ژن درمانی

در ژن درمانی مواد ژنتیکی به منظور پیشگیری و مبارزه با بیماری ها به درون سلول های هدف بیمار ارسال می

شوند. زمانیکه یک ژن جهش یابد، ساختار پروتئینی که کد می شود تغییر یافته و در نتیجه یک پروتئین

درمان یک بیماری ژنتیکی با ترمیم ژن های آسیب دیده غیرطبیعی و ناکارآمد تولید می شود. هدف ژن درمانی،

ای که مسئول ایجاد بیماری هستند، می باشد. ژن درمانی سبب می شود تا یک کپی طبیعی از ژن وارد سلول

هایی که دارای ژن آسیب دیده هستند، شود. این سلول ها سپس می توانند پروتئین عملکردی طبیعی را تولید

ه دو گروه ژن درمانی سوماتیک و ژن درمانی سلول های زایا تقسیم می شود.کنند. ژن درمانی ب

در ژن درمانی سوماتیک، ژن های درمانی تغییر یافته و وارد سلول های سوماتیک می شوند. ژن های درمانی

انی الحاقی به نسل بعد منتقل نمی شوند و فرزندان شخص بیمار شانس ابتال به بیماری ها را دارند. ژن درم

سوماتیک در درمان انواع متنوعی از بیماری ها از جمله سیستیک فیبروزیس، دیستروفی عضالنی، سرطان و

عفونی بکار می رود. با این حال، اثرات ژن درمانی سوماتیک معموال کوتاه مدت است. ژن درمانی بیماری های

تقسیم شود. In vivoو Ex vivoسوماتیک می تواند به دو گروه

Ex vivo

این نوع ژن درمانی بر روی تغییرات ژنتیکی سلول ها با استفاده از وکتورهای ویروسی و انتقال آن ها به بدن

بیمار به منظور تصحیح نواقص، عمل می کند.در این نوع، سلول ها در خارج از بدن بیمار تغییر یافته و سپس

ر طبیعی بطو Ex vivoنتقل می شوند. ژن درمانی انتخاب شده و تکثیر می یابند و بعد به درون بدن بیمار م

سلول های بنیادی مغز استخوان، سلول های کبد، سلول های ماهیچه صاف رگ های خونی و لنفوسیت های

نفوذکننده در تومور را برای درمان سرطان مورد هدف قرار می دهد.

واه قبل از اینکه به بدن بیمار پیوند زده سلول های ویژه برای تولید ژن دلخ مزایای این روش این است که انواع

شوند، مورد هدف قرار می گیرند. بعالوه، این نوع ژن درمانی سازگار با سیستم ایمنی است زیرا سلول هایی از

بیمار به منظور جلوگیری از رد پیوند جدا می شوند. مضرات این روش این است که سلول ها حتما باید در

یابند، سلول های میزبان باید قادر به تقسیم شدن باشند بنابراین، تجمعات سلولی شرایط آزمایشگاهی تغییر

پس از میتوز از جمله نورون ها می توانند هدف این نوع درمان باشند. عالوه بر این، این روش تهاجمی است.

است. In vivoپیوند سلول ها بسیار تهاجمی تر از تزریق مواد وکتورهای ژن درمانی

In vivo

در این نوع ژن درمانی مواد ژنتیکی بطور مستقیم وارد بدن انسان می شوند. روش های فیزیکی مورد استفاده در

این نوع، بر پایه ایجاد سوراخ کوچک در غشای سلول با استفاده از انرژی مکانیکی، الکتریکی، اولتراسونی،

ه سلول های هدف تسهیل می شود. بافت های ب DNAمحتوای ورود هیدرودینامیک یا لیزر می باشد. بنابراین

هدف این روش شامل پوست، ریه، کلون، ماهیچه، پانکراس، کبد، مغز استخوان، طحال و مغز می باشد. مزایای

این روش ساده بودن آن است. ارسال ژن با تزریق مستقیم وکتور به داخل اندام هدف به منظور تصحیح خطا

وش تهاجم پذیری کمتری دارد. زیرا مراحلی که در این روش هستند، ساده، بی انجام می گیرد. بعالوه، این ر

خطر و قابل تکرار می باشند. تزریق در یک محل چندین بار می تواند صورت گیرد. با این وجود این روش نیز

ع متنوعی از معایبی دارد از جمله اینکه، اختصاصیتی برای آلوده شدن سلول های هدف با وکتور وجود ندارد. انوا

از جمله نورون ها، گلیاها و CNSدر In vivoسلول های متفاوت می توانند آلوده شوند زمانیکه وکتورهای

In vivoسلول های عروقی تزریق می شوند. بعالوه، این روش احتمال ایجاد سمیت دارد. بعضی از وکتورهای

برای سلول های میزبان سمی بوده و باعث ایجاد پاسخ ایمنی می شوند.

ژن درمانی سلول های زایا

ن درمانی سلول های جنسی) تخمک و اسپرم( ای جنسی متمرکز است. در این نوع ژاین روش بر روی سلول ه

یرات دائمی می شود که د ژن های عملکردی به داخل ژنومشان، تغییر می کنند. این روش باعث ایجاد تغیوبا ور

به نسل بعد منتقل می شوند. اگر اینکار در مراحل جنینی در پیش از ورود به بدن مادر در لقاح در شرایط

این آزمایشگاهی صورت گیرد، ژن موردنظر می تواند در تمام سلول های جنینی در حال تکوین انتقال یابد.

ر یک خانواده فراهم می کند. با این حال، این روش چالش روش امکان از بین بردن دائمی یک نقص ارثی را د

برانگیز است و برای استفاده در انسان غیر اخالقی است. ژن درمانی سلول های زایا که سبب تغییرات در سلول

های جنسی می شود و به نسل بعد منتقل می شود، اجازه انجام آن بر روی انسان وجود ندارد.

رمانی سلول های زایا شامل این موارد می شود: استفاده از روش لقاح در شرایط دو روش اصلی انجام ژن د

آزمایشگاه برای درمان جنینی که دارای نقص ژنتیکی است قبل از اینکه وارد بدن مادر شود و کاربرد بعضی

جهش روش ها برای خارج کردن ژن های معیوب از سلول های زایای بالغین مبتال برای جلوگیری از انتقال

آسیب زننده به نسل های بعد، می باشد. مزایای این روش داشتن فرزندان سالم، اثرگذاری بیشتر و هزینه کمتر

نسبت به ژن درمانی سوماتیک است. با این حال این روش ممکن است خطرات ارثی و احتمال انجام مهندسی

افزایش دهد. فیلم زیر مبنای اصلی ژن ژنتیک برای موارد فیزیکی و ذهنی غیر مرتبط با درمان بیماری را،

بطور خالصه، نتایج ژن ردمانی سلول های زایا و کاربرد آن را در درمان انواع متنوعی از نقایص نشان می دهد.

مانی سوماتیک به بمار مربوطه محدود می شوند و به نسل بعد منتقل نمی شوند. تمام ژن درمانی هایی که بر در

عمل می کنند در حالیکه مهندسی سلول های سوماتیک تقیم بر رویوند بطور مسروی انسان انجام می ش

سلول های زایا در انسان ها با چالش ها و موانعی در بیشتر کشورها روبروست.

کریسپر

از sinippet DNAدر باکتری ها و آرکی هاست. توالی ها حاوی DNAکریسپرخانواده ای از توالی های

ها توسط پروکارویوت ها بکار می روند sinippetه پروکاریوت ها حمله می کنند. این ویروس ها هستند که ب

را در ویروس های یکسان و یا مشابه شناسایی کرده و در حمالت بعدی نابود کنند. این توالی ها نقش DNAتا

cas9نوان کریسپر/مهمی را در سیستم دفاعی پروکاریوت ها ایفا می کنند و پایه تکنولوژی شناخته شده را بع

تناوب های "ایجاد می کنند که بطور موثر و ویژه ژن ها را در موجودات تغییر می دهد. کریسپر مخفف واژه

است. این نام زمانی ایجاد شد که ریشه و کاربرد توالی های فاصله "کوتاه پالیندرومی فاصله دار منظم خوشه ای

پروکاریوتی که حاوی توالی های کوتاه و تکراری DNAعنوان قطعات دار آن ناشناخته بود. در آن زمان کریسپر ب

بود توصیف شد. در یک تکرار پالیندرومی، توالی نوکلئوتیدها در هر دو مسیر یکسان است. هر تکرار توسط

خارجی برای مثال یک ویروس یا پالزمید ادامه DNAفاصله دار از موقغیت های قبلی تا DNAقطعات کوتاه

در جاورت با توالی های کریسپر ( Crisper-associated) سیستم cas. دسته های کوچک ژن های می یابد

یک سیستم ایمنی پروکاریوتی است که باعث ایجاد مقاومت در عناصر ژنتیکی casقرار دارند. سیستم کریسپر/

خارجی از جمله انهایی که دررون پالزمیدها و فاژها هستند می شود و یک حالت تطابق پذیر با سیستم ایمنی را

DNAکمک می کند تا casتوالی فاصله دار به پروتئین های RNAفراهم می کند. تحت حفاظت قرارگرفتن

خارجی برش زده و RNAرا از cas ،RNA-guidedخارجی را شناسایی کرده و جدا کنند. سایر پروتئین های

درصد از آرکی ها وجود 05درصد از ژنوم باکتریایی و حدود 05جدا می کنند. کریسپرها در حدود حداکثر

دارند.

Reference:

1. K. K. Jain. (1998). Gene Therapy. PHARMACOLOGY, 2, 1-8.

2. Matthew C. Canver. (2009). Evaluation of the Clinical Success of Ex vivo and In vivo Gene

Therapy. JYI, 1-4.

3. Nayerossadat N., Maedah T., Ali P.A. (2012). Viral and nonviral delivery system for gene

delivery.Adv Biomed Res, 1(27), 3-5.

4. http://www.genetherapynet.com/types-of-gene-therapy.html

5. http://www.angelfire.com/hi3/germline/

6. Redman M, King A, Watson C, King D (August 2016). "What is CRISPR/Cas9?". Archives of

Disease in Childhood. Education and Practice Edition. 101 (4): 213–5. doi:10.1136/archdischild-

2016-310459. PMC 4975809  . PMID 27059283.