دانلود تحقیق گیاه پزشکی - ژن

ژن
ژن‌درمانی، روش اصلاح ژن‌های معیوب و عامل بیماری است.

این روش درمانی درحال حاضر در مرحله تحقیقاتی است و در این مرحله شیوه‌های مختلفی برای اصلاح ژن مورد مطالعه می‌باشد.مهمترین روش به این منظور قراردادن یک ژن سالم، در ژنوم بیمار است.

ژن درمانی درحال حاضر در دنیا در مرحله تحقیقاتی می‌باشد و هنوز هیچ فرآورده مورد استفاده در ژن درمانی توسط اداره غذا و داروی آمریکا تایید نشده است.

تحقیقات بالینی انجام شده نیز از موفقیت کمی برخوردار بوده است.

اولین ژن درمانی در سال 1990 انجام شد که بر روی کودک 4 ساله‌ای با بیماری نادر ژنتیکی نقص ایمنی شدید ترکیبی (SCID) انجام شد.

این بیمار به دلیل دارا نبودن سیستم ایمنی طبیعی باید در محیط استریل نگهداری می‌شد و مرتب دوز بالای آنتی بیوتیک مصرف می کرد در بیمار مزبور گلبولهای سفید بیمار گرفته شد و سپس در آزمایشگاه رشد داده شد و ژن سالم به گلبولها وارد و دوباره به بیمار برگردانده شد.

مطالعات بعدی نشان داد که سیستم ایمنی بیمار تقویت شده است و بیمار مجددا به زندگی عادی برگشت اما این روش درمانی یک درمان مادام‌العمر نبود و بیمار مجبور به تکرار درمان در هر چند ماه بودهر چند این اولین آزمایش به روش ژن‌درمانی بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسید ولی واقعیت امر این است که به دلیل پیچیدگی بیولوژیکی بیش از حد ژن‌درمانی در انسان و نیز عدم شناخت کامل بسیاری از بیماریهای ژنتیکی امکان استفاده وسیع از ژن‌درمانی در انسان میسر نشده است.

بحث دیگر بحث اخلاق پزشکی است و باید توجه داشت که ژن درمانی بر روی سلولهای سوماتیک (غیرجنسی) و سلولهای جنسی دو پدیده متفاوت است.

اگر ژن درمانی بر روی سلولهای جنسی (germs cell) انجام شود، امکان انتقال آن به نسل‌های بعدی نیز وجود دارد درحالیکه در ژن درمانی بر روی سلولهای غیرجنسی (Somatic cell) فقط شخص دریافت‌کننده ژن بهبود می‌یابد و ژن مورد نظر به نسلهای بعدی به ارث نخواهد رسید.

بعضی افراد به هر گونه تغییر ژنتیکی در انسان معترض هستند بدون اینکه مزایای آن را در نظر بگیرند.

بسیاری دیگر فقط ژن درمانی در سلولهای غیرجنسی (سوماتیک) را تایید می‌کنند ولی استفاده از ژن‌درمانی در سلولهای جنسی را نمی‌پذیرند.

با این وجود تعدادی نیز بر این عقیده‌اند که با وضع قوانین جدید می‌توان از ژن‌درمانی در سلولهای جنسی نیز استفاده کرد.

به طور کلی معیارهایی که باید برای انتخاب بیماری قابل درمان با ژن‌درمانی درنظر گرفت عبارتند از 1) بیماری غیرقابل علاج و کشنده باشد 2) سلولها، بافتها و یا اعضاء بیمار که توسط بیماری تحت تاثیر قرار گرفته به خوبی شناسایی شده باشند 3)ژن سالم مورد نظر که قرار است به سلول شخص بیمار وارد شود قبلا جداسازی و کلون شده باشد 4) ژن سالم قادر به ورود به تعداد زیادی سلول بافت مورد نظر باشد 5)ژن به طور مناسبی قابل بیان (express) باشد 6) روشهایی در دسترس باشد که بی‌خطر بودن آنها به اثبات رسیده باشد.بحث‌های زیادی در تایید و یا رد ژن‌درمانی وجود دارد.

مهمترین موردی که در تایید ژن‌درمانی مطرح است.

امکان درمان بیماری غیرقابل علاج به روش ژن‌درمانی است و موارد زیر از دیگر موارد در تایید ژن‌درمانی هستند 1) ژن درمانی باعث درمان کامل بیماری می‌شود و فقط علائم را برطرف نمی‌نماید 2) ژن درمانی در سلولهای جنسی ممکن است تنها وسیله برای درمان بعضی از بیماریهای ژنتیکی باشد 3) با جلوگیری از انتقال ژن معیوب به نسلهای بعدی، درمان نسلهای بعدی لازم نخواهد بود چرا که بیماری به آنها از والدین درمان شده با ژن‌درمانی به ارث نرسیده است.مواردی که در رد ژن درمانی مطرح می‌شوند بیشتر مبتنی بر این سوىال است که آیا می‌توان بین‌استفاده درست و نادرست از روشهای اصلاح ژنتیکی تمایز قائل شد و آیا امکان سوءاستفاده بالقوه از این تکنولوژی باید محققین را از تحقیق بیشتر بر روی این روش باز دارد.

بعضی افراد نیز بر این نکته تاکید دارند که پیگیری بیمار در تحقیقات بالینی بلند مدت بسیار مشکل است.

بیمار تحت درمان با ژن‌درمانی باید برای دهها سال تحت نظر باشد تا بتوان از اثرات ژن‌درمانی در نسلهای بعدی مطلع شد.

بعضی نیز بر این عقیده‌اند که اطفال به علت سن پایین قادر به تصمیم‌گیری درباره ژن‌درمانی نیستند و مزایا ومعایب آن را به درستی درک نمی‌کنند.

به طور خلاصه مواردی که در رد ژن‌درمانی در سلولهای جنسی مطرح هست شامل 1) فقدان اطلاعات علمی کافی و خطرات بالینی زیاد آن و نیز ناشناخته بودن اثرات طولانی مدت این نوع درمان 2) چنین آزمایشاتی ممکن است در نهایت منجر به تشویق سایر محققین به کار بر روی تغییر ژنتیکی در افرادی که بیمار نمی‌باشند شود 3) به دلیل آنکه ژن‌درمانی در سلولهای جنسی مستلزم استفاده از جنین است و در نتیجه بر روی نوزاد متولد شده تاثیرگذار است لذا این چنین تحقیقی منجر به تولید پروژه‌های تحقیقاتی خواهد شد که شخص (جنین پس از تولد) بدون موافقت قبلی مورد آزمایش قرار گرفته است 4) هزینه بالای ژن‌درمانیبه طور خلاصه می‌توان درآینده شاهد درمان تعدادی از بیماریهای ژنتیکی و یا سرطان‌ها به روش ژن درمانی بود که قطعا انقلابی در علم پزشکی خواهد بود و راه را برای درمان بسیاری از بیماریها باز خواهد کرد.وی درباره شیوه عملکرد در ژن‌درمانی می‌گوید: ژن درمانی روشی است برای اصلاح ژنهای معیوبی که باعث ایجاد بیماری می‌شوند.

روشهای مختلفی برای اصلاح ژن معیوب وجود دارد که مهمترین آن قراردادن یک ژن سالم در ژنوم بیمار است.در بیشتر مطالعات ژن درمانی، یک ژن سالم به جای معیوب قرار داده می‌شود تا ژن مولد بیماری اصلاح شود و یک مولکول حامل ژن که وکتور نامیده می‌شود برای انتقال ژن به سلول بیمار استفاده می‌شود.

یکی از مهمترین وکتورهای مورد استفاده ویروسهای دستکاری ژنتیکی شده می‌باشند که قادر به حمل DNAانسانی هستند.

ژن‌درمانی، روش اصلاح ژن‌های معیوب و عامل بیماری است.

ویروسها توانایی انتقال ژنهای خود به سلولهای انسانی و در نتیجه ایجاد بیماری را دارند که محققین از همین خاصیت استفاده کرده و ژنهای مورد نظر به سلولهای انسانی را به کمک ویروسها منتقل می‌کنند.

معمولا سلولهای هدف در شخص بیمار توسط ویروسهای حامل ژن مورد نظر آلوده می‌شوند که در نتیجه ژن سالم توسط ویروس در سلول انسانی قرار داده می‌شود که این امر باعث تولید پروتئینی می‌شود که قبلا شخص بیمار قادر به تولید آن نبوده است و در نتیجه بیماری شخص درمان می‌شود علاوه بر ویروسها از سایر وکتورهای غیر ویروسی نیز استفاده می‌شود.

لیپوزوم‌ها یکی دیگر از روشهای انتقال ژن به داخل سلولها هستند.

لیپوزوم‌ها کره‌هایی هستند که در مرکز آنها ژن مورد نظر و در اطراف آن لایه چربی قرار دارد که در نتیجه قادر به عبور از غشاء سلولی و در نتیجه آزادکردن ژن در داخل سلول می‌باشند.

روش دیگر استفاده از کمپلکس‌های پلی‌کاتیونی است که قادر به اتصال به ژن می‌باشد.

مخلوط پلی‌مر و ژن قادر به فاگوسیته شدن توسط سلول می‌باشند که در نتیجه ژن به داخل سلول وارد و سپس بیان می‌شود.

تحقیق بر روی دو روش آخر اخیرا مورد توجه بیشتری قرار گرفته است که عمده‌ترین دلایل آن معایب استفاده از ویروسها به عنوان وکتور است که شامل 1) امکان بروز بیماری ثانویه ناشی از وکتور ویروسی و یا قرار گرفتن ژن در محلی غیر از سلولهای مورد نظر و 2) تغییر ایجاد شده در بیمار معمولا دائمی است بدین معنی که بیان ژن در شخص به صورت دائم خواهد بود و در صورت غیر مطلوب بودن درمان، امکان بازگشت به حالت اولیه وجود نخواهد داشت.

یکی از دیگر دلایل مهم که تحقیق بررسی استفاده از وکتورهای لیپوزومی و پلی‌کاتیونی را باعث شده است بحث اقتصادی فرآورده نهایی است.در دو روش فوق، ژن درمانی موقت است و بیمار مجبور به درمان در فواصل زمانی می‌باشد که در نتیجه برای شرکت‌های دارویی از جذابیت اقتصادی بیشتری برخوردار است.

کاری که ما در این زمینه انجام دادیم این است که وکتورهای پلی‌کاتیونی را به کمپلکس‌هایی متصل کنیم، سپس DNA را با آنها مجاور کنیم، با توجه به این که DNA بار منفی دارد به پلی کاتیونی که بار مثبت دارد متصل می‌شود.

سپس آن را در کنار سلول‌های انسانی یاحیوانی در محیط آزمایشگاه قرار می دهیم، که اصطلاحا عمل اتصال ژن به پلیمر را فاگوسیته کردن می‌گویند.یعنی این سلول دو جفتی که کنار آن قرار گرفته لایه‌ای تشکیل می‌دهد، سلول این کمپلکس را که بین ژن و پلیمر کاتیونی تشکیل شده به داخل خود منتقل می‌کند درحالی که ژن معمولی توانایی این انتقال را ندارد داخل سلول نیز با تجزیه شدن توسط آنزیم‌ها از کمپلکس مراقبت می‌شود.

بنابراین کمپلکس فرصت پیدا می‌کند، در سلول به قسمت هسته محلی که ژن در آن مستقر است برسد و بیان شود بیان عبارت است از اکسپرس شدن یعنی در زمینه کاری که باید انجام دهد، شروع به فعالیت کند.

مادر این زمینه پلیمری ساختیم از ترکیب پلی‌اتیلن ایمیل و دگسترانت این پلیمر توانسته است بیش از 35 درصد سلول‌های حیوانی به ژن مربوطه را بیان کند، درحالی که در روش‌های قبل از این اقدام معمولا 10 درصد سلول‌ها بیان می‌شد.

مراحل مقدماتی این پژوهش انجام شده است و اقدامات تکمیلی آن در کشور در قالب طرح‌های پژوهشی انجام خواهد شد.

در نهایت می‌خواهیم ترکیبی بسازیم که بتوانیم به وسیله آن ژن مورد نظر را به بیمار منتقل کنیم که این فرآورده بتواند ژن را با پلیمر ساخته شده مخلوط و یک فرآورده دارویی تهیه کند که ژن مورد نظر به سلول‌های بافت بیمار وارد و بیماری برطرف شود.

?????????????????????????????????????????????????????

مقدمه 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.

هدف از ژن درمانی ، بهبود بخشیدن به سلامت بیمار از طریق اصلاح فنوتیپ جهش یافته است.

برای این منظور ، تحویل ژن طبیعی به سلولهای پیکری (نه زاینده) لازم است.

وارد کردن یک ژن به داخل سلولهای پیکری ممکن است به 3 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.

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

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.

حداقل شرایط لازم برای ژن درمانی اختلال ژنتیکی 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.

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 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.

مخاطرات ژن درمانی 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.

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 α1- AT که هر یک بر پروتئینهایی که در کبد ساخته می‌شوند، موثر هستند.

آینده بحث تعداد زیادی کارآزمایی بالینی برای ارزیابی بی‌خطر بودن و کارآیی درمان با انتقال ژن در دست انجام است.

نتایج اصلی میزگرد سال 1995 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 ژن درمانی شامل وارد کردن یک ژن به داخل یک سلول با هدف رسیدن به نوعی اثر درمانی است با انتقال نسخه‌های واجد عملکرد ژن مربوط به بیمار اصلح خصوصیات برگشت پذیر فنوتیپ جهش یافته امکان پذیر می‌شود.