بیماریهای ژنتیکی را میتوان در سطوح متعدد ، در مراحل گوناگون دور از ژن جهش یافته درمان کرد. فناوری DNA نو ترکیب ، مد نظر قرار دادن بیماریهای ژنتیکی در بنیادی‌ترین سطح ، یعنی ژن را امکان پذیر کرده است. یکی از این روشهای درمانی ، ژن درمانی است.
ژن درمانی به معنای وارد کردن یک ژن به داخل یک سلول با هدف ایجاد اثر درمانی است. این اقدام به وسیله انتقال نسخه‌های عملکردی ژن مرتبط با بیماری، امکان اصلاح و بازگردانی ویژگی‌های فنوتیپ جهش‌یافته را فراهم میکند. هدف اصلی از ژن درمانی، بهبود سلامت بیمار از طریق اصلاح فنوتیپ جهش‌یافته است. برای این منظور، انتقال ژن طبیعی به سلولهای مورد نیاز (نه سلولهای زاینده) ضروری است. این روش می‌تواند برای جبران کردن یک ژن جهش‌یافته در سلولی که عملکرد آن تحت تأثیر جهش قرار گرفته است، استفاده شود. به عنوان مثال، در درمان بیماری مغلوب اتوزومی فنیل‌کتونوریا، ژن درمانی می‌تواند برای جایگزینی یا غیرفعال‌سازی یک ژن جهش‌یافته که محصول غیرطبیعی آن منجر به بیماری می‌شود، استفاده شود، همچنین می‌تواند در بیماری هانتینگتون نیز مورد استفاده قرار گیرد.
شرایط لازم
- شناسایی جایگاه ژنی درگیر یا حداقل اساس بیوشیمیایی آن اختلال.
- بار قابل توجه تبادل توجه بیماری و نسبت مطلوب خطر.
- داشتن فایده در مقایسه با درمانهای دیگر.
- آگاهی کافی از اساس مولکولی بیماری.
- اجزای تنظیم کننده مناسب برای ژن انتقال یافته.
- یک سلول هدف مناسب با نیمه عمر ترجیحا طولانی یا قابلیت همانند سازی خوب در داخل بدن.
- اطلاعات کافی از مطالعات سلولهای کشت داده شده.
خصوصیات ژن انتقال یافته
یک ژن انتقال یافته اکثرا از یک DNA مکمل تحت کنترل توالی پیشبری که ممکن است، لزوما پیشبر طبیعی ژن نباشد تشکیل شده است. عناصر تنظیم کننده باید طوری انتخاب شوند که ژن در سطوح کافی در سلولهای هدف رونویسی شود و در صورت لزوم به پیامهای تنظیم کننده ضروری پاسخ دهد.
خصوصیات سلول هدف
یکی از ملاحظات مهم در انتخاب سلول هدف مناسب این است که نیمه عمر طولانی در بدن یا قابلیت همانند سازی چشمگیر داشته باشد تا اثر زیستی انتقال ژن واجد دوام لازم باشد. سلولهای هدف ایدهآل ، سلولهای بنیادی یا سلولهای اجدادی با قابلیت همانند سازی بالا می‌شوند که از آنها میتوان به سلولهای بنیادی مغز استخوان اشاره کرد. همچنین سلولهای آندوتلیال ممکن است اهداف بویژه مفیدی برای انتقال ژن باشند. زیرا دیواره‌های عروق خونی را مفروش می‌کنند. سلول هدف باید پروتئینها یا لیگاندهای دیگر لازم برای فعالیت زیستی را نیز فراهم کند.
روش
- روش اول: وارد کردن ژن به داخل سلولهای کشت داده شده از بیمار در خارج بدن و سپس وارد کردن سلولها به بدن بیمار پس از انتقال ژن است.
- روش دوم:روش دوم، تزریق کردن مستقیم ژن به داخل بافت یا مایع خارج سلولی مورد نظر از طریق ناقلهای ویروسی و ناقلهای غیر ویروسی است. فناوری ناقلهای غیر ویروسی ، هنوز در مراحل مقدماتی است. در ادامه این ناقلها شرح داده شده است.
ناقلهای ویروسی:ناقل ایدهآل برای ژن درمانی باید بیخطر باشد، به راحتی ساخته شود، به آسانی وارد بافت هدف گردد، بروز مادامالعمر ژن مورد نظر در سطوح مناسب را فراهم کند. از انواع این ناقلها میتوان به رترو ویروسها و آدنوویروسها اشاره کرد. از مزایای ناقلهای ویروسی این است که قادرند وارد هر سلولی در جمعیت هدف شوند.
ناقلهای غیر ویروسی:اساسا جذاب هستند، زیرا فاقد مخاطرات زیستی (مانند آلودگی) مربوط به ناقلهای ویروسی هستند و تهیه آنها از نظر تئوری راحتتر است. این ناقلها 4 دسته هستند:
- DNA برهنه ، مثلا DNA مکمل با عناصر تنظیم کننده در پلاسمید.
- DNA برهنه ، بسته بندی شده در لیپوزمها.
- پروتئین که در آن DNA با پروتئینی مجموعه تشکیل میدهد و این پروتئین ورود مجموعه به داخل سلول یا بخشهای اجزای سلولی را تسهیل میکند.
- کروموزومهای مصنوعی.
با وجود موانعی که در راه ژن درمانی قرار دارد، برخی محققان به کاربردهای این روش در درمان برخی بیماری‌ها و جلوگیری از انتقال آنها به نسل بعد اشاره کرده و استفاده از ژن درمانی را توصیه می‌کنند. به عنوان مثال، در ژن درمانی سلولهای سوماتیک، بیمار هموفیلی تنها خود بیمار درمان می‌شود و در صورت ازدواج یک فرد هموفیلی با یک فرد ناقل هموفیلی، فرزندان ممکن است به این بیماری مبتلا شوند. اما در ژن درمانی سلولهای جنسی، فرد بیمار درمان نمی‌شود، اما فرزندان وی دیگر بیمار نمی‌شوند. بنابراین، با انجام ژن درمانی سلولهای جنسی یک فرد، افراد زیادی در آینده می‌توانند سالم زندگی کنند.
کاربردها
تعداد زیادی از اختلالات تک ژنی ، نامزدهای بالقوه برای اصلاح از طریق ژن درمانی هستند. اینها شامل اختلالات خون سازی مانند تالاسمی ، هموفیلی ، انواع گوناگون کمبود ایمنی. تعدادی از بیماریهای مهم انسان در اثر ناتوانی بدن در ساختن پروتئین بخصوصی ایجاد می‌شود که معمولاً در بافت یا عضو خاص یا در مایعات بدن مانند خون اتفاق می‌افتد و این امر می‌تواند سبب بیماری شدیدی شود که در تمام طول عمر شخص همراه او خواهدبود. بسیاری از بیماریهای ژنتیک از این جمله است مانند: آنمی سیکل سل، هموفیلی، دیسترفی عضلانی دوشن (DMD)، تالاسمی و غیره.
با ظهور ژن درمانی امیدهای تازه ای برای این بیماران فراهم شده است. ژن درمانی تحویل خودِ پروتئینِ درمانی نیست بلکه ژن آن پروتئین را تحویل بیمار میدهد. این ژن وارد سلولهای بدن شده و آنها را به کارخانه‌های کوچکی تبدیل میکند که پروتئین موردنیاز بیمار را تا مدتی طولانی برایش می‌سازد.همچنین با استفاده از ژن درمانی اقدام به درمان سرطان کرده‌اند زیرا برخی ژنها باعث می‌شود که سلولهای سرطانی پروتئین خاصی را بیان کند که به داروها حساس‌تر شده یا توسط سلولهای ایمنی بهتر شناسایی شود. این استراتژی باعث می‌شود که شیمی درمانی یا پاسخ ایمنی خودِ بیمار، موثرتر عمل کند.
عوارض
- بیمار می‌تواند واکنش نامطلوبی به ناقل یا ژن انتقال یافته بدهد.
- ژن انتقال یافته در DNA بیمار جای می‌گیرند و پروتوانکوژنی را فعال یا یک ژن سرکوب کننده تومور را غیر فعال میکند که موجب بدخیمی می‌شود.
- از بین رفتن انسجام یک ژن ضروری را از بین ببرند.
تعداد زیادی آزمایش بالینی برای ارزیابی ایمنی و کارایی درمان با انتقال ژن در حال انجام است. نتایج اصلی میزگرد سال 1995 موسسه ملی سلامت در مورد وضعیت و آینده ژن درمانی هنوز صحیح است. پیشرفت در این زمینه به آرامی اتفاق افتاده است. تاکید بر تحقیقات همواره مناسب نبوده و ادعاهای اولیه درباره کارایی آن مبالغه آمیز بوده است. با این حال، میزگرد به این نتیجه رسیده که ژن درمانی برای درمان بیماریهای انسانی در طولانی مدت بسیار امیدوارکننده است.
گسترده‌ترین کاربرد احتمالی ژن درمانی در رسیدن به اثری فارماکولوژیک ، جهت مقابله با آثار یک ژن یا ژنهای جهش یافته سلولی یا مقابله با ایجاد بیماری به طریق دیگر باشد. مبتلایان به بیماری اکتسابی از جمله سرطان ، از این روش بهره می‌برند.
