ژن درمانی (Gene Therapy) چیست؟ روش های انجام آن + داروهای ژن درمانی

در مطلب قبلی در مورد کلونینگ مولکولی صحبت کردیم. در این مطلب از دایا اکسیر که فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی را انجام میدهد، می خواهیم ژن درمانی را بررسی کنیم. ژن درمانی به دنبال اصلاح یا دستکاری بیان یک ژن یا تغییر خواص بیولوژیکی سلول های زنده برای استفاده درمانی است.

ژن درمانی (Gene Therapy) چیست؟

ژن درمانی بر اصلاح ژنتیکی سلول ها برای درمان بیماری با ترمیم یا بازسازی مواد ژنتیکی معیوب تمرکز می کند. اولین تلاش برای اصلاح DNA انسان در سال ۱۹۸۰ توسط مارتین کلین انجام شد، اما اولین انتقال موفقیت آمیز ژن هسته ای در انسان که توسط موسسه ملی بهداشت تایید شده بود، در می ۱۹۸۹ انجام شد. اولین استفاده درمانی از انتقال ژن و همچنین اولین درج مستقیم DNA انسان در ژنوم هسته ای توسط فرنچ اندرسون در آزمایشی در سپتامبر ۱۹۹۰ انجام شد. تصور می شود که  ژن درمانی می تواند بسیاری از اختلالات ژنتیکی را درمان کند یا در طول زمان آنها را بهبود ببخشد.

مکانیسم های مختلف ژن درمانی

ژن درمانی تکنیکی است که ژن های فرد را برای بهبود یا درمان بیماری اصلاح می کند. Gene Therapy می تواند با مکانیسم های مختلفی کار کند:

• جایگزینی یک ژن عامل بیماری با یک نسخه سالم از ژن
• غیرفعال کردن یک ژن عامل بیماری که به درستی کار نمی کند
• معرفی یک ژن جدید یا اصلاح شده به بدن برای کمک به درمان یک بیماری

داروهای ژن درمانی

داروهای ژن درمانی برای درمان بیماری هایی از جمله سرطان، بیماری های ژنتیکی و بیماری های عفونی در حال مطالعه هستند. انواع مختلفی از داروهای ژن درمانی وجود دارد که عبارتند از:

Plasmid DNA

مولکول‌های DNA دایره‌ای را می‌توان به صورت مهندسی ژنتیکی برای حمل ژن‌های درمانی به سلول‌های انسانی ساخت.

Viral vectors

ویروس ها دارای توانایی طبیعی برای رساندن مواد ژنتیکی به سلول ها هستند و بنابراین برخی از محصولات ژن درمانی از ویروس ها مشتق می شوند. هنگامی که ویروس ها برای از بین بردن توانایی آنها در ایجاد بیماری های عفونی اصلاح شدند، این ویروس های اصلاح شده می توانند به عنوان ناقل (وسایل نقلیه) برای حمل ژن های درمانی به سلول های انسانی استفاده شوند.

Bacterial vectors

باکتری ها را می توان برای جلوگیری از ایجاد بیماری های عفونی تغییر داد و سپس از آنها به عنوان ناقل (وسایل نقلیه) برای حمل ژن های درمانی به بافت های انسانی استفاده کرد.

Human gene editing technology

هدف از ویرایش ژن، مختل کردن ژن های مضر یا ترمیم ژن های جهش یافته است.

Patient-derived cellular gene therapy products

سلول ها از بیمار خارج می شوند، اصلاح ژنتیکی می شوند (اغلب با استفاده از یک ناقل ویروسی) و سپس به بیمار بازگردانده می شوند.

مفهوم ژن درمانی

مفهوم ژن درمانی رفع مشکل ژنتیکی در منبع آن است. به عنوان مثال، اگر جهش در یک ژن خاص باعث تولید یک پروتئین ناکارآمد و در نتیجه (معمولاً مغلوب) یک بیماری ارثی شود، می‌توان از Gene Therapy برای تحویل نسخه‌ای از این ژن استفاده کرد که حاوی جهش مضر نیست و در نتیجه یک پروتئین عملکردی تولید می شود. این استراتژی به عنوان درمان جایگزینی ژن شناخته می شود و برای درمان بیماری های ارثی شبکیه استفاده می شود.

۲ نوع ژن درمانی

ژن درمانی را می توان به دو نوع طبقه بندی کرد:

1. Somatic: در ژن درمانی با سلول های سوماتیک (SCGT)، ژن های درمانی به هر سلولی غیر از گامت، سلول زایا، گامتوسیت یا سلول های بنیادی تمایز نیافته منتقل می شوند. چنین تغییراتی فقط بر روی بیمار تأثیر می گذارد و به فرزندان به ارث نمی رسد. Gene Therapy سوماتیک نشان دهنده جریان اصلی تحقیقات پایه و بالینی است که در آن از DNA درمانی (چه در ژنوم ادغام شده یا به عنوان یک اپیزوم خارجی یا پلاسمید) برای درمان بیماری استفاده می شود.
2. Germline: در Gene Therapy ژرملاین (GGT)، سلول‌های زایا (سلول‌های اسپرم یا تخمک) با وارد کردن ژن‌های عملکردی به ژنوم خود اصلاح می‌شوند. اصلاح یک سلول زایا باعث می شود تمام سلول های موجودات حاوی ژن اصلاح شده باشند. بنابراین این تغییر ارثی است و به نسل های بعدی منتقل می شود.

روش های جایگزین ژن درمانی

در حالی که انجام درمان جایگزینی ژن بیشتر برای بیماری‌های مغلوب مناسب است، استراتژی‌های جدیدی پیشنهاد شده‌اند که می‌توانند شرایطی با الگوی ارثی غالب را نیز درمان کنند. از جمله روش ها برای انجام این درمان میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

ویرایش ژن کریسپر (CRISPR gene editing)

معرفی ویرایش ژن کریسپر درهای جدیدی را برای کاربرد و استفاده از آن در ژن درمانی باز کرده است، زیرا به جای جایگزینی خالص یک ژن، امکان اصلاح نقص ژنتیکی خاص را فراهم می کند و احتمالا راه حل هایی برای موانع درمان بیماری HIV و اصلاح جهشی که باعث بیماری سلول داسی شکل می شود را به عنوان یک گزینه درمانی را در آینده امکان پذیر می کند.

ژن درمانی پروتز (Prosthetic gene therapy)

هدف ژن درمانی پروتز این است که سلول های بدن را قادر سازد تا وظایفی را که از نظر فیزیولوژیکی انجام نمی دهند را به عهده بگیرند.

سخن پایانی

در این مطلب به موضوع ژن درمانی پرداخته شد. انجام Gene Therapy برای جایگزینی یک ژن معیوب با یک ژن سالم پیشنهاد شده است و برای درمان برخی بیماری های ژنتیکی در حال مطالعه است.