العلاج الجيني: المجموعات ، والنهج ، المتجهات وغيرها من التفاصيل

العلاج الجيني: المجموعات ، والنهج ، المتجهات وتفاصيل أخرى!

الجين هو تسلسل خطي للحمض النووي DNA يرمز إلى بروتين معين ، وهو مطلوب لوظائف معينة.

تؤدي الطفرة في الجين إلى إنتاج بروتين خاطئ ، وبالتالي تتأثر الوظائف التي ينفذها البروتين الطبيعي. تعد الطفرة في الجين أحد أسباب العديد من الأمراض الوراثية. مفهوم العلاج الجيني هو أنه إذا تم إدخال الجين الصحيح إلى المريض (الذي يعاني بسبب جين معيب) يمكن السيطرة على المرض الجيني أو علاجه. في الثمانينات ، كان هذا المفهوم الأصلي يسمى "العلاج البديل الوراثي".

الآن ، تجاوز مصطلح "العلاج الجيني" تعريفه الأصلي ، ويطبق على جميع البروتوكولات التي تنطوي على عنصر من نقل الجينات (وليس بالضرورة جينًا معروف أنه يسبب مرضًا). وينجم بعض الأمراض الوراثية عن خلل في أحد الجينات فقط (مثل عوز الغدد النكفية (ADA) ، والتليف الكيسي ، وفقر الدم المنجلي).

من المرجح أن يكون العلاج الجيني لتصحيح هذا العيب الجيني المفرد ناجحًا. من ناحية أخرى ، فإن بعض الأمراض الوراثية تنطوي على عوامل وراثية متعددة وقد يكون من الأصعب علاج هذا المرض عن طريق العلاج الجيني. يمكن تطبيق العلاج الجيني على كل من الأمراض الخلقية والمكتسبة.

تم تقسيم العلاج الجيني إلى مجموعات:

1. نقل الجين الخلية الجسدية هو نقل الجينات إلى خلية مضاعفة طبيعية.

هذه الطريقة ستؤثر فقط على الشخص الذي يعطى له العلاج الجيني ولا يتم نقل آثار العلاج الجيني إلى الأجيال القادمة.

2. نقل الجين خط الجينات هو نقل الجينات إلى خلية بويضة الفرداني أو الخلية المنوية في الجهاز التناسلي. سيتم نقل الجين المنقولة إلى السلالة في الأجيال اللاحقة. تستخدم بروتوكولات العلاج الجيني الخطية على نطاق واسع في إنتاج الحيوانات المعدلة وراثيا للبحث والزراعة والتكنولوجيا الحيوية.

يمكن الوقاية من تطور مرض وراثي بشري موروث خطير ومؤلوم قبل الولادة ويمكن القضاء على هذه الأمراض في الأجيال اللاحقة. ومع ذلك ، وبسبب إمكانية إساءة الاستخدام ، فإن المعالجة الجينية للخط الجنيني في الاحتياجات البشرية يجب مناقشتها على نطاق واسع قبل استخدام هذا النهج في علاج الأمراض.

هناك طريقتان مختلفتان لنقل الجينات إلى الخلايا:

1. نقل الجينات خارج الجسم الحي:

يتم عزل الخلايا المطلوبة من المريض ويتم إدخال الجينات المطلوبة في الخلايا. يتم إعادة إدخال الخلايا المُعدية إلى المريض.

2. في نقل الجينات في الجسم الحي:

يتم إدخال الجينات المطلوبة في المريض. تدخل الجينات إلى خلايا المريض. من المرجح استخدام العلاج الجيني في طب زراعة الأعضاء كنهج مكمل.

1. يمكن إدخال الجينات إلى ترقيع بحيث تعمل منتجات الجينات على منع تنشيط الخلايا التائية في المستقبِل ضد الكسب غير المشروع.

2. يمكن إدخال الجينات التي تنتج مولدات MHC الخاصة بالجهات المانحة إلى المتلقي قبل الزرع. يمكن للمستضدات MHC المانحة التي تنتجها الجينات أدخلت تحفيز تحمل زرع في المتلقي.

ناقلات نقل الجينات:

المتجهات هي المركبات المستخدمة لنقل الجينات التي تهم الخلايا المستهدفة. ستقوم الخلية المستهدفة بعد ذلك بالتعبير عن البروتين المشفر بواسطة الجين المنقولة. يسمى جين الفائدة الذي يتم نقله أيضًا بـ "transgene".

يتم أخذ العديد من العوامل في الاعتبار قبل اختيار ناقل مناسب:

1. نوع الخلية المستهدفة.

2. حالة الانقسام للخلية المستهدفة.

3. حجم التحوير.

4. طول الفترة الزمنية التي يجب أن يعبر عنها الجين المحول.

5. القدرة على الاستجابة المناعية ضد المتسبب بالناقل الذي قد يكون ضارًا بالفرد الذي خضع للعلاج الجيني.

6. سهولة إنتاج ناقلات الأمراض.

7. القدرة على إدارة ناقلات الأمراض أكثر من مرة للمريض.

8. قضايا السلامة.

ناقلات نقل الجينات:

الفيروسات لديها القدرة على الدخول إلى الخلايا وتتكاثر داخل الخلايا. لذا ، يتم استخدام الإصدارات الموهنة أو المعدلة من الفيروسات كمتجهات لنقل الجين المعني إلى خلية.

إن نواقل الفيروسة القهقرية المستخدمة كمتجرد في العلاج الجيني هي:

1. فيروس اللوكيميا Murray الفئران (MMLU):

واحدة من العيوب الهامة من ناقلات الفيروسات القهقرية هي أن ناقلات الفيروسات القهقرية قد توضع عشوائيا في أي مكان في DNA المضيف. قد يؤدي الإدراج العشوائي للجينوم الفيروسي في الحمض النووي المضيف إلى الأحداث غير المرغوب فيها التالية.

أنا. إدراج الجينوم الفيروسي في جين مضيف مسؤول عن إنتاج بروتين مهم سيمنع إنتاج البروتين.

ثانيا. يمكن أن يؤدي إدراج الجينوم الفيروسي في جينة المضيف للورم إلى تعطيل الجين القامع للورم ويؤدي إلى تطور الورم.

2. Adeno Virus:

يبقى الحمض النووي الغداني الفوقي سليما ونادرا ما يندمج في الحمض النووي المضيف. ولكن يتم التعبير عن البروتينات الفيروسية على سطح الخلايا التي تمر عبرها العدوى. وبالتالي ، يمكن استحداث استجابات مناعية ضد البروتينات الفيروسية الغدية مما يؤدي إلى هجوم الخلايا المَعْدَى بواسطة الجهاز المناعي للمضيف. إلى جانب فيروس الأدينو نفسه قد يسبب المرض في المضيف.

3. فيروس adeno-associated (AAV):

تكمن مزايا الفيروس المرتبط بالغدد في أنه لا يسبب مرضًا بشريًا ، ويمكن أن يصيب العديد من أنواع الخلايا ، ويتكامل بشكل ثابت في الجينوم المضيف.

4. فيروس الهربس البسيط.

5. فيروس Vaccinia.

التسليم الجيني غير الفيروسي:

1. تتكون الليبوزومات من الأنواع الدهنية ، و amphiphile الكاتيوني و phospholipid محايد. ترتبط الليبوزومات بالـ DNA وتكثفها لتشكيل معقدات لها تقارب كبير لأغشية البلازما في الخلايا. هذه النتائج في امتصاص الجسيمات الشحمية في سيتوبلازم الخلية عن طريق عملية endocytotic. في الآونة الأخيرة ، تم تطوير مزيج من العناصر الفيروسية وغير الفيروسية لزيادة فعالية نقل الجينات إلى الخلية.

تمت محاولة العلاج الجيني الأول على المريض البشري منذ ما يقرب من 10 سنوات. ومنذ ذلك الحين ، تم إجراء أكثر من 390 دراسة للعلاج الجيني شارك فيها أكثر من 4000 شخص. نجح أول علاج ناجح للجينات في استعادة وظائف الجهاز المناعي لدى طفلين فرنسيين مولودين بمرفق SCID.

تم حصاد الخلايا الجذعية في نخاع العظام لهؤلاء المرضى. تم نقل الجين الطبيعي إلى الخلايا الجذعية المعيبة في المختبر وتم تصحيح الخلايا الجذعية ؛ ثم تم زرع الخلايا الجذعية المصححة مرة أخرى في نفس المرضى. سرعان ما أنتج هؤلاء المرضى خلايا مناعية طبيعية. ومع ذلك ، لا يمكن تسميته بنجاح تام حتى يصبح الأطفال أكبر سنًا. ومع ذلك ، فإن هذه النتائج الأولية واعدة للغاية ومشجعة.

العلاج الجيني في مهدها كعلم الطب الحيوي. مرض حبيبي مزمن (CGD) هو مرض نقص المناعة. يمثل شكل X المرتبط بحساب CGD حوالي 65 بالمائة من جميع الحالات. تم عزل الخلايا الجذعية المكونة للدم من مرضى CGD المرتبطة بـ X مع الجين الطبيعي (وحدة فرعية ppx gp91 من الإنزيم تسمى phagocyte oxidase). ثم أعيدت الخلايا المحولة مرة أخرى إلى نفس المرضى الذين تم عزل الخلايا منهم. ثلاثة من أصل 4 مرضى عولجوا بهذه الطريقة لديهم إنتاج مستمر ومتواصل من العدلات لمدة 16-14 شهرًا.

العلاج الجيني هو نهج جديد لعلاج المرض عن طريق تعديل التعبير عن جين الشخص نحو هدف علاجي. استبدال الجينات أمر مرغوب فيه من الناحية النظرية أكثر من إضافة الجينات. يتم إزالة الجين المعيب في الكروموسوم ويتم وضع الجين الصحيح في هذا الموضع ، (حيث من المفترض أن يكون الجين الطبيعي هو). وتتمثل ميزة هذه الطريقة في أن الجين المُستبدل يُعبَّر عنه فقط في أوقات الشرط وفي الكميات التي يحتاجها الجسم (على سبيل المثال ، يتصرف الجين المدخل كما لو كان جينًا عاديًا).

تصحيح الجينات:

يتم تصحيح التسلسل المعيب في الكروموسوم غير الطبيعي بحيث يعمل الجين كجينات عادية بعد التصحيح.

يقدم العلاج الجيني الكثير من الأمل لمجموعة متنوعة من الظروف السريرية. في طب زراعة الأعضاء ، يتم تسخير العلاج الجيني لمنع الرفض الحاد والمزمع للطعوم.

في الأساس هناك نهجين:

1. يمكن إدخال الجينات المهمة في منع رفض الكسب غير المشروع (على سبيل المثال ، تشفير الجينات cytokine المناعية للمناعة أو جزيئات بلوك المحفزات المشتركة).

2. الأحماض النووية المضادة للإحساس لمنع إنتاج الجزيئات المرتبطة الرفض مثل جزيئات الالتصاق.