تعدادی از بیماریهای مهم انسان در اثر ناتوانی بدندر ساختن پروتئین بخصوصی ایجاد میشود که معمولاً در بافت یا عضو خاص یادر مایعات بدن مانند خون اتفاق میافتد و این امر میتواند سبب بیماریشدیدی شود که در تمام طول عمر شخص همراه او خواهدبود. بسیاری از بیماریهایژنتیک از این جمله است مانند: آنمی سیکل سل، هموفیلی، دیسترفی عضلانی دوشن(‏DMD‏)، تالاسمی و غیره.
اولین وعدة زیست فناوری (بیوتکنولوژی)جداکردن و تولید این پروتئینها از طریق مهندسی ژنتیک و فناوری نوترکیبیبود تا آنها را در اختیار بیمارانی قراردهد که فاقد آن پروتئینها بود. حالاگر این پروتئینها بهصورت داروهای خوراکی استفاده میشد هضم شده و بی اثرمیگشت. برخی از محصولات به وسیله تزریق به بدن میرسید، تزریقهای مکرریکه روزانه، هفتگی یا ماهیانه یا توسط خود بیمار انجام میشد(مثل انسولین)یا توسط پزشک. اما این کارهم خالی از اشکال نبود، زیرا بسیار سخت است کهسطح مناسبی از دارو( پروتئین ) را در فواصل بین تزریقها برقرارکرد. ازطرفی برخی سلولها نظیر سلولهای مغزی به علت وجود سد خونی مغزی ( ‏BBB‏ )ممکن است نتوانند مقدار مناسبی از دارو را دریافت کند.
با ظهور ژندرمانی امیدهای تازه ای برای این بیماران فراهم شده است. ژن درمانی تحویلخودِ پروتئینِ درمانی نیست بلکه ژن آن پروتئین را تحویل بیمار میدهد. اینژن وارد سلولهای بدن شده و آنها را به کارخانههای کوچکی تبدیل میکند کهپروتئین موردنیاز بیمار را تا مدتی طولانی برایش میسازد.
همچنین بااستفاده از ژن درمانی اقدام به درمان سرطان کردهاند زیرا برخی ژنها باعثمیشود که سلولهای سرطانی پروتئین خاصی را بیان کند که به داروها حساسترشده یا توسط سلولهای ایمنی بهتر شناسایی شود. این استراتژی باعث میشود کهشیمی درمانی یا پاسخ ایمنی خودِ بیمار، موثرتر عمل کند.
برای انتقالژن درمان کننده از روشهای مختلفی استفاده میشود. ازجمله تزریق فیزیکیتوسط میکرواینجکشن، انتقال توسط لیپوزومها، و انتقال توسط ویروسها که مورداخیر موضوع بحث ما است. در انتقال ویروسی از ویروسهای مختلف نظیر رتروویروسها، آدنو ویروسها، لنتی ویروسها، هرپس ویروسها و ‏AAV‏ ویروسها(‏Adeno-Associated Virus‏) استفاده میشود.
در روش استفاده ازویروسِ ‏AAV‏ ، ژنهای ویروس از یک ویروس بی خطر به نام "‏AAV‏ ویروس" خارجشده و سپس ژنِ درمان کننده بهجای آن جایگزین میشود. بعد از تزریق اینویروسها به بیمار "‏AAV‏ ویروس ها" میتواند ژنِ درمان کننده را به سلولهاانتقال دهد. حال پروتئین موردنیاز توسط سلولهای خودِ بیمار ساخته خواهدشد، همانگونه که اگر خود سلول ‏DNA‏ مربوطه را میداشت عمل میکرد. اینپروتئین یا وارد غشاء سلول میشود تا مورد استفادة خود سلول قرارگیرد یاتوسط سلول ترشح میشود که مورد استفادة سلولهای دیگر قرارگیرد.
● ویروس ‏AAV‏ (‏Adeno-Associated Virus‏)‏
‏"‏AAV‏ویروس" یک ویروس خیلی ساده از شاخه های خانوادة ‏parvoviridae‏ است و جزءویروسهای بدون پوشش وکوچک است. "‏AAV‏ ویروس" نامش را به این علت گرفتهاست که در ۴۰ سال پیش آن را در جریان آلودگی یک نمونة بالینی مبتلا بهآدنوویروس کشف کردند. بدین ترتیب نام ‏Adeno-Associated Virus‏ به آناطلاق شد. به هر حال "‏AAV‏ ویروس" در هیچ یک از خواص ویروسی باآدنوویروسها مشترک نیست و در حقیقت ژنهایشان (‏DNA‏) با هم هیچ شباهتیندارد و این موضوع مهم است چرا که بر خلاف آدنوویروسها، "‏AAV‏ ویروس" درانسان پاتوژن نیست.
● وکتورهای ‏AAV‏ ‏
وکتورهای ‏AAV‏ مشتق ازویروسِ ‏AAV‏ که از عملکرد طبیعی خودشان استفاده کرده و ژنها را به سلولتحویل میدهد. جهت تولید یک وکتور ‏AAV‏ ، ویروس ‏AAV‏ را با خارج کردن ژنویروسی و جایگزین کردن آن با ژن درمان کننده (برای تولید پروتئین مربوط)تغییر میدهند.
‏DNA‏ متعلق به "‏AAV‏ ویروس" تک رشتهای است و فقطشامل ۲ ژن است. یکی به نام ژن ‏Rep‏ که پروتئینهای مربوط به همانندسازی‏DNA‏ را کد میکند و دیگری به نام ژن ‏Cap‏ که از اسپلایسینگ افتراقیاستفاده میکند و اجازه میدهد که سه پروتئین را کد کند که پروتئینهایپوشش(‏coat‏) ویروس را میسازد.
با استفاده از این روش در حالی کههیچ‏‎ ‎کدام از ژنهای ویروسی وجود ندارد اتصال سلولی کارا و ساز و کارورود ژن بوسیلة پروتئین پوششی "‏AAV‏ ویروس" مهیا میشود. فقط قسمتی کوچکیاز ‏DNA‏ متعلق به ‏AAV‏ در طرفین این قطعة ژنی درمان کننده در وکتور باقیمیماند که حاوی قطعات خودکامل شونده ‏DNA‏ ملقب به ‏ITR‏ ها (‏InvertedTerminal Repeats‏ ) است و این ژنها برای تامین سطح بالایی از بیانِ ژنِدرمان کنندهای که وکتور آن را حمل میکند، لازم است.‏
هر وکتور‏AAV‏ فقط از ۴ نوع مولکول تشکیل شده است. سه وکتور، دقیقاً در ارتباط باپروتئینهایی است که پوشش ویروس را میسازد و یک قطعة تک رشته ای ‏DNA‏ ژندرمان کننده و دیگر عناصر تنظیم کننده را کد میکند.
سادگی این سیستمباعث میشود که گیرندگان وکتورهای ‏AAV‏ در معرض حداقل مقدار مواد خارجی(بیگانه) قرار گیرند. در مقابل دیگر وکتورهای ویروسی که برای ژن تراپیاستفاده میشود، مانند آنهایی که با استفاده از آدنو ویروسها، لنتیویروسها، رترو ویروسها، و هرپس ویروسها درست شدهاند، بهطور بارزیبزرگتر و پیچیدهتر است و بنابراین احتمال آن که به پاسخ ایمنی منجر شده وواکنشهای زیان آوری را برای استفاده های بعدی درپی داشته باشد، بسیاربیشتر است.
عقیده بر این است که وکتورهای ‏AAV‏ خواص مطلوب وکتورهایویروسی و وکتورهای غیر ویروسی را ترکیب میکند و ممکن است نسبت به دیگروکتورهای ژن درمانی چندین مزیت بالقوة ارائه دهد. این مزایا عبارتند از:
▪ تحویل موثر ژن‏ها به هر دو نوع سلول هدف در حال تقسیم و آنهایی که تقسیم نمی شود،
▪ عدم حضور ژنهای ویروسی که میتواند مسؤول ایجاد پاسخ ایمنی ناخواسته باشد،
▪ کاربرد ‏in-vivo‏ در بیماران،
▪ میزان بالای بیان ژن
▪ پایداری عالی که اجازه میدهد وکتورهای ‏AAV‏ همانند بیشتر محصولات دارویی رایج تولید و ذخیره شده و مورد استفاده قرار گیرد. ‏

محمدرضا حیدرزاده
‎کارشناس آزمایشگاه سازمان انتقال خون گیلان
مجله مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی