سامانه جامع معاونت فرهنگی اجتماعی | وبینار ژن درمانی و چشم‌انداز آن

انجمن علمی دانشجویی بيوتكنولوژي

وبینار ژن درمانی و چشم‌انداز آن

يلدا مسعودمقام

نوع درخواست:	رویداد های علمی و آموزشی (وبینار)
سطح برگزاری:	کشوری
مدرس:	مجید مجرد
تاریخ برگزاری:	یکشنبه, 23 اردیبهشت 1403
مکان برگزاری:	سایت اتحاد زیست شناسان ایران(اسکای روم)
مجموعه‌های همکار:	ستاد توسعه زیست فناوری, اتحاد زیست شناسان ایران, 40 انجمن علمی دانشجویی علوم زیستی سراسر کشور,
مدت زمان برنامه(دقیقه):	90
تعداد افراد شرکت کننده:	41

انجمن علمی دانشجویی بیوتکنولوژی معاونت فرهنگی و اجتماعی دانشگاه الزهرا (س) با همکاری ستاد توسعه زیست‌فناوری، اتحاد زیست‌شناسان ایران و ۴۰ انجمن علمی برتر زیستی کشور "وبینار ژن‌درمانی و چشم‌انداز آن" را باهدف آشنایی دانشجویان علوم زیستی به‌خصوص بیوتکنولوژی با انواع اختلالات ژنتیکی، روش‌های ژن‌درمانی، تکنیک کریسپر و حوزه‌های بومی‌سازی شده ژن‌درمانی در ایران و همچنین آماده‌شدن تیم‌های مناظره‌کننده برای دومین دوره مسابقات - مناظرات علمی دانشجویی حوزه زیستی دانشگاه الزهرا (س) با سخنرانی دکتر مجید مجرد، مدیرگروه و عضو هیئت‌علمی گروه ژنتیک پزشکی و پزشکی مولکولی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، رئیس آزمایشگاه ژنتیک بنیاد ژنتیک خراسان رضوی و مدیرعامل شرکت سیم بایو لب، در روز یکشنبه ۲۳ اردیبهشت‌ماه ۱۴۰۳ از ساعت ۲۲ الی ۲۳:۳۰ و با حضور ۴۱ نفر از علاقه‌مندان در بستر اسکای‌روم سایت اتحاد زیست‌شناسان ایران برگزار کرد. در ابتدا خانم یلدا مسعودمقام، دبیر انجمن در مورد اینکه این وبینار پیش وبینار مناظره علمی دانشجویی که قرار است روز 25 و 26 اردیبهشت حول موضوع ژن‌درمانی برگزار شود است، توضیحاتی ارائه کردند. سپس آقای دکتر مجید مجرد ارائه خود را در مورد ژن درمانی آغاز کردند. آقای دکتر ارائه خود را به دو بخش آمار های ژن‌درمانی و تکنیک های آن تقسیم کردند. تحقیقات خود ایشان در زمان دانشجویی در مورد مهندسی ژنتیک و دستکاری ژنتیکی در حوزه درمان سرطان بوده است و سپس به مبحث ویروس های نوترکیب و کریسپر پرداخته اند. این تیم چند رده سلول مدل برای دیستروفی عضلانی دوشن ساخته اند و تولید ناقل های ویروسی درمان دوشن و استفاده از تکنولوژی های نوین مبتنی بر کریسپر برای درمان دوشن هم به تازگی در تحقیقات خود گنجانده اند. علاوه بر این، تولید حیوانات مدل بیماری های مختلف بوده که اولین مدل، زبرافیش برای نوعی بیماری بوده اند که مقاله آن ۶ ماه قبل در مجله ای معتبر چاپ شده است. ویرایش ژنی یا حیوانات ترانسژن در واقع الان هم وارد زندگی ما شده اند. مثلا گورخرماهی هایی که در طول موج نور آبی از خود رنگ سبز فسفری فلورسنت نشان می‌دهند ، از جمله این جانوران هستند. دستکاری های ژنتیکی برای افزایش توده عضلانی گاو های گوشتی، گوجه فرنگی های بزرگی که پلاسیده نمی‌شوند و سالهاست به بازار آمده اند، مرغ گوشتی که در سال ۲۰۲۲ بدون پر شده اند و باعث افزایش راندمان تولید گوشت آن شده اند ، همگی از این مثال ها هستند. بنابراین دستکاری ژنتیکی خیلی از ما دور نیست. البته ژن درمانی حوزه خیلی جدیدتر است که اولین ژن درمانی های approve شده FDA در سال ۲۰۲۱ و ۲۰۲۳ بیرون آمده اند‌. آخرین پیش بینی که از بازار ژن تراپی شده است این است که در سال ۲۰۳۲ ، ۴۴ میلیارد دلار سود خواهد داشت. این علم به دو دسته تحقیقات in vivo مثل ژن درمانی تالاسمی ها ، دوشن و .... در آزمایشگاه و تحقیقات دیگر برای antigen segment ها تقسیم می‌شوند که مثال آن تکنولوژی CART Cell که tcr ها و Tcell هایی را تولید می‌کند که میتواند سلول های سرزانی را به طور اختصاصی تارگت کند و به درمان سرطان کمک کند‌، میباشد. این، حیطه ای قابل بومی سازی در کشور است. بعد از مقدمه ، آقای دکتر مجرد به روند های درمانی و تکنیک های آن پرداختند. مدیکال ژنتیک به ۳ حیطه مولوکولار ژنتیک، مولوکولار سایتوژنتیک و سایتوژنتیکس تقسیم میشوند‌. مورد اول، جهش های نقطه ای از یک نوکلئوتید تا حذف و اضافه شدن یک ژن را در برمیگیرند مثل بیماری تالاسمی بتا که جهش کوچک را دربرمیگیرند. بیماری تالاسمی آلفا جهش هایی با بیش از یک اگزون را در برمیگیرد. مورد دوم، آن بیماری هایی هستند که قسمتی از یک کروموزوم ، معمولا کمتر از یک باند کروموزوم، را درگیر می‌کنند و سایتوژنتیک ها مثل تریزومی ۱۸، تریزومی ۱۳ و سندروم داون هستند که کاهش یا افزایش کروموزوم را شامل میشوند. فعلا حیطه های ژنتیک مبتنی بر مولوکولار ژنتیک یا مندلینdisorder ها هستند. جهش های این حیطه ، جهش های Dominant negative و gain of function ،غالب بیماری ها را در برمیگیرند و جهش های فقدان عملکرد ، معمولا بیماری های اتوزومال لسیسیو را در برمیگیرند و معمولا جهش های نقطه ای هستند و در بیماری ها تعداد زیادی دارند. البته حذف اگزون ها و ... هم در این دسته قرار میگیرند. فراوانی این بیماری ها هم زیاد هستند. در این جهش ها ، یک پروتئین یا آنزیم عملکرد خود را از دست داده است. جهش های gain of function محدود اند و ناحیه مشخص در یک ژن، جهش یافته است مثل ناحیه ای از پروتئین که عوض شده و عملکرد دیگری پیدا کرده است . جهش های Dominant هم بیشتر، آنهایی اند که شکستگی های استخوانی را منجر می شوند‌. در کل اکثر اختلالات ژنتیکی وراثتی ، بیشتر اتوزوم مغلوب هستند و مکانیسم بیماری زایی آن ها هم از نوع less of function است ۳ دسته کلی برای اصلاح ژنی داریم . دسته اول تقویت ژنی (Gene Argumentation) یعنی ورود ژنی که کارش را از دست داده بود به سلول با روش های مختلف، دوم gene correction که حیطه جدید آن مثلا در مورد بیماری دیستروفی عضلانی دوشن، exon replacement و gene replacement است . سوم،gene activation است. اولین FDA Approve هم در همین حیطه بوده است. تکنیک gene argumentation زمانی است که ژن کوچکی داشته باشیم تا بتوان آن را درون یک ویروس بسته بندی کرد . معمولا زمانی کاربرد دارد که exvivo ژن تراپی مدنظر است. یعنی ژن مختل را از بدن خارج میکنیم و بعد از اصلاح، سر جایش میگذاریم . معمولا از ناقل های ویروسی لنتی ویروس و adeno assocciated virus ها استفاده می‌کند. اولین clinical trial در درمان نقص ژن ایمنی مرکب بوده است که در سال ۱۹۹۰ صورت گرفته است . در دو دهه گذشته ژن درمانی که ویروس ناقل بتاگوبین را به داخل مغز استخوان فرد وارد کرده و بتاگلوبین را با اینتگره شدن لنتی ویروس به داخل ژنوم ، تولید میکرد ، انجام شده است. در این روش مغز استخوان جهش یافته‌ی فرد را قبل از وارد کردن نسخه سالم درمان شده، کاملا با شیمی درمانی از بین می بردند. این فرایند برای ۲۰ نفر از ۲۲ بیمار ، جواب گرفته است و دیگر افراد نیازمند دریافت خون در تالاسمی نبودند. یکی از مشکلات این بود که سطح بیان ژن کم و زیاد می شد چرا که تنظیم بیان ژن مثل سایر ژن های بدن صورت نمیگرفت و تالاسمی مینور در فنوتیپ بیماران ایجاد می شد که البته این خود نسبت به تالاسمی ماژور که بیماری خود این افراد بود ، شرایط بهتری بود. مشکل دیگر این بود که بعضی از این بیماران بعد از مدتی مبتلا به سرطان شدند ‌.درمان بیماران SMA همچنان با این روش Argumentation انجام میشود. نکته ای که در مورد ژن درمانی ها وجود دارد این است که این درمان ها اثرات بلندمدت در clinical trial ها نشان داده اند اما در واقع به دلیل از بین رفتن ویروس در سلول پس از مدتی ، این درمان ها دائم نیستند. روش های argumentation محدودیت هایی دارند‌. تعداد زیادی ویروس وارد بدن میشود مثلا اگر بیمار ۳۰ کیلویی باشد، باید ۶ ضربدر ۱۰ به توان ۱۵ کپی از ژنوم ویروس دریافت کند. با وجود safe بودن این نوع ویروس ها، به دلیل تعداد بالایشان میتوانند سیستم ایمنی بیمار را دچار چالش کند. به همین خاطر اکثرا single dose هستند. حجم ژن ترانسژن نمیتواند زیاد باشد. امکان اینتگره شدن ژنوم ویروس در ژنوم انسانی با اثرات ناشناخته وجود دارد‌ . امکان آلودگی بافت های غیر هدف وجود دارد. حیطه جدید ژن تراپی gene correction است که به تازگی دارد FDA Approve میگیرد. بهترین ابزار برای این روش، کریسپر است. کریسپر مزیت زیادی در شناسایی توالی اختصاصی در کل ژنوم برای حذف آن را دارد. علاوه بر این، در درمان بیماری ها هم کاربرد دارد. روش پرایم ادیتینگ در کریسپر ، تقریبا برای درمان همه بیماری های ژنتیکی، امیدوارکننده است. چون در فرایند اصلاح double strand را نمیشکند، از جهش های ناخواسته زیادی جلوگیری میکند. تقریبا هر نوع سینگل نوکلئوتید واریانت را اصلاح میکند. درمان بیماری تالاسمی از جمله این مثال هاست که جهش شایع در جمعیت را میتوانند با این روش درمان کنند ؛ پس اینگونه اکثریت بیماران یک ناحیه جغرافیایی درمان میشوند. ژن کارکشن های لاجیکال یا منطقی در مواردی استفاده میشوند که جهش های کوچک ، چارچوب خوانش ژن را عوض کنند. در این روش، ژن را با کریسپر به فریم قبلی برمیگردانند. با پرایم ادیتینگ هم کاملا هدفدار و صد در صد ژن ها را میتوان به فریم طبیعی بازگرداند. در واقع در این روش جهش اصلاح نمیشود بلکه جهش دیگری ایجاد میکنند که اثر جهش اول را از بین ببرد. در سال ۱۳۹۵ آقای دکتر مجرد اولین مطالعه را روی دوشن انجام دادند که ابتدا مدل سلولی آن را ساختند و تحقیقات را روی مدل سلولی انجام دادند .یک approach دیگر ، gene activation است یعنی ژنی را که قرار نبوده در آن محدوده زمانی و مکانی بیان شود ، فعال کنیم تا جایگزین ژن جهش یافته باشد در واقع مثل فرستادن بازیکن ذخیره به جای بازیکن مصدوم است و مثال آن، تحقیقات روی خوشه ژنی هموگلوبین است. در انتها آقای دکتر به جمله طراح کریسپر اشاره کردند که ما در نزدیکی آغاز پایان بیماری های ژنتیکی هستیم! پس آقای دکتر دانشجویان را به مطالعه و کار در این حوزه تشویق کردند و به عنوان حسن ختام، به سوالات شرکت کنندگان پاسخ دادند.

لینک های مفید

معاونت فرهنگی و اجتماعی دانشگاه الزهرا(س)