ژن درمانی

ژن درمانی شامل وارد کردن یک ژن به داخل یک سلول با هدف رسیدن به نوعی اثر درمانی است با انتقال نسخه های واجد عملکرد ژن مربوط به بیمار اصلح خصوصیات برگشت پذیر فنوتیپ جهش یافته امکان پذیر می شود.

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 بنیادی ترین سطح، یعنی ژن را امکان پذیر کرده است.

یکی از این روشهای درمانی، ژن درمانی است. هدف از ژن درمانی، بهبود بخشیدن به سلامت بیمار از طریق اصلاح فنوتیپ جهش یافته است. برای این منظور، تحویل ژن طبیعی به سلول های پیکری (نه زاینده) لازم است.

وارد کردن یک ژن به داخل سلولهای پیکری ممکن است به سه منظور لازم باشد.

×     امکان دارد، ژن درمانی قادر به جبران کردن یک ژن جهش یافته سلولی که نوعی جهش از دست دهنده عملکرد دارد، بکار برود. مثلا برای درمان بیماری مغلوب اتوزومی فنیل کتونوریا.

×     می توان ژن درمانی را برای جایگزینی یا غیر فعال کردن یک ژن جهش یافته غالب که فرآورده غیر طبیعی آن موجب بیماری می شود انجام داد مانند بیماری هانتیگتون.

×     گسترده ترین 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 می برند.

حداقل شرایط لازم برای ژن درمانی اختلال ژنتیکی

v    شناسایی جایگاه ژنی درگیر یا حداقل اساس بیوشیمیایی آن اختلال.

v    بار قابل توجه تبادل توجه بیماری و نسبت مطلوب خطر.

v    داشتن فایده در مقایسه با درمانهای دیگر.

v    آگاهی کافی از اساس مولکولی بیماری.

v    اجزای تنظیم کننده مناسب برای ژن انتقال یافته.

v    یک سلول هدف مناسب با نیمه عمر ترجیحا طولانی یا قابلیت همانند سازی خوب در داخل بدن.

v    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.

روشهای انتقال ژن

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.

ناقلهای ویروسی

ناقل ایده آل برای ژن درمانی باید بی خطر باشد، به راحتی ساخته شود، به آسانی وارد بافت هدف گردد، بروز مادام العمر ژن مورد نظر در سطوح مناسب را فراهم کند. از انواع این ناقل ها 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 ۴ 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.

مخاطرات ژن درمانی

v    بیمار میتواند واکنش نامطلوبی به ناقل یا ژن انتقال یافته بدهد.

v    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.

v    فعال شدن درجی میتواند انسجام یک ژن ضروری را از بین ببرند.

بیماریهای نامزد ژن درمانی

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 و نیز اختلالاتی مانند فنیل کتونوریا، کمبود α۱- ATکه هر یک بر پروتئین هایی که در کبد ساخته می شوند، موثر هستند.

تعداد زیادی کارآزمایی بالینی برای ارزیابی بی خطر بودن و کارآیی درمان با انتقال ژن در دست انجام است. نتایج اصلی میزگرد سال ۱۹۹۵ موسسه ملی سلامت در مورد وضعیت و آینده ژن درمانی هنوز صادق است. پیشرفت در این زمینه آهسته بوده. تاکید تحقیقات همواره مناسب نبوده وادعاهای اولیه در مورد کارآیی آن مبالغه آمیز بوده است. با وجود این، میزگرد به این نتیجه رسید که ژن درمانی برای درمان بیماریهای انسانی در دراز مدت ، بسیار امیدوار کننده است.

1. مفهوم وفایده ژن درمانی چیست؟

اساس ژن درمانی براین اندیشه است که بسیاری از بیماریها ریشه در اختلال کار کرد ژنهادارد. بنابراین هدف از ژن درمانی تغییر ماده ژنتیکی سلولهای زنده برای مقاصد درمانی است .

بنا به تعریف ژن درمانی یک استراتژی درمانی است که شامل وارد کردن اسیدهای نوکلئیک به سلولهای انسانی برای دستیابی به اهداف درمانی است بنابراین اسید نوکلئیک به عنوان دارو عمل می کند این روش دردرمان برخی بیماریهاوجلوگیری از انتقال آنها به نسل بعد موثر است .

2. موانعی که برسر راه آن وجود دارد چیست ؟

در ژن درمانی سلول های جنسی یک ژن سالم به داخل اسپرم ، تخمک ، سلولهای سازنده آنها ویا تخم لقاح یافته منتقل می شود وهر سلولی که از این سلول ایجاد میشود ژن جدید را خواهد داشت ،به عبارت دیگر تغییرات اعمال شده به نسل بعد منتقل می شود.

موانع و مشکلاتی در مورد ژن درمانی سلولهای جنسی وجود داردکه موجب می شود این روش فعلا در مطالعات بالینی وارد نشود مهمترین موانع این روش خطرات احتمالی برای جنین (مثل احتمال ایجاد سرطان در صورت قرار گرفتن ژن مورد انتقال در ناحیه یک ژن عملکردی یا تنظیمی) تغییر گنجینه ژنتیکی انسان و خطرات اجتماعی و مسئله اصلاح نژادی (eugenics) است .

3. ژن درمانی در آینده به چه صورت خواهد بود ؟

فقدان پروتئین های موثردرلخته خون که توسط ژن های معیوب کدبندی میگردد متاسفانه، قبل از تهیه این پروتئین ها از طریق ژنتیکی (مهندسی ژنتیکی)، بیماران هموفیلی از پروتئین هایی که ازخون انسان گرفته شده بود درمان می شدند. بعضی از این خون ها به ویروس ایدز آلوده بودند که عواقب دردناکی را برای بیماران هموفیلی به همراه داشتند. به کارگیری پروتئین هایی که به صورت ژنتیکی تهیه گردیده و کاربردهای درمانی دارد به جای تولیدات خونی در آینده عاری از این مشکلات خواهد بود .

بیماریهایی مانند سندرم(Leshnyhan) ، که بیماری دردناکی است و درآن بیماران قادر به ساختن آنزیم خاصی در بدنشان نیستند ، جزو بیماریهای نادری هستند که در آینده درجدول ژن درمانی قرار خواهند گرفت. این بیماری باعث حالت عجیبی برای مجروح کردن وکندن اعضای بدن در بیمار می گردد، مثل گاز گرفتن شدید لب ها و انگشتان. در حال حاضر حالت عادی ژن معیوب در این بیماری شناسایی شده است.

قبل از این که درمان بیماری ژنتیکی بتواند قابل اجرا گردد عیب و نقص ژنتیکی باید به طور دقیق شناسایی گردد دراین جا است که علم(( biotechnology ))  به احتمال زیاد اثر قابل توجهی در آینده بسیار نزدیک خواهد داشت. بررسی در مهندسی ژنتیک ابزار قدرتمندی را برای پیدا کردن اینجا و  مکان ایجاد کرده است .

4. توضیحی درمورد وقتی کهsomatic versus germ cells هدف قرار گرفته اند بیان کنید ؟

سلولهای سوماتیک شامل کلیه سلول های بدن به جز سلولهای جنسی می باشد. تنها روشی که فعلا انجام می گیرد ژن درمانی سلول های سوماتیک است. هدف این روش حذف پیامدهای بالینی بیماری است و ژن منتقل شده به نسل بعد منتقل نمی شود.

یکی از این بیماری ها pheny lketonuria است که به صورت مخففpku  نوشته می شود از هر ۱۲۰۰۰ بچه سفید پوست یک  نفر به این بیماری مبتلا است و درصورت عدم رسیدگی به موقع می تواند منجر به بیماری روانی گردد. این بیماری به وسیله اختلال در ژنی که آنزیم کبدی تولید می کند، ایجاد می گردد. چنانچه این نقص درمراحل اولیه باشد، بچه را می توان برای چند سال تحت رژیم خاصی قرار داد که البته کار بسیار ناخوشایندی است و اعضای خانواده را دچار مشکلات بسیار می کند .

روش های مختلف ژن درمانی همگی عامل مشترکی دارند یعنی بافت های تحت درمانsomatic  هستند. در مقام مقایسه جایگزین کردن سلول های معیوب در سلول های germ line که به ژنتیک ارثی نونهالان کمک می کند بهتر است ژن درمانی در سلولهای germ line نه تنها بر شخص تحت درمان که بر بچه های او نیز اثر بخشی زیادی دارد grem line درمانی مسائل ژنتیکی تمام بشریت را دگرگون خواهد کرد و نسل های آینده باید با آن دگرگونی وتحول خو بگیرند .

5. اهمیت ژن درمانی را بیان کنید؟

به رغم موانعی که بر سر راه ژن درمانی وجود دارد برخی محققان با اشاره به کاربردهای این روش در درمان برخی بیماری ها و جلوگیری از انتقال این بیماری ها به نسل بعد انجام ژن درمانی را توصیه می کنند، برای مثال درژن درمانی سلول های سوماتیک در مورد بیمار هموفیلی تنها خود بیمار درمان شده و در صورت فراهم شدن شرایط (ازدواج یک فرد با یک فرد ناقل هموفیلی) فرزندان وی ممکن است به این بیماری مبتلا شوند، امادر ژن درمانی سلول های جنسی فرد مذکور، فرد بیمار درمان نمی شود ولی فرزندان وی دیگر بیمار نمی شوند بنابراین باژن درمانی سلول های جنسی یک فرد، افراد زیادی در آینده سالم زندگی خواهند کرد.

در بیماری های به اصطلاح متابولیکی، ژنتیکی که به آن توجه بسیاری شده، ژن معیوبی باعث می گردد، تا آنزیمی درعملکرد متابولیکی خاص خود یا حضور نداشته باشد و یا بلااثر باشد.

قدم موثر در درمان نارسایی های ژنتیکی درانسان، ژن درمانی است. این روشی است که در آن ژن به جای ژن معیوب یاغائب، ژن فعالی جایگزین می گردد به این ترتیب بدن قادر به ساختن آنزیم یا پروتئین کامل شده و در نتیجه ریشه بیماری خشک می شود.

6. درمورد چندین مورد موفق ژن درمانی مفصل توضیح دهید؟

عموما اسید نوکلوئیک مورد استفاده در ژن درمانی یک DNA دو رشته ای است که یک پروتئین نشانگر(MARK ER) ، مخرب ( (DESTRUCTIVEیا درمانی را رمز می کند.

پروتئین های نشانگر یا مخرب معمولا در درمان سرطان به کار می روند برای مثال در یک روش درمانی ژن رمز کننده آنزیم تیمیدین کینازهرپس ویروس (ویروس عامل تبخال) وارد سلولهای توموری میگردداین ژن در منطقه توموری بیان شده وآنزیم تیمیدین کیناز را تولید می کند سپس به فرد داروی گان سیکلو و یر را می دهند آنزیم تیمیدین کیناز، گان سیکلوویر را به یک ماده سمی و کشنده سلولی تبدیل می کنند و از آنجاکه این آنزیم فقط وارد سلولهای توموری شده است ماده سمی ایجاد شده نیز فقط در ناحیه توموری ایجادو موجب مرگ سلولهای توموری می شود.

 منظور از پروتئینهای درمانی نیزپروتئین هایی است که خود در بدن نقش مهمی ایفا می کنند و بنابر دلایل مختلف د ر بیماران دارای نقص ژنتیکی دچار نقص هستند یا وجود ندارند هموفیلی، تالاسمی و بسیاری از بیماری های دیگر دراین گروه قرار می گیرند و در ژن درمانی از آنها نسخه سالمی از ژن تولید کننده پروتئین مورد نظر وارد بدن بیمار می گردد .

اسید نوکلوئیک همچنین می تواند Antisense RNA یا DNA تک رشته ای باشد. در این استراتژی درمانی قطعه ای کوچک از RNA یا DNAتک رشته ای که دقیقا مکمل راه انداز ژن یا بخشی از توالی موجود در ژن است در آزمایشگاه ساخته شده و به بدن بیمار منتقل می گردد این قطعه که Antisense نامیده می شود به توالی مورد نظر متصل شده و مانع رونویسی ژن و تولید پروتئین مرتبط با آن می شود. این نوع ژن درمانی نیز معمولا در درمان سرطان کاربرد دارد و با استفاده از این قطعات اسید نوکلئیک از تولید پروتئین های موثر در فرایند سرطان جلوگیری به عمل می آید. همچنین از این روش در درمان بیماری های ژنتیکی غالب (مثل بیماری هانتینگتون) استفاده می شود.

اولین کارآزمایی های بالینی در سال ۱۹۹۰ و برای درمان بیماری نقص ایمنی مرکب شدید (SCID) انجام شد، این بیماری اتوزومی مغلوب است که به علت نقص آنزیم آدنوزین دآمیناز (ADA) ایجاد می شود غیاب این آنزیم، موجب تجمع دزوکسی آدنوزین تری فسفات می شود که برای لنفوسیت ها سمی است و مرگ زود رس آنها را موجب می شود. بیماران مبتلا دراثر نقص در ایمنی سلولی وخونی، به عفونت های مکرر و تهدید کننده زندگی دچار شده و معمولا در همان دوران بچگی جان خود را از دست می دهند.

بلاز و همکارانش، لنفوسیت های گردش خون دو بیمار را خارج کرده، کشت داده و آنها را بارترو ویروس حامل ژن (ADA ) آلوده کردند و سپس این سلولها را مجددا به بیماران تزریق کردند .

در یکی از دو بیمار، لنفوسیتهای T انتقال داده شده، مدت زمان طولانی دوام آوردند و علایم بیماری وی بهبود یافت و سالها پس از درمان، زندگی طبیعی خود را سپری می کند.

7. تاثیر موفقیت ژن درمانی را روی صنایع داروسازی بیان کنید؟

یکی از مهمترین موارد استفاده از ژن درمانی، درمان سرطان ها می باشد. یکی از راه کارها در درمان سرطان حساس کردن سلولهای توموری به دارو می باشد که در زیر به شرح آن می پردازیم:

حساس کردن سلولهای توموری به شیمی درمانی وپرتو درمانی یکی از روشهای مهم ژن درمانی سرطان می باشد برخی ژن ها می توانند به طور مستقیم اثر بخشی دیگر درمان ها را از طریق ایجاد تغییراتی در ترمیمDNA ، سیستم های انتقال پیام سلولی (SIGNALTRANSDUCTION )یا کنترل چرخه سلولی را افزایش دهند.

برای مثال مطالعات نشان داده اند که جایگزین کردن یک ژن سرکوب کننده تومور P53 می تواند به افزایش حساسیت سلول های توموری به داروی سیس پلاتین و سایر داروها منجر گردد برخی ژن ها نیز با تولید یک آنزیم که به طور انتخابی و موضعی یک داروی غیر سمی را به متابولیت بسیار سمی در سلولهای سرطان تبدیل می کند می توانند مرگ سلول را باعث شوند. این روش می تواند عوارض شیمی درمانی را به طرز چشمگیری کاهش دهد. ژن تیمیدین کیناز هرپس ویروس (HSV-TK) یکی از آنزیم هایی است که بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است.

فراورده این ژن یعنی تیمیدین کیناز موجب فسفریله کردن گان-سیکلوویر و تبدیل آن به شکل مونو فسفات سمی می شود، گان سیکلوویریک داروی ضد ویروس است که به خودی خود اثری روی سلول نمی گذارد اما متابولیت های فسفریله آن برای سلول کشنده خواهد بود. سلول های انسانی فاقد آنزیم لازم برای فسفریله کردن این دارو هستند (لازم به ذکر ا ست مونو فسفات در این مرحله طی تغییراتی توسط آنزیم های داخل سلولی تبدیل به تری فسفات سمی می شود).

ابزار و اهداف کشف داروها

تعدادی از اکتشافات جالب اخیر در RNAزمینه جدیدی را برای به کار گیری RNAدر توسعه درمانها گشوده است. موسسه هایی مانند ریبوزیمز و RNA به صورت فوری به عنوان استراتژی موثر در باب ژنهای آرام و تکنیک های جدید در حال توسعه اند.

برای بکار گیری RNA با دارایی و کاراییهای مخصوص، هدف گرفتن RNA با سلول های کوچک به عنوان یک دسترسی جالب برای مدرنه کردن وجود RNA به کار برده می شود.

دارایی های یونیک شیمیایی و بیولوژیک RNA موقعیت های بسیاری مناسبی را درکشف داروها برای جلوگیری از نشانه رفتن پروتئین ها به ما می دهند این خاصیت باعث تحقیق درموقعیت هایی که در بالا ذکر شد و نمایان کردن خاصیت درمان RNA می شود .

8. وضعیت ژن درمانی را در آینده پیش بینی کنید؟

امکان دارد در آینده ای نزدیک برای تشخیص دادن نقصان میان ژن ها و نسخه های طبیعی از سوند DNA که به تشخیص روشها حساس باشد استفاده شود که در توسعه آن مهم است. دانشمندان سعی دارند منشی از ژن های همه انسان ها را معلوم کنند که این کار با برنامه های مشابه در اروپا انجام می شود، و در ۱۵ سال ما توانایی شناسایی و برخورد با همه بیماری هایی که بشر نسبت به آن آسیب پذیر است را پیدا می کنیم. این انقلاب جدید دارویی است و امید دارد کیفیت زندگی مردها و زن ها و بچه ها را گسترش دهد. تقریبا ژن ها برای اختلا ل عضلانی و فیبر و شبکیه شناسایی شده که بیشتر این اطلاعات در همه ی زمان ها ضروری است .

نقش ویروس ‏AAV‏ در بیوتکنولوژی و ژن درمانی ‎

تعدادی از بیماریهای مهم انسان در اثر ناتوانی بدن در ساختن پروتئین بخصوصی ایجاد می شود که معمولاً در بافت یا عضو خاص یا در مایعات بدن مانند خون اتفاق می افتد و این امر می تواند سبب بیماری شدیدی شود که در تمام طول عمر شخص همراه او خواهد بود. بسیاری از بیماری های ژنتیک از این جمله است مانند: آنمی سیکل سل، هموفیلی، دیسترفی عضلانی دوشن (‏DMD‏)، تالاسمی و غیره.

اولین وعده زیست فناوری (بیوتکنولوژی) جداکردن و تولید این پروتئینها از طریق مهندسی ژنتیک و فناوری نوترکیبی بود تا آنها را در اختیار بیمارانی قراردهد که فاقد آن پروتئینها بود. حال اگر این پروتئینها به صورت داروهای خوراکی استفاده می شد هضم شده و بی اثر می گشت.

برخی از محصولات به وسیله تزریق به بدن می رسید، تزریقهای مکرری که روزانه، هفتگی یا ماهیانه یا توسط خود بیمار انجام میشد (مثل انسولین) یا توسط پزشک. اما این کارهم خالی از اشکال نبود، زیرا بسیار سخت است که سطح مناسبی از دارو (پروتئین) را در فواصل بین تزریق ها برقرارکرد. از طرفی برخی سلولها نظیر سلولهای مغزی به علت وجود سد خونی مغزی (‏BBB‏) ممکن است نتوانند مقدار مناسبی از دارو را دریافت کند.

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 کارخانه های کوچکی تبدیل می کند که پروتئین مورد نیاز بیمار را تا مدتی طولانی برایش می سازد.

همچنین با استفاده از ژن درمانی اقدام به درمان سرطان کرده اند زیرا برخی ژن ها باعث می شود که سلولهای سرطانی پروتئین خاصی را بیان کند که به داروها حساستر شده یا توسط سلولهای ایمنی بهتر شناسایی شود. این استراتژی باعث می شود که شیمی درمانی یا پاسخ ایمنی خودِ بیمار، موثرتر عمل کند.

برای انتقال ژن درمان کننده از روش های مختلفی استفاده می شود. از جمله تزریق فیزیکی توسط میکرواینجکشن، انتقال توسط لیپوزومها، و انتقال توسط ویروسها که مورد اخیر موضوع بحث ما است.

در انتقال ویروسی از ویروسهای مختلف نظیر رترو ویروسها، آدنو ویروسها، لنتی ویروسها، هرپس ویروسها و ‏AAV‏ ویروسها (‏Adeno-Associated Virus‏) استفاده می شود.

در روش استفاده از ویروسِ ‏AAV‏، ژنهای ویروس از یک ویروس بی خطر به نام “‏AAV‏ ویروس” خارج شده و سپس ژنِ درمان کننده به جای آن جایگزین می شود. بعد از تزریق این ویروس ها به بیمار “‏AAV‏ ویروس ها” می تواند ژنِ درمان کننده را به سلولها انتقال دهد. حال پروتئین مورد نیاز توسط سلولهای خودِ بیمار ساخته خواهد شد، همان گونه که اگر خود سلول ‏DNA‏ مربوطه را می داشت عمل می کرد. این پروتئین یا وارد غشاء سلول می شود تا مورد استفاده خود سلول قرارگیرد یا توسط سلول ترشح می شود که مورد استفاده سلولهای دیگر قرارگیرد.

ویروس ‏AAV‏ (‏Adeno-Associated Virus‏)‏

‏”‏AAV‏ ویروس” یک ویروس خیلی ساده از شاخه های خانواده ‏parvoviridae‏ است و جزء ویروس های بدون پوشش و کوچک است. “‏AAV‏ ویروس” نامش را به این علت گرفته است که در ۴۰ سال پیش آن را در جریان آلودگی یک نمونه بالینی مبتلا به آدنوویروس کشف کردند. بدین ترتیب نام ‏Adeno-Associated Virus‏ به آن اطلاق شد.

به هر حال “‏AAV‏ ویروس” در هیچ یک از خواص ویروسی با آدنوویروسها مشترک نیست و در حقیقت ژنهایشان (‏DNA‏) با هم هیچ شباهتی ندارد و این موضوع مهم است چرا که بر خلاف آدنوویروسها، “‏AAV‏ ویروس” در انسان پاتوژن نیست.

وکتورهای ‏AAV‏ ‏

وکتورهای ‏AAV‏ مشتق از ویروسِ ‏AAV‏ که از عملکرد طبیعی خودشان استفاده کرده و ژنها را به سلول تحویل می دهد. جهت تولید یک وکتور ‏AAV‏، ویروس ‏AAV‏ را با خارج کردن ژن ویروسی و جایگزین کردن آن با ژن درمان کننده (برای تولید پروتئین مربوط) تغییر میدهند.

‏DNA‏ متعلق به “‏AAV‏ ویروس” تک رشته ای است و فقط شامل ۲ ژن است. یکی به نام ژن ‏Rep‏ که پروتئین های مربوط به همانندسازی ‏DNA‏ را کد می کند و دیگری به نام ژن ‏Cap‏ که از اسپلایسینگ افتراقی استفاده می کند و اجازه می دهد که سه پروتئین را کد کند که پروتئین های پوشش (‏coat‏) ویروس را می سازد.

با استفاده از این روش در حالی که هیچ‏‎ ‎کدام از ژنهای ویروسی وجود ندارد اتصال سلولی کارا و ساز و کار ورود ژن بوسیله پروتئین پوششی “‏AAV‏ ویروس” مهیا می شود. فقط قسمتی کوچکی از ‏DNA‏ متعلق به ‏AAV‏ در طرفین این قطعه ژنی درمان کننده در وکتور باقی می ماند که حاوی قطعات خودکامل شونده ‏DNA‏ ملقب به ‏ITR‏ ها (‏Inverted Terminal Repeats‏) است و این ژن ها برای تامین سطح بالایی از بیانِ ژنِ درمان کنندهای که وکتور آن را حمل می کند، لازم است.‏

هر وکتور ‏AAV‏ فقط از ۴ نوع مولکول تشکیل شده است. سه وکتور، دقیقاً در ارتباط با پروتئین هایی است که پوشش ویروس را می سازد و یک قطعه تک رشته ای ‏DNA‏ ژن درمان کننده و دیگر عناصر تنظیم کننده را کد می کند.

سادگی این سیستم باعث می شود که گیرندگان وکتورهای ‏AAV‏ در معرض حداقل مقدار مواد خارجی (بیگانه) قرار گیرند. در مقابل دیگر وکتورهای ویروسی که برای ژن تراپی استفاده میشود، مانند آنهایی که با استفاده از آدنو ویروسها، لنتی ویروسها، رترو ویروسها، و هرپس ویروسها درست شده اند، به طور بارزی بزرگتر و پیچیده تر است و بنابراین احتمال آن که به پاسخ ایمنی منجر شده و واکنش های زیان آوری را برای استفاده های بعدی درپی داشته باشد، بسیار بیشتر است.

عقیده بر این است که وکتورهای ‏AAV‏ خواص مطلوب وکتورهای ویروسی و وکتورهای غیر ویروسی را ترکیب می کند و ممکن است نسبت به دیگر وکتورهای ژن درمانی چندین مزیت بالقوه ارائه دهد.

این مزایا عبارتند از:

v    تحویل موثر ژن‏ها به هر دو نوع سلول هدف در حال تقسیم و آنهایی که تقسیم نمی شود،

v    عدم حضور ژنهای ویروسی که میتواند مسؤول ایجاد پاسخ ایمنی ناخواسته باشد،

v    کاربرد ‏in-vivo‏ در بیماران،

v    میزان بالای بیان ژن و ‏

v    پایداری عالی که اجازه میدهد وکتورهای ‏AAV‏ همانند بیشتر محصولات دارویی رایج تولید و ذخیره شده و مورد استفاده قرار گیرد. ‏

منابع

-http://www.accessexcellence/

– http://www.goftman.com/forums/history/topic/17689-l.html

http://www.genomics-center.org/newsdetails.aspx?id=1015-

–  مجله الکترونیکی ژنتیک پزشکی

–  غفاری, سعید رضا, ژنتیک برای کارشناسان نظام سلامت, تهران” انتشارات اندیشه سرا, ۱۳۸۵