تحویل ژن: ابزارهای تجارت

ژن ها از DNA ساخته شده اند. تحویل موفق ژن نیاز به یک روش کارآمد برای ورود DNA به سلول ها و کارکرد آن دارد. دانشمندان از این "وسایل نقلیه" تحویل DNA به عنوان بردارها یاد می کنند.

هیچ "بردار کامل" وجود ندارد که بتواند هر اختلال را درمان کند. مانند هر نوع درمان پزشکی ، یک وکتور ژن درمانی باید برای پرداختن به ویژگی های منحصر به فرد این اختلال سفارشی شود. بخشی از چالش در ژن درمانی ، انتخاب مناسب ترین بردار برای درمان این اختلال است.

برای موفقیت ، یک بردار باید:

• سلولهای مناسب را هدف قرار دهید. اگر می خواهید یک ژن را به سلول های کبد تحویل دهید ، نباید در انگشتان بزرگ باد شود.
• ژن را در سلول ها ادغام کنید. شما باید اطمینان حاصل کنید که ژن در مواد ژنتیکی سلول میزبان در آن ادغام می شود ، یا اینکه ژن بدون اینکه زباله نشود ، روش دیگری برای زنده ماندن در هسته پیدا می کند.
• ژن را فعال کنید. یک ژن باید به هسته سلول برود و "روشن شود" ، به این معنی که برای ساخت محصول پروتئینی که رمزگذاری می کند ، ترجمه شده و ترجمه شده است. برای موفقیت آمیز بودن ژن ، پروتئین باید به درستی کار کند.
• از عوارض جانبی مضر خودداری کنید. هر زمان که یک ماده بیولوژیکی ناآشنا در بدن قرار دهید ، این خطر وجود دارد که سمی باشد یا بدن پاسخ ایمنی را در برابر آن قرار دهد.

بردارهای ویروسی

مادر طبیعت یک دانشمند درخشان است! در طول سه میلیارد سال گذشته ، او وسیله ای فوق العاده کارآمد برای تحویل ژن های خارجی به سلول ها ایجاد کرده است: ویروس.

معمولاً وقتی به ویروس ها فکر می کنیم ، به مواردی فکر می کنیم که باعث بیماری هایی مانند سرماخوردگی ، آنفولانزا و HIV/AIDS می شوند. اما دانشمندان در واقع توانسته اند از ویروس ها برای ارائه DNA به سلول ها برای ژن درمانی استفاده کنند. چرا چرخ را در آنجا کاملاً خوب اختراع می کند؟اگر بتوانیم ویروس ها را برای تحویل ژن ها بدون اینکه افراد بیمار کنیم ، اصلاح کنیم ، ممکن است مجموعه خوبی از ابزارهای ژن درمانی داشته باشیم.

مزایای بردارهای ویروسی:

• آنها در هدف قرار دادن و ورود به سلول ها بسیار خوب هستند.
• برخی از انواع خاص سلول ها را هدف قرار می دهند.
• آنها می توانند به گونه ای اصلاح شوند که نتوانند سلول ها را تکرار و از بین ببرند.

اشکالاتی از بردارهای ویروسی:

• آنها می توانند مقدار محدودی از مواد ژنتیکی را حمل کنند. بنابراین ، برخی از ژن ها ممکن است خیلی بزرگ باشند تا در برخی از ویروس ها قرار بگیرند.
• آنها می توانند در بیماران پاسخ ایمنی ایجاد کنند و منجر به دو مشکل احتمالی شوند:
  • بیماران ممکن است بیمار شوند.
  • سیستم ایمنی بدن ممکن است ویروس را از تحویل ژن به سلولهای بیمار مسدود کند ، یا ممکن است پس از تحویل ژن سلول ها را از بین ببرد.

  بردارهای غیر ویروسی

  ویروس ها ممکن است به طور موثری مواد ژنتیکی را به سلول های بیمار منتقل کنند ، اما محدودیت هایی دارند. برخی از این محدودیت ها را می توان با استفاده از بردارهای غیر ویروسی غلبه کرد.

  یک نوع بردار غیر ویروسی یک مولکول DNA دایره ای به نام پلاسمید است. در طبیعت ، باکتریها از پلاسمیدها برای انتقال ژن های مشترک با یکدیگر استفاده می کنند. برای آسانتر کردن ورود به سلول ها ، پلاسمیدهای ژن درمانی گاهی اوقات در داخل "لیپوزومها" بسته بندی می شوند ، بسته های پیچیده شده با غشای کوچک که محتویات خود را با همدستی با غشای سلولی ارائه می دهند. ضرر پلاسمیدها و لیپوزومها این است که در گرفتن ژن به سلول بسیار کارآمدتر از ویروس ها هستند. مزایای آن این است که آنها می توانند ژن های بزرگتر را حمل کنند و بیشتر آنها باعث ایجاد پاسخ ایمنی نمی شوند.

  بردارهای مصنوعی به نام ویروسوم ها در اصل لیپوزومهای پوشیده از پروتئین های سطح ویروسی هستند. آنها ظرفیت حمل و مزایای ایمنی پلاسمیدها را با کارآیی و ویژگی ویروس ها ترکیب می کنند. پروتئین های ویروسی با پروتئین های موجود در سطح سلول هدف در تعامل هستند و به فیوز ویروسوم با غشای سلولی کمک می کنند و محتویات آن را درون سلول می ریزند. انواع مختلف پروتئین های ویروسی می توانند انواع خاصی از سلول ها را هدف قرار دهند.

  

  in vivo در مقابل ex vivo

  ژن ها را می توان از دو طریق به گروهی از سلول ها در بدن بیمار منتقل کرد. اولین مورد ، در داخل بدن (در VEE-VOH) نامیده می شود ، تزریق بردار به طور مستقیم به بیمار ، با هدف هدف قرار دادن سلولهای آسیب دیده.

  دوم ، به نام EX Vivo (Ex Vee-VOH) ، تحویل ژن به سلولهایی است که از بدن خارج شده و در کشت در حال رشد هستند. پس از تحویل ژن ، ادغام و فعال سازی تأیید می شود و سلول ها دوباره به بیمار می شوند.

  رویکردهای سابق داخل بدن احتمالاً پاسخ ایمنی را ایجاد می کنند ، زیرا هیچ ویروسی در بیماران قرار نمی گیرد. آنها همچنین به محققان این امکان را می دهند تا قبل از قرار دادن در بیمار ، اطمینان حاصل کنند که سلول ها به درستی کار می کنند. چندین موفقیت ژن درمانی از تحویل ژن EX Vivo به عنوان جایگزینی برای پیوند مغز استخوان استفاده می کنند.

  مغز استخوان حاوی سلولهای سیستم است که انواع مختلفی از سلول های خونی را ایجاد می کند. از پیوند مغز استخوان برای درمان بسیاری از اختلالات ژنتیکی ، به ویژه مواردی که شامل نقص سلول های خونی است ، استفاده می شود. در حالت ایده آل ، یک اهدا کننده "همسان" ، که اغلب یک نسبی است ، مغز استخوان را به بیمار اهدا می کند. این مسابقه احتمال اینکه سیستم ایمنی بدن بیمار سلول های اهدا کننده را رد کند ، کاهش می یابد. با این حال ، پیدا کردن یک مسابقه همیشه امکان پذیر نیست. در این موارد ، سلولهای مغز استخوان خود بیمار می توانند برداشته شوند و ژن معیوب با ژن درمانی اصلاح شود. سلولهای اصلاح شده سپس می توانند به بیمار برگردانده شوند.

  نمونه هایی از اختلالات ژنتیکی که گاهی اوقات با پیوند مغز استخوان تحت درمان قرار می گیرند از جمله کمبوددا ، بیماری SCID ، و بیماری سلول.