تويت
تتكون الجينات من الحمض النووي او DNA، وهي مخططات لصنع البروتينات التي تجعل الجسم يعمل. عادة ما يتلقى كل شخص نسختين من كل جين من والديهم. يسعى العلاج الجيني البشري إلى تعديل أو معالجة التعبير الجيني أو تغيير الخصائص البيولوجية للخلايا الحية للاستخدامات العلاجية. تتحكم هذه الجينات في كل شيء بدءًا من لون الشعر والطول والميزات الفريدة. لكن الجينات لا تصنع دائمًا بشكل صحيح. يمكن لتغيير بسيط فيها يسمى طفرة، تغيير طريقة التعبير عن البروتينات (إنتاجها)، مما يؤثر على قدرة الجسم على العمل بشكل صحيح. في هذه المقالة، نقوم بتعريف ومراجعة العلاج الجيني ومبادئ هذا العلاج.
ما هو العلاج الجيني؟
العلاج الجيني هو نوع من العلاج يستخدم مادة وراثية بهدف تغيير مسار المرض، وهو نهج علاجي يتم التحقيق فيه لعلاج العديد من الأمراض. يمكن أن تتغير الجينات عن طريق الطفرات الموروثة (التغييرات التي تنتقل من الوالدين)، أو عن طريق الشيخوخة، أو عن طريق التغيير والتلف بسبب المواد الكيميائية والإشعاع. الهدف من هذا العلاج هو علاج الأمراض على المستوى الجيني. اليوم، يتم التحقيق في العلاج الجيني لعدد من الأمراض، بما في ذلك الأمراض الوراثية والسرطانات.
تسمى طرق العلاج التي يتم فيها استبدال الجينات المعيبة بجينات صحية بالعلاج الجيني.
لأكثر من 100 عام، درس العلماء جسم الإنسان ولبنات بناء الحمض النووي. مع كل علامة من علامات التقدم، يأتي فهم أفضل لكيفية عمل أجسامنا على المستوى الجيني وكيف يمكننا الحفاظ عليها بصحة جيدة وخالية من الأمراض. اليوم، يستمر العلاج الجيني في الاعتماد على أساس قوي لأبحاث الحمض النووي. المتطلبات الأساسية للعلاج الجيني هي كما يلي:
- نسخة مستنسخة من جين مرتبط باضطراب معين.
- نظام محفز يضمن النسخ الجيني (تحويل الجين إلى الحمض النووي الريبي) في الأنسجة المستهدفة.
- النواقل: عادة ما يكون فيروس يفتقر إلى العوامل التناسلية والممرضة. الناقل يحمل بنية الحمض النووي إلى الخلية.
- مضيف لديه طفرة جينية أو حالة قد تستفيد من تلقي بنية الحمض النووي في خلاياهم.
ما هي الجينات؟
تحمل الجينات معلومات التي تحدد سماتنا أو أشياء مثل لون أعيننا وطولنا ولون شعرنا الذي نرثه من آبائنا. تتكون الجينات من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) ويتم توريثها في أزواج من كلا الوالدين. كما أنهم يحددون أشياء مثل ما إذا كان الأطفال صبيان أم فتيات، وكمية الأكسجين التي يمكن أن يحملها الدم، ومدى احتمالية الإصابة بأمراض معينة. يعتقد العلماء أن كل إنسان لديه ما يقرب من 20000 إلى 25000 جين. إذا كان أحد هذه الجينات مفقودًا أو متغيرًا، يمكن أن يسبب المرض. في بعض الأحيان، يتم توريث الطفرة، تمامًا مثل الشعر المجعد أو العيون البنية. قد يحدث البعض الآخر دون سبب واضح، دون أن ينتقل من قبل الوالدين. توجد الجينات في جميع خلايا جسم الإنسان وتحمل المعلومات الجينية لكل شخص.
ما هو المرض الجيني؟
تحدث بعض الأمراض الوراثية بسبب خلل في وظيفة الجينات أو فقدان الجينات. كما ذكرنا، تخزن الجينات المعلومات والتعليمات في شكل كود يحتاجه الجسم لصنع البروتينات. تُصبح جميع وظائف الجسم تقريبًا ممكنة بواسطة البروتينات. عندما تكون قطعة من الحمض النووي مفقودة أو متغيرة، يمكن أن يتغير إنتاج البروتين. قد لا يكون البروتين قادرًا على أداء وظيفته الطبيعية. لذلك، حتى لو كان بروتين واحد مفقودًا أو ناقصًا أو تم تصنيعه بشكل غير صحيح، فقد يكون التأثير على الجسم ضارًا. يمكن أن ينتقل المرض الوراثي من أحد الوالدين أو كليهما، أو يمكن أن يحدث بسبب أخطاء عشوائية في جينات الجسم.
كيف يعمل العلاج الجيني؟
يتضمن العلاج الجيني تغيير الجينات داخل خلايا الجسم في محاولة لعلاج المرض أو إيقافه. تحتوي الجينات على الحمض النووي الخاص بك، ورمز الحمض النووي الذي يتحكم في الكثير من شكل جسمك ووظائفه، من النمو الأطول إلى أنظمة الجسم المنظمة. الجينات التي لا تعمل بشكل صحيح يمكن أن تسبب المرض. هذا العلاج هو استبدال الجين المعيب أو إضافة جين جديد في محاولة لعلاج مرض أو تحسين قدرة الجسم على مكافحة المرض.
يبشر العلاج الجيني بعلاج مجموعة واسعة من الأمراض مثل السرطان والتليف الكيسي وأمراض القلب والسكري والهيموفيليا والإيدز. كما ذكرنا، يستخدم هذا العلاج لتصحيح الجينات المعيبة من أجل علاج مرض أو مساعدة جسم الشخص على محاربة المرض بشكل أفضل. يدرس الباحثون عدة طرق للقيام بذلك، بما في ذلك:
- استبدال الجينات الطافرة: تمرض بعض الخلايا لأن بعض الجينات لا تعمل بشكل صحيح أو تتوقف عن العمل على الإطلاق. قد يساعد استبدال الجينات المعيبة في علاج بعض الأمراض. على سبيل المثال، عادةً ما يمنع الجين المسمى p53 نمو الورم. ترتبط عدة أنواع من السرطان بمشاكل الجين p53. إذا استطاع الأطباء استبدال الجين p53 المعيب بنسخة صحية، فقد يتسبب ذلك في موت الخلايا السرطانية.
- جعل الخلايا المريضة أكثر وضوحًا لجهاز المناعة: في بعض الحالات، لن يهاجم جهازك المناعي الخلايا المريضة لأنه لا يتعرف عليها على أنها دخيلة. يمكن للأطباء استخدام العلاج الجيني لتدريب جهازك المناعي على التعرف على الخلايا التي تهدد الحياة.
- تعديل الجينات الطافرة: يمكن إيقاف الجينات الطافرة التي تسبب المرض بحيث لا تعود تحفز المرض، أو يمكن تشغيل الجينات الصحية التي تساعد في منع المرض حتى تتمكن من قمع المرض.
تاريخ العلاج الجيني
كان العلاج الجيني أحد أعظم النجاحات في القرن الحادي والعشرين. على مدى السنوات القليلة الماضية، كان هناك تدفق شبه مستمر من الأخبار الإيجابية حول هذا العلاج، مع إمكانية العلاج بمجرد حصوله على الموافقة التنظيمية، أو نجاحه في التجارب، أو جمع مبالغ ضخمة من المال للدخول في تطويره، ومع أكثر من 1000 تجربة سريرية جارية الآن قد تشهد أخيرًا وصول ثورة العلاج الجيني الذي طال انتظاره.
في عام 1972، نشر العالمان الأمريكيان ثيودور فريدمان وريتشارد روبلين مقال بعنوان “العلاج الجيني للأمراض الوراثية البشرية” في مجلة العلوم، حيث عبرا عن الإمكانات الهائلة للجمع بين تسلسل الحمض النووي في خلايا المرضى لعلاج الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات وراثية. ومع ذلك، فقد نصحوا بالحذر في تطوير هذه التكنولوجيا وأشاروا إلى العديد من الاختناقات الرئيسية في الفهم العلمي التي لا تزال بحاجة إلى معالجة.
أول نجاح في العلاج الجيني البشري
بعد 18 عامًا من البحث الإضافي، بدأت أول تجربة للعلاج الجيني في عام 1990. خضع Ashanthi DeSilva البالغ من العمر أربع سنوات لدورة علاجية لمدة 12 يومًا لمرض وراثي نادر يسمى نقص المناعة المشترك الشديد. كان DeSilva يفتقر إنزيم رئيسي يسمى ADA مما شل جهاز المناعة لديه وعرضه لخطر دائم من الإصابة بعدوى يمكن أن يقتلة.
تم استخدام ناقل فيروسي لإدخال نسخة وظيفية من الجين الذي يشفر إنزيم ADA في خلايا DeSilva المناعية. أدى ذلك إلى تحسين أداء جهاز المناعة وسمح له بأن يعيش حياة طبيعية دون أن يضطر للعيش في الحجر الصحي. كان نجاح DeSilva نقطة تحول رئيسية، وبدأ العديد من التجارب الأخرى بحماس أكبر طوال التسعينيات. لكن جو التفاؤل لم يدم. بعد تسع سنوات، واجه العلاج الجيني فشلاً ذريعاً (أول وفاة معلن لمريض خلال التجربة).
العلاج الجيني في أوائل عام 2000 وما بعده
في عام 1999، التحق جيسي جيلسنجر البالغ من العمر 18 عامًا بتجربة علاج جيني تجريبي في جامعة بنسلفانيا. كان لديه مرض وراثي يسمى نقص أورنيثين ترانسكارباميلاز. المرض، الناجم عن طفرة جينية، أضعف قدرة الكبد على تكسير الأمونيا السامة التي تراكمت في دمه. تم تصميم التجربة لإدخال نسخة نشطة من الجين المفقود في خلايا الكبد باستخدام فيروس غدي (فيروس البرد المعدل) لإيصاله. بعد أربعة أيام من العلاج، توفي جيلسنجر بسبب رد فعل مناعي كارثي على العلاج. صدمت وفاة جيلسنجر الجميع في الميدان وجذبت انتباه وسائل الإعلام.
انتقدت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية تصميم التجربة، وعلقت برنامج العلاج الجيني بالجامعة بالكامل (أحد أكبر البرامج في العالم في ذلك الوقت)، وبدأت تحقيقًا في 69 تجربة علاج جيني أخرى على مستوى البلاد. تم التحقيق في سلامة ناقلات الفيروس على مستوى عال. لوحظ أن العلاج الجيني قد تقدم بسرعة كبيرة. وأوصي باتباع نهج أبطأ وأكثر حذرا.
بعد ذلك، كانت الصين أول دولة توافق على طريقة العلاج الجيني المسماة Gendisin لسرطان الرأس والرقبة في عام 2003. بعد ذلك، وافقت روسيا على Neovasculgen لمرض الأوعية الدموية المحيطية في عام 2011. في عام 2012، منحت المفوضية الأوروبية ترخيص uniQure’s Glybera لعلاج مرض نادر جدًا من نقص الليباز البروتين الدهني. لكن بسعر مليون يورو، كان هذا الإجراء أغلى علاج في العالم. في عام 2017، تم سحب العلاج بعد إعطائه لمريض واحد.
منذ الموجة الأولى من الموافقات على العلاج الجيني بين عامي 2003 و 2012، زادت وتيرة هذه العملية بسرعة. على مدى السنوات القليلة الماضية، دخل العلاج الجيني إلى الاتحاد الأوروبي، وآخرها Zynteglo لاضطراب الدم بيتا ثلاسيميا. شهدت الولايات المتحدة طفرة مماثلة، حيث تتوقع إدارة الغذاء والدواء الموافقة على 10 إلى 20 علاجًا خلويًا وجينيًا كل عام بحلول عام 2025. يمكن أن يُعزى الكثير من النجاح الأخير في هذا العلاج إلى التقدم الكبير في تقنيات ناقلات الفيروس المستخدمة لتوصيل المواد الجينية.