به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، زمینه ژن درمانی به دنبال تولید مقرون به صرفه و در مقیاس بزرگ ناقل‌های ویروس مرتبط با آدنو نوترکیب (rAAV) برای کاربردهای درمانی با دوز بالا است. اگرچه استراتژی‌هایی مانند کشت سلولی تعلیق و بهینه‌سازی ترانسفکشن موفقیت متوسطی را نشان داده‌اند، با این حال چالش‌ها برای کاربردهای در مقیاس بزرگ همچنان وجود دارد. در همین راستا یک ژن درمانی ویروسی برخی از ناهنجاری‌های مغزی را در موش‌های شیرخوار مبتلا به سندرم FOXG1 را معکوس کرده است، که این خود گامی مهم به سوی درمان کودکان مبتلا به این اختلال شدید تکوینی سیستم عصبی است. یک ژن درمانی ویروسی که توسط محققان دانشگاه بوفالو توسعه یافته است، برخی از ناهنجاری‌های مغزی را در موش‌های شیرخوار مبتلا به سندرم FOXG1 را معکوس کرده است، که گامی مهم به سوی درمان کودکان مبتلا به این اختلال شدید تکوین عصبی است. این تحویل ژن  FOXG1 از طریق ویروس آدنو 9 (AAV9) در مطالعه ای که در 5 ژوئن در Molecular Therapy Methods & Clinical Development منتشر شد، به تفصیل به شرح  این موضوع پرداخته است. این مطالعه نشان داد که تزریق پس از تولد این درمان در موش‌های یک روزه طیف گسترده‌ای از ناهنجاری‌ها، از جمله در بخش‌هایی از مغز که مسئول زبان، حافظه و تعامل اجتماعی هستند را نجات داد.

ژن درمانی

ژن درمانی به عنوان یک رویکرد درمانی امیدوارکننده برای تعدادی از بیماری‌های ژنتیکی، سرطان‌های خاص و سایر بیماری‌های عفونی ظهور کرده است. در میان چندین نوع ناقل انتقال ژن ویروسی یا غیر ویروسی موجود، ویروس آدنو مرتبط نوترکیب (rAAV) در حال حاضر ناقل ویروسی اصلی انتخابی برای انتقال ژن برای درمان انواع بیماری‌های ژنتیکی انسانی مانند هموفیلی، فیبروز کیستیک، عضلانی است. دیستروفی و ​​سرطان AAVها اعضای غیر بیماری زا از خانواده Parvoviridae با ژنوم فشرده هستند که به عنوان ابزارهای همه کاره در کاربردهای مختلف زیست پزشکی، از جمله ویرایش ژن و توسعه واکسن ظاهر شده اند. ویژگی‌های منحصر به فرد آن‌ها، از جمله تحویل کارآمد ژن ویژه بافت با حداقل اثرات خارج از هدف و بیان ژن پایدار، باعث محبوبیت فزاینده آنها به عنوان ناقل‌هایی برای ژن درمانی شده است.

اثربخشی ژن‌درمانی مبتنی بر AAV9

سو کیونگ لی، دکترا، پروفسور نوآوری امپراتوری و پروفسور اوم پی باهل رییس دپارتمان علوم زیستی UB، کالج هنر و علوم، که به همراه همسرش، جائه لی، دکترا، استاد بخش، این مطالعه را رهبری کردند، می‌گوید: «یافته‌های ما اثربخشی ژن‌درمانی مبتنی بر AAV9 را به‌عنوان یک استراتژی درمانی مناسب برای سندرم FOXG1 و سایر اختلالات رشد عصبی بالقوه با ناهنجاری های مغزی مشابه نشان می‌دهد. "این تحقیق ارتباط درمانی رویکرد ما را در مراحل پس از زایمان، که یک چارچوب زمانی حیاتی برای مداخله است، تایید می‌کند."

درباره مطالعه

دختر نوجوان لیز، یونا، در سن 2 سالگی مبتلا به سندرم FOXG1 شد. محققان از آن زمان خود را به عنوان متخصصان پیشرو در این اختلال معرفی کردند و محققین اصلی مرکز تحقیقات FOXG1 UB (FRC) هستند. این مرکز که در اوایل سال جاری راه اندازی شد، و همچنین این مطالعه اخیر، توسط بنیاد تحقیقاتی FOXG1 پشتیبانی می شود. این مطالعه توسط کاترین مایر، دکترا، محقق اصلی در بیمارستان کودکان سراسری در کلمبوس، اوهایو رهبری شد. مشارکت‌های دیگر نشان دهنده دانشگاه پنسیلوانیا و مرکز پزشکی سامسونگ در سئول، کره جنوبی است.

شیوه مطالعاتی

برای کشف مکانیسم‌های مولکولی و سلولی مؤثر بر تولید rAAV، ما یک آنالیز پروتئومی SWATH-MS از سلول‌های HEK293T ترانسفکت شده با استفاده از شرایط استاندارد و بهینه را انجام دادیم. در این روش ابتدا به تجزیه و تحلیل ژن و مسیر تغییرات بیان پروتئین به ویژه در فرآیندهای مربوط به هموستاز سلولی، تنظیم متابولیک، انتقال وزیکولی، بیوژنز ریبوزومی، و تکثیر سلولی تحت شرایط ترانسفکشن بهینه پرداختیم. این منجر به افزایش 50 درصدی تیتر rAAV در مقایسه با پروتکل استاندارد شد. علاوه بر این، ما تغییراتی را در پروتئین‌های سلول میزبان شناسایی کردیم که برای پایداری mRNA AAV و ترجمه ژن، به ویژه در مورد رونوشت‌های کپسید AAV در شرایط انتقال بهینه، حیاتی هستند. مطالعه ما 124 پروتئین میزبان مرتبط با تکثیر و مونتاژ AAV را شناسایی کرد، که هر کدام الگوی بیان مشخصی را در سراسر مراحل تولید rAAV در شرایط ترانسفکشن بهینه نشان می‌دهند. این تحقیق مکانیسم‌های سلولی درگیر در تولید rAAV در سلول‌های HEK293T را روشن می‌کند و راه‌های امیدوارکننده‌ای را برای افزایش بیشتر تیتر rAAV در طول تولید پیشنهاد می‌کند.

معکوس کردن ناهنجاری‌های ساختاری

یک ژن تنظیم کننده اصلی، FOXG1 یکی از مهم ترین ژن‌ها برای تکوین اولیه مغز است و اختلال در آن می‌تواند منجر به ناهنجاری‌های عمیق ساختار مغز شود. Lees  قبلاً ثابت کرده بود که ژن و پروتئین FOXG1 پس از تولد در موش‌ها فعال باقی می‌ماند، بنابراین آنها متعجب بودند که آیا بازگرداندن سطح FOXG1 می‌تواند برخی از ناهنجاری‌های مرتبط با سندرم FOXG1 را معکوس کند. این ناهنجاری ها شامل عدم رشد کامل جسم پینه ای، دسته ای از اعصاب است که دو نیمکره مغز را به هم متصل می‌کند و به ادغام اطلاعات حسی و حرکتی با تعامل اجتماعی، عملکرد اجرایی و زبان کمک می‌کند.

نتایج کسب شده از ژن درمانی

تصور می‌شود که تصحیح جسم پینه‌ای پس از تولد با توجه به اینکه قبل از تولد ایجاد می‌شود بسیار دشوار خواهد بود، اما وقتی پس از زایمان به موش‌ها تزریق شد، ژن‌درمانی ویروسی تیم لی، آکسون‌های پینه‌ای را دوباره به هم متصل کرد و اعصاب پینه‌ای را ترمیم کرد و به طور قابل‌توجهی جسم پینه‌ای را بازیابی کرد. این درمان همچنین اندازه شکنج دندانه دار را افزایش داد، دروازه اصلی برای تشکیل ورودی به بقیه قسمت‌های هیپوکامپ که برای حافظه بسیار مهم است. این یکی از معدود مناطقی از مغز است که با بالا رفتن سن پستانداران به تولید نورون‌های جدید ادامه می‌دهد و آن را به یک هدف حیاتی برای درمان‌های پس از زایمان تبدیل می‌کند. علاوه بر این، این درمان مناطقی از مغز را که با سرعت سیگنال بین نورون‌ها مرتبط بود، نجات داد. الیگودندروسیت‌ها سلول‌هایی هستند که در درجه اول مسئول میلیناسیون هستند، فرآیند عایق بندی اعصاب به طوری که می‌توانند اطلاعات را به سرعت منتقل کنند. مغزهای دارای FOXG1 اغلب دارای تعداد زیادی سلول پیش ساز الیگودندروسیت (OPC) هستند و در عین حال میلیناسیون را به تاخیر می‌اندازند. طبق این مطالعه، این درمان تعدادOPCها را در حالی که میلیناسیون را بازیابی می‌کرد، عادی کرد.

گام بعدی مطالعه

به گفته محققان، این مطالعه پایه محکمی برای پیشبرد ژن درمانی به سمت آزمایشات بالینی انسانی فراهم می‌کند. ما از نجات کامل ناهنجاری‌های ساختار مغز مشاهده شده در مدل موش‌ از طریق این مطالعه هیجان‌زده هستیم. این یک گام مهم رو به جلو در تحقیقات ما است. با این نتایج امیدوارکننده، ما مشتاق هستیم که این ترکیب AAV9 را به سمت آزمایش‌های بالینی انسانی پیش ببریم، امیدواریم. که ما بتوانیم این پیشرفت‌ها را به نفع کودکان مبتلا به سندرم FOXG1 گسترش دهیم."

پایان مطلب/.