد اين دختر را گرفتند و ژنهاي توليد کننده ADA را به سلولها وارد کردند و سپس سلولها را مجددا به بدن وي تزريق کردند. اگرچه افزايش توانايي توليد ADA در بدن اين بيمار مشاهده شد اما دانشمندان ترديد داشتند که اين نتيجه مثبت ناشي از ژن درماني است يا ناشي از درمان دارويي جانبي. با وجود اين بعد از اين اقدام درماني دوره جديدي آغاز شد و از آن زمان به بعد دانشمندان زيادي به انجام تحقيق در اين زمينه مبادرت ورزيدند. در همان سال ژن درماني در بيماران مبتال به سرطان پوست نيز انجام شد. هدف از درمان اين بيماران توليد آنتيبادي براي مقابله با سلولهاي سرطاني بود به تدريج بر تعداد تحقيقاتي که براي بررسي تأثير ژن درماني بر روي بيماريهاي مختلف انجام ميگرفتند افزوده شد. به عنوان مثال ژن درماني سيستيک فايبروزيس باعث تغيير سلولهاي مبتال و ايجاد توانايي توليد پروتئين خاص در آنها براي مقابله با بيماري ميشود. در تحقيق ديگر بيماران مبتال به سرطان مغز را تحت ژن درمانيقراردادند.دراينروش ژنتزريقشدهسلولهايسرطاني را نسبت به داروها حساستر ميکند در حال حاضر مجموعهاي از عوامل جديد ژن درماني در دست بررسي هستند. در آمريکا درمانهاي مبتني بر اسيد نوکلئيک vivo) (in و درمانهاي مبتني بر سلول vivo) (ex در حال بررسي هستند. در ژن درماني مبتني بر اسيد نوکلئيک از حاملهايي مانند ويروسهابرايانتقالژنهايموردنظربهسلولهايهدفاستفاده ميشود. در ژن درماني مبتني بر سلول سلولها را از بدن بيمار خارج ميکنند و بعد از ايجاد تغيير ژنتيکي در آنها مجددا وارد بدن ميکنند. در حال حاضر ژن درماني براي بيماريهاي زير ابداع شدهاست:سيستيکفايبروزيس )بااستفادهازحاملآدنوويروسي( عفونت HIV مالنوم بدخيم سرطان کليه و هموفيلي B )بر اساس ژندرمانيسلولي( سرطانريه )بااستفادهازحاملرتروويروسي(. ژن درماني چيست و در چه مرحلهاي قرار دارد ژندرماني روشاصالح ژنهايمعيوبوعاملبيمارياست.اين روش درماني درحال حاضر در مرحله تحقيقاتي است و در اين مرحله شيوههاي مختلفي براي اصالح ژن مورد مطالعه ميباشد. مهمترين روش به اين منظور قراردادن يک ژن سالم در ژنوم بيمار است. ژن درماني درحال حاضر در دنيا در مرحله تحقيقاتي ميباشد و هنوز هيچ فرآورده مورد استفاده در ژن درماني توسط اداره غذا و داروي آمريکا تاييد نشده است. تحقيقات باليني انجام شده نيز از موفقيت کمي برخوردار بوده است. اولين ژن درماني در سال 1990 انجام شد که بر روي کودک 4 سالهاي با بيماري نادر ژنتيکي نقص ايمني شديد ترکيبي (SCID) انجام شد. اين بيمار به دليل دارا نبودن سيستم ايمني طبيعي بايد در محيط استريل نگهداري ميشد و مرتب دوز باالي آنتي بيوتيک مصرف ميکرد در بيمار مزبور گلبولهاي سفيد بيمار گرفته شد و سپس در آزمايشگاه رشد داده شد و ژن سالم به گلبولها وارد و دوباره به بيمار برگردانده شد. مطالعات بعدي نشان داد که سيستم ايمني بيمار تقويت شده است و بيمار مجددا به زندگي عادي برگشت اما اين روش درماني يک درمان مادامالعمر نبود و بيمار مجبور به تکرار درمان هر چند ماه يكبار بود. هر چند اين اولين آزمايش به روش ژندرماني بسيار اميدوارکننده به نظر ميرسيد ولي واقعيت امر اين است که به دليل پيچيدگي بيولوژيکي بيش از حد ژندرماني در انسان و نيز عدم شناخت کامل بسياري از بيماريهاي ژنتيکي امکان استفاده وسيع از ژندرماني در انسان ميسر نشده است بحث ديگر بحث اخالق پزشکي است و بايد توجه داشت که ژن درماني بر روي سلولهاي سوماتيک )غيرجنسي( و سلولهاي جنسي دو پديده متفاوتاست.اگرژندرمانيبررويسلولهايجنسي cell) (germs انجام شود امکان انتقال آن به نسلهاي بعدي نيز وجود دارد در حاليکه در ژن درماني بر روي سلولهاي غيرجنسي cell) (Somatic فقط شخص دريافتکننده ژن بهبود مييابد و ژن مورد نظر به نسلهاي بعدي به ارث نخواهد رسيد. بعضي افراد به هر گونه

3 19 پريسا مرسلي و عليرضا صالحي وزيري تغيير ژنتيکي در انسان معترض هستند بدون اينکه مزاياي آن را در نظربگيرند.بسياري ديگر فقط ژن درماني در سلولهاي غيرجنسي )سوماتيک(راتاييدميکنندولياستفادهازژندرمانيدرسلولهاي جنسي را نميپذيرند. با اين وجود تعدادي نيز بر اين عقيدهاند که با وضع قوانين جديد ميتوان از ژندرماني در سلولهاي جنسي نيز استفاده کرد. به طور کلي معيارهايي که بايد براي انتخاب بيماري قابل درمان با ژندرماني درنظر گرفت عبارتند از: 1( بيماري غيرقابل عالج و کشنده باشد 2( سلولها بافتها و يا اعضاء بيمار که توسط بيماري تحت تاثير قرار گرفته به خوبي شناسايي شده باشند 3( ژن سالم مورد نظر که قرار است به سلول شخص بيمار وارد شود قبال جداسازي و کلون شده باشد 4( ژن سالم قادر به ورود به تعداد زيادي سلول بافت مورد نظر باشد 5( ژن به طور مناسبي قابل بيان (express) باشد 6( روشهايي در دسترس باشد که بيخطر بودن آنها به اثبات رسيده باشد. بحثهاي زيادي در تاييد و يا رد ژندرماني وجود دارد. مهمترين موردي که در تاييد ژندرماني مطرح است. امکان درمان بيماري غيرقابل عالج به روش ژندرماني است و موارد زير از ديگر موارد در تاييد ژندرماني هستند 1( ژن درماني باعث درمان کامل بيماري ميشود و فقط عاليم را برطرف نمينمايد 2( ژن درماني در سلولهاي جنسي ممکن است تنها وسيله براي درمان بعضي از بيماريهاي ژنتيکي باشد 3( با جلوگيري از انتقال ژن معيوب به نسلهاي بعدي درمان نسلهاي بعدي الزم نخواهد بود چرا که بيماري به آنها از والدين درمان شده با ژندرماني به ارث نرسيده است. مواردي که در رد ژن درماني مطرح ميشوند بيشتر مبتني بر اين سئوال است که آيا ميتوان بين استفاده درست و نادرست از روشهاي اصالح ژنتيکي تمايز قايل شد و آيا امکان سوءاستفاده بالقوه از اين تکنولوژي بايد محققين را از تحقيق بيشتر بر روي اين روش باز دارد. بعضي افراد نيز بر اين نکته تاکيد دارند که پيگيري بيمار در تحقيقات باليني بلند مدت بسيار مشکل است. بيمار تحت درمان با ژندرماني بايد براي دهها سال تحت نظر باشد تا بتوان از اثرات ژندرماني در نسلهاي بعدي مطلع شد. بعضي نيز بر اين عقيدهاند که اطفال به علت سن پايين قادر به تصميمگيري درباره ژندرماني نيستند و مزايا ومعايب آن را به درستي درک نميکنند. به طور خالصه مواردي که در رد ژندرماني در سلولهاي جنسي مطرح هست شامل: 1( فقدان اطالعات علمي کافي و خطرات باليني زياد آن و نيز ناشناخته بودن اثرات طوالني مدت اين نوع درمان 2( انجام چنين آزمايشاتي ممکن است در نهايت منجر به تشويق ساير محققين به کار بر روي تغيير ژنتيکي در افرادي که بيمار نميباشند شود 3( به دليل آنکه ژندرماني در سلولهاي جنسي مستلزم استفاده از جنين است و در نتيجه بر روي نوزاد متولد شده تاثيرگذار است لذا اين چنين تحقيقي منجر به توليد پروژههاي تحقيقاتي خواهد شد که شخص )جنين پس از تولد( بدون موافقت قبلي مورد آزمايش قرار گرفته است 4( هزينه باالي ژندرماني بهطورخالصهميتواندرآيندهشاهددرمانتعداديازبيماريهاي ژنتيکي و يا سرطانها به روش ژن درماني بود که قطعا انقالبي در علم پزشکي خواهد بود و راه را براي درمان بسياري از بيماريها باز خواهد کرد. روشهاي مختلف براي اصالح ژن معيوب روشهاي مختلفي براي اصالح ژن معيوب وجود دارد که مهمترين آن قراردادن يک ژن سالم در ژنوم بيمار است.در بيشتر مطالعات ژن درماني يک ژن سالم به جاي معيوب قرار داده ميشود تا ژن مولد بيماري اصالح شود و يک مولکول حامل ژن که وکتور ناميده ميشود براي انتقال ژن به سلول بيمار استفاده ميشود. يکي از مهمترين وکتورهاي مورد استفاده ويروسهاي دستکاري ژنتيکي شده ميباشند که قادر به حمل DNA انساني هستند. ويروسها توانايي انتقال ژنهاي خود به سلولهاي انساني و در نتيجه ايجاد بيماريرادارندکهمحققينازهمينخاصيتاستفادهکردهوژنهاي مورد نظر به سلولهاي انساني را به کمک ويروسها منتقل ميکنند معموال سلولهايهدفدرشخصبيمارتوسطويروسهايحامل

4 ايران اسالمي جمهوري ارتش پیراپزشکی دانشكده مجله 8 مسلسل شماره 1389 تابستان و بهار 1 شماره پنجم سال 20 ويروس توسط سالم ژن نتيجه در که ميشوند آلوده نظر مورد ژن پروتييني توليد باعث امر اين ميشود. داده قرار انساني سلول در در و است نبوده آن توليد به قادر بيمار شخص قبال که ميشود ساير از ويروسها بر عالوه ميشود درمان شخص بيماري نتيجه ديگر يکي ليپوزومها ميشود. استفاده نيز ويروسي غير وکتورهاي ازروشهايانتقالژنبهداخلسلولهاهستند.ليپوزومهاکرههايي قرار چربي اليه آن اطراف در و نظر مورد ژن آنها مرکز در که هستند آزادکردن نتيجه در و سلولي غشاء از عبور به قادر نتيجه در که دارد کمپلکسهاي از استفاده ديگر روش ميباشند. سلول داخل در ژن و پليمر مخلوط ميباشد. ژن اتصال به قادر که است پليکاتيوني ژن نتيجه در که ميباشند سلول توسط شدن فاگوسيته به قادر ژن ميشود. بيان سپس و وارد سلول داخل به گرفته قرار بيشتري توجه اخيرا مورد آخر روش دو روي بر تحقيق عنوان به ويروسها از استفاده معايب آن داليل عمدهترين که است شامل: که است وکتور قرار يا و ويروسي وکتور از ناشي ثانويه بيماري بروز امکان 1( ميباشد. نظر مورد سلولهاي از غير محلي در ژن گرفتن که معني بدين است دايمي معموال بيمار در شده ايجاد تغيير 2( صورت در و بود خواهد دايم صورت به شخص در ژن بيان وجود اوليه حالت به بازگشت امکان درمان بودن مطلوب غير داشت. نخواهد وکتورهاي از استفاده بررسي تحقيق که مهم داليل ديگر از يکي ليپوزوميوپليکاتيونيراباعثشدهاستبحثاقتصاديفرآورده نهايياست.دردوروشفوق ژندرمانيموقتاستوبيمارمجبور شرکتهاي براي نتيجه در که ميباشد زماني فواصل در درمان به که کاري است. برخوردار بيشتري اقتصادي جذابيت از دارويي پليکاتيوني وکتورهاي که است اين داديم انجام زمينه اين در ما مجاور آنها با را DNA سپس کنيم متصل کمپلکسهايي به را بار که کاتيوني پلي به دارد منفي بار DNA که اين به توجه با کنيم انساني سلولهاي کنار در را آن سپس ميشود. متصل دارد مثبت عمل اصطالحا که ميدهيم قرار آزمايشگاه محيط در ياحيواني سلول اين ميگويند.يعني کردن فاگوسيته را پليمر به ژن اتصال سلول ميدهد تشکيل اليهاي گرفته قرار آن کنار که جفتي دو داخل به شده تشکيل کاتيوني پليمر و ژن بين که را کمپلکس اين را انتقال اين توانايي معمولي ژن که درحالي ميکند منتقل خود کمپلکس از آنزيمها توسط شدن تجزيه با نيز سلول داخل ندارد سلول در ميکند پيدا فرصت کمپلکس بنابراين ميشود. مراقبت بيان و برسد است مستقر آن در ژن که محلي هسته قسمت به کاري زمينه در يعني شدن اکسپرس از است عبارت بيان شود. کند. فعاليت به شروع دهد انجام بايد که وحشي نوع يا صحيح نسخهي درماني ژن مطالعات موارد اغلب در مورد سلولهاي به ژن کردن وارد براي ميشود. الحاق ژنوم به ژن نظربايدازيکحاملکهوکتورناميدهميشوداستفادهکرد.رايجترين به که ويروسي ميباشند. ويروسها است استفاده مورد که وکتوري به قادر و شده معيوب ژنتيکي طور به ميشود استفاده وکتور عنوان سلول DNA با را ژنومش که است قادر هنوز اما نيست بيماريزايي ميشوند آلوده وکتور با نظر مورد سلولهاي کند. ترکيب ميزبان وارد را محمولهاش ميزبان سلول ژنوم به يافتن الصاق با وکتور و ميکند. سلول ژنوم درماني ژن در وکتور انواع Retroviruses رتروويروسها حاليکه در است RNA شکل به رترويروسها در ژنتيکي مادهي کي که هنگامي ميباشد. DNA شکل به ميزبانشان ژنتيکي مادهي مادهي ترکيب از قبل ميکند آلوده را ميزبان سلول روترويروس از اي DNA نسخهي که است الزم ميزبان ژنوم با ژنتيکياش رونويسي نام به فرايندي طي عمل اين کند. توليد اش RNA مولکول )اساسا ميشود انجام معکوس کريپتاز ترنس آنزيم توسط معکوس آنزيم اين عمل اما ميباشد RNA توليد براي الگو عنوان به DNA است(. شده نامگذاري صورت اين به دليل همين به است عکس سلول هستهي در آن شدن آزاد و DNA نسخهي اين توليد از بعد ميشود. ميزبان DNA وارد Integraz اينتگراز آنزيم توسط ميزبان شده ميزبان ژنتيک مادهي از قسمتي ويروس ژنتيک مادهي اکنون ميشود. تقسيم و همانندسازي آن با همراه و آنزيم عمل که است اين رتروويروسها از استفاده معايب از يکي ژنتيکويروس مادهي الصاق استبنابراين تصادفي اينتگرازبهطور ترتيب اين به نميگيرد. صورت ميزبان ژنوم از مشخصي مکان در صورت ميزبان سلول ژنهاي از يکي ميان در الصاق است ممکن

5 21 پريسا مرسلي و عليرضا صالحي وزيري گيرد و ژن در اثر جهش از کار بيافتد و يا اگر در محدودهي يک ژن تنظيم کنندهي تقسيم سلولي الصاق شود تقسيم سلول از کنترل خارج شده و سلول سرطاني ميشود. بهعالوه رتروويروسها تنها قادر به آميخته شدن با ژنوم سلولهايي ميباشند که تقسيم سلولي فعالدارند.بنابرايناگرچهدرژندرمانيSCID کهسلولهايهدف قادر به تقسيم ميباشند وکتور مناسبي است اما براي درمانهايي که سلولهاي هدف تقسيم نميشوند مثل سلولهاي عضالني قابل استفاده نميباشد. آدنوويروسها Adenoviruses در تعدادي از پروژههاي ژن درماني نظير درمان فيبروزکيستيک از آدنوويروسها به عنوان وکتور استفاده ميشود. ماده ژنتيک آدنوويروسها به شکل DNA دو رشتهاي ميباشد. آدنوويروسها در انسان سبب عفونتهاي تنفسي رودهاي و چشمي ميشوند. هنگامي که اين ويروسها سلول ميزبان را آلوده ميکنند برخالف رتروويروسها مادهي ژنتيکشان را با ژنوم ميزبان الصاق نميکنند و مولکول DNAشان در هستهي سلول آزاد ميماند. بنابراين خطر سرطاني شدن سلولها در کاربرد اين وکتور وجود ندارد و همچنين براي آلوده سازي سلولهايي که قدرت تقسيم ندارند نيز قابل استفاده ميباشد. اما مشکلي که در بهکارگيري آدنوويروسها به عنوان وکتور وجود دارد عدم همانندسازي مولکول DNA آزاد هنگام همانندسازي ژنوم ميزبان براي تقسيم سلولي ميباشد و از اين رو سلولهاي حاصل از تقسيم فاقد ژن اضافه شده ميباشد و بايد در هر نسل سلولي دوباره مراحل آلودهسازي تکرار گردد. روشهاي غير ويروسي Non-viral methods ويروسها تنها راه وارد کردن DNA به سلولها نيستند طي فرايندي به نام ترنسفکشن (Transfection) سلولها ميتوانند DNA مورد نظر را از محيطشان جذب کنند. از روشهاي ترنسفکشن تکان دادن سلول با جريان الکتريکي يا فيوز کردن با ليپوزم حاوي ژن مورد نظر ميباشد. اگرچهاينتکنيکهابهاندازهيوکتورهايويروسيکاراييندارند امابهجهتايمنيبيشترنسبتبهاستفادهازويروسهاموردتوجهاند و در فناوري ساخت وکتور تالشهاي زيادي براي پيشرفت اين تکنيکها صورت گرفته و ميگيرد. با اينکه در آغاز هدف آزمايشهاي ژن درماني درمان بيماريهاي ژنتيکي نظير SCID فيبروزکيستيک و هايپرکلسترولمياي ارثي بود اما امروزه نگاه دانشمندان از چنين بيماريهاي نادري که به علت نقص يک ژن منفرد ايجاد ميشوند به سمت بيماريهاي رايجتر که اساس پيچيدهتري دارند از قبيل انواع سرطان و بيماريهاي قلبي عروقي متمرکز شده است که در شمارههاي بعدي به آن خواهيم پرداخت. بيماريهايژنتيکيراميتواندرسطوحمتعدد درمراحلگوناگون دور از ژن جهش يافته درمان کرد. فناوري DNA نوترکيب مد نظر قرار دادن بيماريهاي ژنتيکي در بنياديترين سطح يعني ژن را امکان پذير کرده است. يکي از اين روشهاي درماني ژن درماني است. هدف از ژن درماني بهبود بخشيدن به سالمت بيمار از طريق اصالحفنوتيپجهشيافتهاست.براياينمنظورتحويلژنطبيعي به سلولهاي پيکري )نه زاينده( الزم است. وارد کردن يک ژن به داخل سلولهاي پيکري ممکن است به 3 منظور الزم باشد امکان دارد ژن درماني قادر به جبران کردن يک ژن جهش يافته سلولي که نوعي جهش از دست دهنده عملکرد دارد بهکار برود. مثال براي درمان بيماري مغلوب اتوزومي فنيل کتونوريا. ميتوان ژن درماني را براي جايگزيني يا غير فعال کردن يک ژن جهشيافتهغالبکهفرآوردهغيرطبيعيآنموجببيماريميشود انجام داد مانند بيماري هانتينگتون. گستردهترين کاربرد احتمالي ژن درماني در رسيدن به اثري فارماکولوژيک جهت مقابله با آثار يک ژن يا ژنهاي جهش يافته سلولي يا مقابله با ايجاد بيماري به طريق ديگر باشد. مبتاليان به بيماري اکتسابي از جمله سرطان از اين روش بهره ميبرند. حداقل شرايط الزم براي ژن درماني اختالل ژنتيکي: شناسايي جايگاه ژني درگير يا حداقل اساس بيوشيميايي آن اختالل. آگاهي کافي از اساس مولکولي بيماري. اجزاي تنظيم کننده مناسب براي ژن انتقال يافته. يک سلول هدف مناسب با نيمه عمر ترجيحا طوالني يا قابليت همانند سازي خوب در داخل بدن. اطالعات کافي از مطالعات سلولهاي کشت داده شده.

6 مجله دانشكده پیراپزشکی ارتش جمهوري اسالمي ايران سال پنجم شماره 1 بهار و تابستان 1389 شماره مسلسل 8 22 خصوصيات ژن انتقال يافته يک ژن انتقال يافته اکثرا از يک DNA مکمل تحت کنترل توالي پيشبري که ممکن است لزوما پيشبر طبيعي ژن نباشد تشکيل شده است. عناصر تنظيم کننده بايد طوري انتخاب شوند که ژن در سطوح کافي در سلولهاي هدف رونويسي شود و در صورت لزوم به پيامهاي تنظيم کننده ضروري پاسخ دهد. خصوصيات سلول هدف يکي از مالحظات مهم در انتخاب سلول هدف مناسب اين است که نيمه عمر طوالني در بدن يا قابليت همانند سازي چشمگير داشته باشد تا اثر زيستي انتقال ژن واجد دوام الزم باشد. سلولهاي هدف ايدهآل سلولهاي بنيادي يا سلولهاي اجدادي با قابليت همانند سازي باال ميشوند که از آنها ميتوان به سلولهاي بنيادي مغز استخوان اشاره کرد. همچنين سلولهاي آندوتليال ممکن است اهداف ويژه و مفيدي براي انتقال ژن باشند. زيرا ديوارههاي عروق خونيرامفروشميکنند.سلولهدفبايدپروتئينهاياليگاندهاي الزم براي فعاليت زيستي را نيز فراهم کند روشهاي انتقال ژن روش اول: وارد کردن ژن به داخل سلولهاي کشت داده شده از بيمار در خارج بدن و سپس وارد کردن سلولها به بدن بيمار پس از انتقال ژن است. روش دوم: تزريق کردن مستقيم ژن به داخل بافت يا مايع خارج سلوليموردنظرازطريقناقلهايويروسيوناقلهايغيرويروسي است. فناوري ناقلهاي غير ويروسي هنوز در مراحل مقدماتي است. ناقلهاي ويروسي ناقل ايدهآل براي ژن درماني بايد بيخطر باشد به راحتي ساخته شود به آساني وارد بافت هدف گردد بروز مادامالعمر ژن مورد نظر در سطوح مناسب را فراهم کند. از انواع اين ناقلها ميتوان به رترو ويروسها و آدنوويروسها اشاره کرد. از مزاياي ناقلهاي ويروسي اين است که قادرند وارد هر سلولي در جمعيت هدف شوند ناقلهاي غير ويروسي اساسا جذاب هستند زيرا فاقد مخاطرات زيستي )مانند آلودگي( مربوط به ناقلهاي ويروسي هستند و تهيه آنها از نظر تئوري راحتتر است. اين ناقلها 4 دسته هستند. DNA برهنه مثال DNA مکمل با عناصر تنظيم کننده در پالسميد. DNA برهنه بسته بندي شده در ليپوزمها. پروتئين که در آن DNA با پروتئيني مجموعه تشکيل ميدهد و اين پروتئين ورود مجموعه به داخل سلول يا بخشهاي اجزاي سلولي را تسهيل ميکند. کروموزومهاي مصنوعي. مخاطرات ژن درماني بيمار ميتواند واکنش نامطلوبي به ناقل يا ژن انتقال يافته بدهد. ژن انتقال يافته در DNA بيمار جاي ميگيرند و پروتوانکوژني را فعال يا يک ژن سرکوب کننده تومور را غير فعال ميکند که موجب بدخيمي ميشود. فعال شدن درجي ميتواند انسجام يک ژن ضروري را از بين ببرند بيماريهاي نامزد ژن درماني تعداد زيادي از اختالالت تک ژني نامزدهاي بالقوه براي اصالح از طريق ژن درماني هستند. اينها شامل اختالالت خون سازي مانند تاالسمي هموفيلي انواع گوناگون کمبود ايمني و نيز اختالالتي مانند فنيل کتونوريا کمبود -α1 AT که هر يک بر پروتئينهايي که در کبد ساخته ميشوند موثر هستند. آينده ژن درماني ژن درماني در ظاهر موضوع بسيار سادهاي به نظر ميرسد اما موانع زياد و سؤاالت بيشماري پيرامون آن وجود دارد. به عنوان مثال حاملهاي ويروسي بايد به دقت کنترل شوند در غير اين صورت احتمال ابتالي فرد به عفونت ويروسي وجود خواهد داشت. بعضي از حاملهاي ويروسي مانند رتروويروسها ممکن است وارد سلولهايي شوند که داراي عملکرد طبيعي هستند و در نتيجه باعث اختالل در عملکرد طبيعي آنها و بروز بيماري ديگر

7 23 پريسا مرسلي و عليرضا صالحي وزيري شوند. ساير حاملهاي ويروسي مانند آدنوويروسها اغلب توسط سيستم ايمني بدن شناسايي و تخريب ميشوند. در نتيجه اثرات درماني آنها کوتاه مدت است. حفظ روند بيان ژن به دنبال وارد کردن حامل اقدام دشواري است و در نتيجه در بعضي موارد براي دوام بيشتر درمان بايد ژن درماني را تکرار کرد. يکي از موضوعات مهم روند تنظيم ژنها است. ژنها عملکرد يکديگر را تنظيم ميکنند. به عبارت ديگر ژنها ممکن است در فعال يا غير فعال کردن ساير ژنها تا حدودي نقش ايفا کنند. به عنوان مثال چند ژن خاص وظيفه تحريک تقسيم و رشد سلول را بر عهده دارند اما اگر اين ژنها تنظيم نشوند ژنهاي وارد شده ممکن است باعث ايجاد سرطان شوند. يکي از مشکالت ديگر دانستن اين موضوع است که چگونه يک ژن فقط در زمان نياز فعال ميشود. بهترين و بيخطرترين روش درماني آن است که ژن مورد نظر تنها در مواقع کاهش يک پروتئين يا آنزيم خاص شروع به فعاليت کند و در مواقع غيرضروري غيرفعال باقي بماند. ژن درماني در تسكين درد دانشمندان آمريکايي نوعي ژن درماني را طراحي کردهاند که اميدوارندمعالجاتبرايتسکيندردرادگرگونکند.پايگاهاينترنتي بي بي سي در اين ارتباط چنين بيان نموده است: در اين آزمايش ژني که توليد اندورفين - ماده طبيعي بدن براي مقابله با درد - را تحريک ميکند به ستون فقرات موشهاي آزمايشگاهي تزريق شد که حاصل آن حداقل سه ماه زندگي بدون درد براي موشها بود. اين درمان بر ساير بخشهاي سيستم عصبي از جمله مغز اثر نگذاشت. مطالعات نشان داده که داروهاي مسکن در 66 درصد موارد به کاهش درد در بيماران سرطاني منجر نميشود. نتيجه اين تحقيقات در نشريه»اقدامات آکادمي ملي علوم«تشريح شده است.اندرياسبيوتلر عضو تيم تحقيق در دانشکده پزشکي»ماونت سايناي«در نيويورک گفت:»بيماراني که از درد مزمن رنج ميبرند اغلب از معالجات فعلي نتيجه رضايتبخشي حاصل نميکنند که ناشيازضعفدرمانياعوارضغيرقابلتحملمانندخوابآلودگي شديد پريشانيذهنيياتوهماتاست.«ويگفتدربرخيشرايط بيماران ترجيح ميدهند درد را تحمل کنند تا توانايي ذهني آنها افت نکند.به عالوه خطر بالقوه اعتياد به داروهاي مخدر نيز وجود دارد. منبع: اينترنت