العلاج الجيني (العلاج بالجينات) Gene Therapy
إن مفهوم العلاج الجيني يقصد به معالجة الأمراض الوراثية في البشر باستخدام التكنولوجية الحيوية في نقل وتعديل الجينات المعطوبة، بالإضافة إلى إمكانية زرع أعضاء جديدة باستخدام المحتوى الوراثي لخلية المريض بدلا من أن ينقل له عضو من متبرع أو من ميت.
أو هى تقنية تصحيح الجينات المعتلة والمعطوبة المسببة للأمراض باستخدام جينات سليمة أو اضافة جينًا جديدًا في محاولة لعلاج المرض أو تحسين قدرة الجسم على محاربة المرض. و يبشر العلاج الجيني بعلاج الكثير من الأمراض مثل السرطان والتليفات الكيسية وأمراض القلب والداء السكري والإيدز وغيرها من الأمراض الوراثية.
انه من الهام جدا الاستفادة بكل ما هو جديد في العلم وتسخير هذا التقدم في خدمة الإنسان والبشرية وخصوصا في ظل انتشار الأمراض والأوبئة التي يصعب علاجها بالطرق التقليدية و التي ربما تكون آثارها الجانبية اكبر من آثارها العلاجية في بعض الأحيان, ومن هذه العلوم التي لاقت إقبالا كبيرا من العلماء حديثا هو علم التقنية الحيوية والهندسة الوراثية, وبالتالي كان العلاج الجيني المنبثق من هذه التقنية من الطرق والعلوم التي لاقت هي الأخرى إقبالا كبيرا بالدراسة من قبل هؤلاء العلماء لمعالجة الكثير من الأمراض وخصوصا الوراثية منها.
إن التطور الهائل الذي شهدته تكنولوجيا الحمض الريبوزي النووي DNA وتكنولوجيا DNA المعاد الاتحاد أو DNA الهجين واستخدام البلازميدات وغيرها من التطورات في DNA التي جعلت الأمل مستمر لدى العلماء في اكتشاف الكثير من الخبايا حيث أصبح حاليا من الممكن القيام ببعض التجارب و الدراسات في مجال الطب الجيني، من خلال التجارب العديدة التي أجريت على حيوانات باستخدام هذه التقنيات الجينية أثبتت هذه التجارب أن الطب الجيني يمكن أن يكون ناجحاً, وقد تمت معالجة عدة خلايا مأخوذة من الإنسان في أنسجة مختبريه باستعمال الفيروس التراجعي كناقل، وأثبتت إمكانية القيام بسلام بعملية إدخال جينات في خلايا الدم البيضاء، كما تم القيام مؤخراً بعدة فحوص سريريه للطب الجيني البشري، وكانت مبشرة بالأمل.
خطوات العلاج الجيني
1- كيفية تحديد المرض الذي ممكن أن يصلح أو يستجيب له العلاج الجيني
2- الحصول على نسخة من الجين السليم
3-تحديد الناقل
4- تحديد طريقة إدخال الجين السليم إلى جسم الإنسان المحتاج لهذا الجين
5- التأكد من عمل الجين الجديد بالبيئة الجديدة المنقول لها بدون حدوث أي مضاعفات أو استجابة سلبية من خلايا المناعة.
بعد التأكد التام من الخطوات التالية يأتى العلاج الجينى وأنواعه وكيفية اجراءه ولكن قبل ذلك فلنلقى سويا نظرة سريعة على تركيب DNA.
تركيب DNA
يتركب DNA من الأتي: يطلق عليه اسم الحمض النووي، أو الحمض النووي الريبوزى منقوص الأكسجين ، و هو المادة الوراثية في البشر وجميع الكائنات الحية الأخرى تقريبًا باستثناء الفيروسات. ويوجد DNA تقريبا فى كل خلية في جسم الكائن الحي، و يقع معظم الحمض النووي DNA في نواة الخلية، ولكن يمكن أيضًا العثور على كمية صغيرة من الحمض النووي في الميتوكوندريا حيث تُعرف هذه المادة الجينية باسم DNA الميتوكوندريا أو mtDNA
و في الإنسان، يحتوى الحمض النووي للميتوكوندريا على حوالي 16500 شريط DNA، تمثل جزءًا صغيرًا من إجمالي الحمض النووي في الخلايا.
يتم تخزين المعلومات الوراثية الموجودة في الحمض النووي DNA على هيئة أكواد مكونه من أربع قواعد كيميائية هى: الأدينين (A)، الجوانين (G)، السيتوزين (C)، والثايمين (T). يتكون الحمض النووي البشري من حوالي 3 مليارات قاعدة، أكثر من 99 % من هذه القواعد هي نفسها في جميع البشر. والباقي هو المسئول عن تغير الصفات وتباينها بين البشر.
إن ترتيب هذه القواعد داخل شريط DNA هو من يحدد صفات الكائن الحي وخصائصه. وتتزاوج قواعد الحمض النووي مع بعضها البعض ، A مع T و C مع G ، لتشكيل وحدات تسمى أزواج القواعد. ترتبط كل قاعدة أيضًا بجزيء سكر وجزيء الفوسفات معًا، تسمى القاعدة والسكر والفوسفات بالنيوكليوتيدات. يتم ترتيب النيوكليوتيدات في خيطين طويلين متقابلين ومتعاكسين يشكلان حلزونيًا يسمى اللولب المزدوج. يشبه هيكل اللولب المزدوج سلمًا إلى حد ما، حيث تشكل أزواج القواعد درجات السلم وتشكل جزيئات السكر والفوسفات الأجزاء الجانبية للسلم
يستخدم العلاج الجيني في تصحيح أو استبدال الجينات المعيبة لعلاج مرض أو مساعدة الجسم في مكافحة مرض بشكل أفضل.
طرق إجراء العلاج الجيني
1- استبدال الجينات المحوّرة.
يساعد استبدال الجينات المعيبة في علاج بعض الأمراض, فقد تصبح بعض الخلايا مريضة بسبب عدم عمل بعض الجينات فيها على نحو صحيح أو أن هذه الجينات لم تعد تعمل على الإطلاق. على سبيل المثال، عادة ما يمنع الجين المسمى بـ p53 الورم من النمو. ان حدوث مشاكل فى الجين p53 قد تسبب و ترتبط بظهور عدة أنواع من السرطان. لذا إذا تمكن الطبيب من استبدال الجين p53 المعيب، فإن ذلك قد يحفز وفاة خلايا السرطان. ﺍﻟﺠﻴﻦ p53 ﻫﻮ ﺟﻴﻦ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﻋﻠﻲ ﺍﻟﻜﺮﻭﻣﻮﺳﻮﻡ ﺭﻗﻢ 17, ﻓﻘﺪﺍﻥ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺠﻴﻦ ﻣﻌﻨﺎﻫﺎ ﺣﺪﻭﺙ ﺳﺮﻃﺎﻥ ﺑﻨﺴﺒﻪ ﺍﺣﺘﻤﺎﻝ ﻛﺒﻴﺮﺓ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺠﻴﻦ ﻳﻌﻤﻞ ﻟﻨﻔﺴﻪ ﺗﻌﺒﻴﺮ expression ﻭﻳﻔﺮﺯ ﺑﺮﻭﺗﻴﻦ ﻳﺴﻤﻰ p53ﻭﻳﻌﻤﻞ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻴﻦ p53 ﻋﻠﻰ الارتباط ﺑﺎﻝ DNA ﻭيعمل ﻫﺬﺍ الارتباط على :
-1 تحفيز ﺟﻴﻦ ثاني ﻻﻧﺘﺎﺝ ﺑﺮﻭﺗﻴﻦ ﻳﺴﻤﻰ ﺏ 45 GADD ﺍﻟﺬﻱ ﺑﺪﻭﺭﻩ ﺳﻴﺼﻠﺢ أي ﺧﻄﺎ ﻳﺤﺪﺙ ﻓﻲ ﺍﻝ DNAﻭﻋﻨﺪﻣﺎ ﻳﻔﺸﻞ ﺑﺮﻭﺗﻴﻦ 45 GADD ﻓﻲ إصلاح DNA
-2 ﺳﻴﻌﻤﻞ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻴﻦ P53 ﻓﻲ ﺍﻟﺨﻄﻮﺓ الثانية ﻋﻠﻰ ﺗﺤﻔﻴﺰ ﺟﻴﻦ آخر ﻻﻧﺘﺎﺝ ﺑﺮﻭﺗﻴﻦ ﻳﺴﻤﻰ p21
ﻭﻇﻴﻔﺔ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﺒﺮﻭﺗﻴﻦ p21 ﺍﻧﻪ ﻳﻮﻗﻒ cell division أي ﺍﻧﻘﺴﺎﻡ الخلية ﺍﻟﻌﺸﻮﺍﺋﻲ و ﺍﻟﺬﻱ ﻳﻨﺘﺞ ﻋﻦ ﺍﻟﺨﻠﻞ ﻓﻲ ﺍﻝ DNA ﺍﻟﺬﻱ ﻫﻮ ﺍﻟﻤﺴﺒﺐ ﻟﻠﺴﺮﻃﺎﻥ في الأصل
2- إصلاح الجينات المحوّرة.
مكن إيقاف الجينات المحوّرة، التي تسبب المرض بحيث لا تعمل على تعزيز المرض، أو يمكن تشغيل جينات صحية تساعد في الوقاية من المرض حتى تتمكن من تثبيط المرض.
3- جعل الخلايا المريضة أكثر وضوحًا للجهاز المناعي.
في بعض الحالات، لا يهاجم الجهاز المناعي الخلايا المريضة لأنه لا يتعرف عليها كخلايا غريبة وبدلا من ذلك قد يهاجم الجهاز المناعي خلايا الجسم. يمكن أن يستخدم الأطباء العلاج الجيني لتدريب الجهاز المناعي على معرفة الخلايا التي تشكل تهديدًا.
تحديد الناقل المستخدم في العلاج الجيني
يعتمد هذا على النقاط التالية
1-طول الجين
2- نوع الخلايا التي سينقل إليها الجين
3- فعالية دخول الناقل إلى هذه الخلايا
4- كيفية النقل هل سيتم عن النقل المباشر إلى الجسد أو عن طريق خلايا خارجية أولا
5- كيفية دمج الجين الجديد في الخلية وما الموقع الذي سيدمج فيه
6- الجزء الأهم في الموضوع هو رد فعل الجهاز المناعي على وجود هذا الجين الغريب هل سيتقبله أم سيتعامل معه على أنه جين غريب يهدد الجسم.
تعتبر الفيروسات هي الأكثر استعمالاً بسبب قدرتها الفريدة على دخول DNA في الخلايا، وتستعمل الفيؤوسات بعد جعلها بحالة غير ممرضة وغير قادرة على التكاثر ضمن الخلايا. وتستخدم ريتروڤيروسات الفأر في دراسات عديدة لإيصال المورثات المرغوبة إلى الخلايا المستهدفة. وتتكون المادة الوراثية في الرتروڤيروس من الحمض الريبي النووي منقوص الأكسجين DNA وهي تنتج أنزيماً يسمى reverse transcriptase يستطيع تحويل RNA إلى DNA فيصير الأخير بدوره جزءاً من DNA الخلايا المستقبلة )المستهدفة). ولابد من تثبيط الرتروڤيروسات حين استخدامها في المعالجة الوراثية لجعلها مأمونة الاستعمال.
طرق إدخال الجين السليم إلى جسم الإنسان
طرق مباشرة تعتم على طبيعة المرض والعضو المصاب
طرق غير مباشرة تتمثل في – أخذ خلايا جذعيه أو غير جذعيه من المريض وإكثارها في المختبرات ثم نقل الجين السليم إلى هذه الخلايا والتأكد من صناعة للبروتين ثم نقل الخلايا الحاملة للجين السليم إلى جسم المريض أو المستقبل
أنواع العلاج الجيني:
الأول: علاج الخلية الجسدية Somatic Cell Therapy :
تم منذ فترة طويلة تصحيح خلل بعض الجينات بعد عزلها في المختبر، فمثلاً تم ذلك بإدخال الجين السليم لمرضى التليف في أرومات ليفية مأخوذة من مريض وذلك في خلايا نسيج مزروع، وتم على أثر ذلك استرجاع الوظائف الطبيعية تحت ظروف المختبر.
الثاني: علاج الخلية الإنشائية Germ-Line Therapy :
وهذا النوع من العلاج أظهر نجاحا كبيرا في عالم الحيوان، وهو يتم عن طريق إدخال جينات سليمة وخارجية الأصل (من مصدر خارجي) إلى البويضة المخصبة لكي تدمج هذه الجينات السليمة في جين الجنين مستقبلاً أي يتم إعطاء الجنين مناعة وقدرة على المقاومة مع ولادته. ويتم ذلك في أنبوب الاختبار، وبعد ذلك ينقل الجنين إلى الأم الحاضنة، وعند الولادة يكون المولود قد اكتسب النمط الشكلي المناعي للجين المنقول له، وباستخدام هذه التقنية تم ولادة طفل يحمل معلومات وراثية من ثلاث أفراد (2 إناث+ 1 ذكر) حيث تم تلقيح البويضة الحاملة لنوعين من الحمض النووي بحيوان منوي من الذكر ويتم إدماج الجينات الخارجية الأصل بصفة ثابتة في الخلية الإنشائية، ويمكن بذلك توارثها. ويسمى الحيوان المولود بصفات جديدة (عبر – جيني).
يمكن استخدام الحيوانات العبر جينية :
1. في دراسة تعبير الجينات في الأنسجة.
2. في دراسة ومراقبة النمو.
3. كنماذج للأمراض البشرية.
4. في إنتاج بروتينات نادرة.
علاج الخلية الجسدية:
هناك العديد من الدراسات الإكلينيكية لعلاج أمراض موروثة بدأ العمل فيها خلال السنوات القليلة الماضية، ومن هذه الأمراض: الأنيميا المنجلية- فقر الدم الثلاثيميا- مرض الورم الملاني الخبيث- وكانت المحاولة الأولى للعلاج الجيني عند الإنسان هو علاج مرض نقصان المناعة الموروث، حيث يتم ذلك باستبدال الجينات الصحيحة بالجينات المعتلة، ما يؤدي إلى عودة عمل الجهاز المناعي إلى مستواه الطبيعي، وهو ببساطة، إدخال جينات طبيعية في الخلايا بديلة للجينات المفقودة أو المعتلة، بهدف تصحيح الاضطرابات الوراثية، وفي الأغلب يكون العلاج الجيني أقل وطأة على الأطفال الذين يعانون اضطرابات وراثية وأكثر أماناً. ولوحظ باستخدام العلاج الجينى تحسن إكلينيكي ملموس، مؤكداً نجاح هذه المحاولة الإكلينيكية الأولى. أن مرض نقص المناعة (طفل الفقاعة) عند الأطفال كما يطلق عليه، ويصيب عوز المناعة طفلاً لكل 100,000، ويرتفع معدل الإصابة به في المناطق ذات المعدلات الأعلى في زواج الأقارب؛ حيث إنه مرض اضطراب وراثي نادر يتسبب في غياب بعض خلايا الجهاز المناعي (الخلايا اللمفاوية T، B، والخلايا القاتلة الطبيعية)، وهي المسئولة عادة عن حماية الجسم من هجمات البكتيريا، كما يتضمن المرض خللاً في استجابة الأجسام المضادة، وذلك إما بسبب خلل في الخلايا المناعية (B) أو في وظيفة الخلايا المناعية (T المساعدة)، ويعد نقص المناعة المشترك الشديد أشد أنواع أمراض نقص المناعة، ويرجع سبب المرض إلى تشوهات وطفرات في 9 جينات تم اكتشافها حتى الآن.
طريقة العلاج :
لابد أولاً أن نحدد الجين المعطوب أو التالف كما ذكرنا ذلك سلفا، وأن نقوم بعزل الجين النظير الطبيعي. ثم لابد أن نجد طريقة آمنه لإدخال الجين الطبيعي في الخلية بحيث يمكنه أن يعمل (مثلاً: في خلايا الدم الحمراء الأولية في حالة أنيميا الخلايا المنجلية، أو في خلايا الكبد في حالة مرض البول الفينول كيتوني و هو مرض وراثي نادر ينتج عن خلل في الجين المسئول عن تكوين الإنزيم اللازم لتحويل الحمض الأميني الفينيل ألانين إلى الحمض الأميني تايروسين (المهم في تكوين النواقل العصبية مما يؤدي إلى تراكم الفينيل ألانين في سوائل الجسم والدماغ ويؤدي ذلك إلى مشاكل ومضاعفات صحية عديدة, يعتبر الفينيل ألانين جزء من البروتين ويتواجد في الحليب والطعام الغني بالبروتين مثل اللحوم والبيض ومشتقات الألبان. و لكي يؤدي الجين عمله الصحيح يجب أن يتم إدخاله إلى الموقع الصحيح على الكر وموسوم و ليس في أي مكان عشوائي، ويتم ذلك بالتأكيد بعد أن نحذف الجين المعطوب أو التالف. ولابد قبل كل شيء أن يتم إدخال الجين الجديد بطريقة يعمل بها طبيعياً، فلا يقلق جينات أخرى وتتحول الخلية مثلاً إلى خلية سرطانية وبالطبع يجب أخذ الجهاز المناعي في الحسبان وكيفية تعامله مع هذا الجين الجديد.
تقنيات الهندسة الوراثية في المجال الطبي حاليا
1. تحديد البطاقة الشخصية الوراثية للجنس البشري.
2. الكشف عن قابلية شخص ما للإصابة بأحد الأمراض أكثر من غيره بسبب استعداده الوراثي.
3. بناء مشاريع أكثر طموحاً، كصناعة الأنسولين، الإنترفيرون، والأنترلوكين، وهرمونات النمو.
4. تم التوصل إلى فهرسة حوالي 1500 مورثة، وقد عرف موضع وبنيان حوالي 3000 مورثة .
5. عزل الموروثات المريضة ودراسة التتالي فيها، وقد تم تحديد تتالي 3000 مليون قاعدة تؤلف مجموع مورثات الإنسان، وهذا يساعد على فهم أعمق لطبيعة المرض وطريقة انتقاله وراثياً وإمكانية علاجه.
6. اكتشاف جديد في مستوى دور المورثة في الأمراض السرطانية، حيث تم عزل أكثر من 30 مورثة مسئولة عنها.
استخدام العلاج الجيني في علاج الزهايمر
وفقاً لما ذكرته صحيفة الغارديان البريطانية,نجح باحثون صينيون باستخدام تقنية قص ولصق الحمض النووي DNA التقنية الحيوية في المخلوقات الحية في إنتاج قردين معدلين وراثياً باستخدام وسائل علمية جديدة ومتطورة ورحب بعض العلماء بهذه الخطوة العلمية قائلين إنها ستساعدهم على علاج بعض الأمراض مثل الزهايمر والشلل الرعاش المعروف باسم باركنسون،.
يشار إلى أن القدرة على استبدال أجزاء من الحمض النووي "DNA" بهذه الدقة ما زال قيد البحث والاختبار باعتباره وسيلة لجعل الإنسان مقاوماً لمرض نقص المناعة المكتسبة.
وتمت هذه التجربة في مختبر صيني، قال العلماء إنهم استخدموا خلالها إجراء لمعالجة الجينوم يطلق عليه اسم "كريسبر/كاس9" حيث تم التلاعب باثنين من الجينات في بويضات مخصبة لقردة من فصيلة المكاك قبل أن يتم نقلها إلى رحم الأمهات. مما نتج عنه قردتين، أطلقوا عليهما اسمين هما "نانجينغ" و"مينغ مينغ".
وتختلف التقنية الجديدة للعلاج الجيني عن التقنية المعروفة لأنها تسمح للعلماء بإزالة الجينات المريضة من الخلية واستبدالها بأخرى سليمة، كما تتيح لهم تصحيح أي خطأ في الشفرة الوراثية.
يشتمل العلاج بالمورثات على ثلاث خطوات رئيسية هي: 1- إزالة خلايا من جسم المريض. 2- إدخال مورثات تصحيحية من أشخاص آخرين أو من أحياء أخرى إلى داخل تلك الخلايا. 3- إعادة الخلايا المستبدلة إلى جسم المريض بوساطة نقل الدم. وحالما تدخل هذه الخلايا إلى الجسم، تعالج المورثات الجديدة المرض بصورة تلقائية. ويقوم الأطباء بتكرار هذه العملية إلى أن يستطيع جسم المريض تزويد نفسه بالمورثات الجديدة من خلال النمو العاديّ للخلايا. واستخدام العلاج بالمورثات موضوع مثير للجدل، إذ يخشى بعض الناس من أن مثل هذه المعالجة قد تؤدي إلى تغيير البنية الأساسية للبشر بشكل دائم، إذا استخدمت مورثات مأخوذة من أعراق أخرى. ولتحقيق المراقبة الدقيقة لهذه العملية، فإنهم يقترحون عدم استخدامها إلا بعد الحصول على موافقة الحكومات عليها.
وسيؤدي استخدام العلاج الجينى أيضاً إلى تحسين القدرة على توقع حدوث المرض بدلاً من الانتظار حتى حدوثه، ويكون ذلك من دراسة المعلومات الوراثية الخاصة بالإنسان وخاصة «الأخطاء» في بعضها، ويتوقع أن تتوفر بحلول عام 2020 القدرة العلمية والتقنية لمسح المعلومات لما لا يقل عن 5000 مرض.
د/ محمد مبروك سلامة
تعليقات
إرسال تعليق