كيف يعمل العلاج الجيني؟

يعمل العلاج الجيني عن طريق تغيير الكود الوراثي لاستعادة وظائف البروتينات الحرجة. البروتينات هي عمل الخلية والأساس الهيكلي لأنسجة الجسم. يتم تنفيذ تعليمات صنع البروتينات في الكود الوراثي للشخص ، ويمكن أن تؤثر المتغيرات (أو الطفرات) في هذا الرمز على إنتاج أو وظيفة البروتينات التي قد تكون حاسمة لكيفية عمل الجسم. قد يؤدي تثبيت أو تعويض التغيرات الوراثية المسببة للأمراض إلى استعادة دور هذه البروتينات المهمة ويسمح للجسم بالعمل كما هو متوقع.

يمكن للعلاج الجيني التعويض عن التغييرات الوراثية بطرق مختلفة.

• يقدم علاج نقل الجينات مادة وراثية جديدة في الخلايا. إذا تسبب الجين الذي تم تغييره في أن يكون البروتين الضروري معيبًا أو مفقودًا ، يمكن لعلاج نقل الجينات تقديم نسخة طبيعية من الجين لاستعادة وظيفة البروتين. بدلاً من ذلك ، يمكن للعلاج تقديم جين مختلف يوفر تعليمات للبروتين الذي يساعد وظيفة الخلية بشكل طبيعي ، على الرغم من التغيير الوراثي.
• تحرير الجينوم هو تقنية أحدث يمكن استخدامها للعلاج الجيني. بدلاً من إضافة مادة وراثية جديدة ، يقدم تحرير الجينوم أدوات تحرير الجينات التي يمكن أن تغير الحمض النووي الحالي في الخلية. تسمح تقنيات تحرير الجينوم بإضافة المواد الجينية وإزالتها أو تغييرها في مواقع دقيقة في الجينوم. CRISPR-CAS9 هو نوع معروف من تحرير الجينوم.

المواد الجينية أو أدوات تحرير الجينات التي يتم إدخالها مباشرة في الخلية لا تعمل عادة. بدلاً من ذلك ، تم تصميم ناقل يسمى المتجه وراثياً لحمل المادة وتسليمها. يتم استخدام بعض الفيروسات كمتجهات لأنها يمكن أن تسلم المادة عن طريق إصابة الخلية. يتم تعديل الفيروسات بحيث لا يمكن أن تسبب المرض عند استخدامها في الناس. بعض أنواع الفيروسات ، مثل الفيروسات القهقرية ، تدمج موادها الوراثية (بما في ذلك الجين الجديد) في كروموسوم في الخلية البشرية. تقوم الفيروسات الأخرى ، مثل فيروسات الغد ، بإدخال الحمض النووي الخاص بها في نواة الخلية ، ولكن لا يتم دمج الحمض النووي في كروموسوم. يمكن للفيروسات أيضًا تقديم أدوات تحرير الجينات إلى نواة الخلية.

يمكن حقن المتجه أو إعطاءه عن طريق الوريد (بواسطة IV) مباشرة في نسيج معين في الجسم ، حيث يتم تناوله بواسطة الخلايا الفردية. بالتناوب ، يمكن إزالة عينة من خلايا المريض وتعرضها للمتجه في بيئة مختبرية. ثم يتم إرجاع الخلايا التي تحتوي على المتجه إلى المريض. إذا نجح العلاج ، فإن الجين الجديد الذي يتم تسليمه بواسطة المتجه سيصنع بروتينًا يعمل أو سيؤدي جزيئات التحرير إلى تصحيح خطأ الحمض النووي واستعادة وظيفة البروتين.

لقد نجح العلاج الجيني مع المتجهات الفيروسية ، لكنه يحمل بعض المخاطر. في بعض الأحيان يؤدي الفيروس إلى استجابة مناعية خطيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسبب المتجهات التي تدمج المادة الوراثية في الكروموسوم أخطاء تؤدي إلى السرطان. يقوم الباحثون بتطوير أحدث التقنيات التي يمكن أن تقدم أدوات تحرير الجينات أو الجينات دون استخدام الفيروسات. تستخدم إحدى هذه التقنيات هياكل خاصة تسمى الجسيمات النانوية كمتجهات لتقديم مكونات المواد الجينية أو تحرير الجينات إلى خلايا. الجسيمات النانوية هي هياكل صغيرة بشكل لا يصدق تم تطويرها للعديد من الاستخدامات. بالنسبة للعلاج الجيني ، تم تصميم هذه الجسيمات الصغيرة بخصائص محددة لاستهدافها لأنواع معينة من الخلايا. من غير المرجح أن تتسبب الجسيمات النانوية في التفاعلات المناعية من المتجهات الفيروسية ، وهي أسهل في التصميم والتعديل لأغراض محددة.

يواصل الباحثون العمل للتغلب على التحديات التقنية العديدة للعلاج الجيني. على سبيل المثال ، يجد العلماء طرقًا أفضل لتوصيل الجينات أو أدوات تحرير الجينات واستهدافها إلى خلايا معينة. كما أنهم يعملون على التحكم بشكل أكثر دقة عندما يكون العلاج وظيفيًا في الجسم.

مقالات المجلات العلمية لمزيد من القراءة

Bulcha JT ، Wang Y ، Ma H ، Tai PWL ، Gao G. Viral Vector Protects داخل مشهد العلاج الجيني. الإشارة Transduct Target Ther. 2021 فبراير 8 ؛ 6 (1): 53. doi: 10.1038/s41392-021-00487-6. بميد: 33558455. مقال مجاني للنص الكامل من PubMed Central: PMC7868676.

Duan L ، Ouyang K ، Xu X ، Xu L ، Wen C ، Zhou X ، Qin Z ، Xu Z ، Sun W ، Liang Y. Nanoparticle Delivery of Crispr/Cas9 لتحرير الجينوم. الوراثة الأمامية. 2021 12 مايو ؛ 12: 673286. doi: 10.3389/fgene.2021.673286. PubMed: 34054927

المصدر :- New Links on MedlinePlus