ژنتیک دامپزشکی

امکان دارد، ژن درمانی قادر به جبران کردن یک ژن جهش یافته سلولی که نوعی جهش از دست دهنده عملکرد دارد، بکار برود. مثلا برای درمان بیماری مغلوب اتوزومی فنیل کتونوریا.

می‌توان ژن درمانی را برای جایگزینی یا غیر فعال کردن یک ژن جهش یافته غالب که فرآورده غیر طبیعی آن موجب بیماری می‌شود انجام داد مانند بیماری هانتیگتون.

گسترده‌ترین کاربرد احتمالی ژن درمانی در رسیدن به اثری فارماکولوژیک ، جهت مقابله با آثار یک ژن یا ژنهای جهش یافته سلولی یا مقابله با ایجاد بیماری به طریق دیگر باشد. مبتلایان به بیماری اکتسابی از جمله سرطان، از این روش بهره می‌برند.

حداقل شرایط لازم برای ژن درمانی اختلال ژنتیکی

شناسایی جایگاه ژنی درگیر یا حداقل اساس بیوشیمیایی آن اختلال.

بار قابل توجه تبادل توجه بیماری و نسبت مطلوب خطر.

داشتن فایده در مقایسه با درمانهای دیگر.

آگاهی کافی از اساس مولکولی بیماری.

اجزای تنظیم کننده مناسب برای ژن انتقال یافته.

یک سلول هدف مناسب با نیمه عمر ترجیحا طولانی یا قابلیت همانند سازی خوب در داخل بدن.

اطلاعات کافی از مطالعات سلولهای کشت داده شده.

خصوصیات ژن انتقال یافته

یک ژن انتقال یافته اکثرا از یک DNA مکمل تحت کنترل توالی پیشبری که ممکن است، لزوما پیشبر طبیعی ژن نباشد تشکیل شده است. عناصر تنظیم کننده باید طوری انتخاب شوند که ژن در سطوح کافی در سلولهای هدف رونویسی شود و در صورت لزوم به پیامهای تنظیم کننده ضروری پاسخ دهد.

خصوصیات سلول هدف

یکی از ملاحظات مهم در انتخاب سلول هدف مناسب این است که نیمه عمر طولانی در بدن یا قابلیت همانند سازی چشمگیر داشته باشد تا اثر زیستی انتقال ژن واجد دوام لازم باشد. سلولهای هدف ایده‌آل ، سلولهای بنیادی یا سلولهای اجدادی با قابلیت همانند سازی بالا می‌شوند که از آنها می‌توان به سلولهای بنیادی مغز استخوان اشاره کرد. همچنین سلولهای آندوتلیال ممکن است اهداف بویژه مفیدی برای انتقال ژن باشند. زیرا دیواره‌های عروق خونی را مفروش می‌کنند. سلول هدف باید پروتئینها یا لیگاندهای دیگر لازم برای فعالیت زیستی را نیز فراهم کند.

روشهای انتقال ژن

روش اول

وارد کردن ژن به داخل سلولهای کشت داده شده از بیمار در خارج بدن و سپس وارد کردن سلولها به بدن بیمار پس از انتقال ژن است.

روش دوم

روش دوم ، تزریق کردن مستقیم ژن به داخل بافت یا مایع خارج سلولی مورد نظر از طریق ناقلهای ویروسی و ناقلهای غیر ویروسی است. فناوری ناقلهای غیر ویروسی ، هنوز در مراحل مقدماتی است.

ناقلهای ویروسی

ناقل ایده‌آل برای ژن درمانی باید بی‌خطر باشد، به راحتی ساخته شود، به آسانی وارد بافت هدف گردد، بروز مادام‌العمر ژن مورد نظر در سطوح مناسب را فراهم کند. از انواع این ناقلها می‌توان به رترو ویروسها و آدنوویروسها اشاره کرد. از مزایای ناقلهای ویروسی این است که قادرند وارد هر سلولی در جمعیت هدف شوند.

ناقلهای غیر ویروسی

اساسا جذاب هستند، زیرا فاقد مخاطرات زیستی (مانند آلودگی) مربوط به ناقلهای ویروسی هستند و تهیه آنها از نظر تئوری راحت‌تر است. این ناقلها 4 دسته هستند.

DNA برهنه ، مثلا DNA مکمل با عناصر تنظیم کننده در پلاسمید.

DNA برهنه ، بسته بندی شده در لیپوزمها.

پروتئین که در آن DNA با پروتئینی مجموعه تشکیل می‌دهد و این پروتئین ورود مجموعه به داخل سلول یا بخشهای اجزای سلولی را تسهیل می‌کند.

کروموزومهای مصنوعی.

مخاطرات ژن درمانی

بیمار می‌تواند واکنش نامطلوبی به ناقل یا ژن انتقال یافته بدهد.

ژن انتقال یافته در DNA بیمار جای می‌گیرند و پروتوانکوژنی را فعال یا یک ژن سرکوب کننده غیر فعال می‌کند که موجب بدخیمی می‌شود.

فعال شدن درجی می‌تواند انسجام یک ژن ضروری را از بین ببرند.

بیماریهای نامزد ژن درمانی

تعداد زیادی از اختلالات تک ژنی ، نامزدهای بالقوه برای اصلاح از طریق ژن درمانی هستند. اینها شامل اختلالات خون سازی مانند تالاسمی ، هموفیلی ، انواع گوناگون کمبود ایمنی و نیز اختلالاتی مانند فنیل کتونوریا ، کمبود α1- AT که هر یک بر پروتئینهایی که در کبد ساخته می‌شوند، موثر هستند.

موجودات زیراكسی(شبیه سازی یا همان كلونینگ)

موجودات زیراكسی

دوقلوها پدیده ای بسیار عادی، ولی پیچیده در طبیعت هستند؛ دو نفر دقیقا شبیه به هم كه به راحتی از سوی جامعه پذیرفته می شوند. حالا تصور كنید به جای دو نفر، ۲ هزار نفر آدم شبیه به هم در یك جامعه وجود داشته باشند، آن موقع چطور این تعداد انسان مشابه را تحمل می كنید. علم شبیه سازی، علمی است كه ظرفیت چنین كاری را دارد و اگر صاحبان قدرت از آن در راستای اهداف بعید استفاده كنند، می توانند روزی ۱۰ هزار نسخه از یك نفر را تولید كرده و آنها را از یك تا ۱۰هزار نامگذاری كنند. فاجعه است، اما دست یافتنی، از این رو آشنایی با شبیه سازی چندان هم بی مورد به نظر نمی رسد.

شبیه سازی یا همان كلونینگ، بزرگ ترین اتفاق علمی دهه ۹۰ میلادی به شمار می رود كه به لطف فیلم ژوراسیك پارك با اقبال عمومی هم مواجه شد. پس از آن، انتظارات مردم از این شاخه علم ژنتیك بی هیچ پشتوانه ای بدون دلیل بالا رفت. مردم دیدند كه در فیلم ژوراسیك پارك، دانشمندان با استفاده از Dna مگس هایی كه میلیون ها سال پیش دایناسورها را نیش زده بودند، دوباره دایناسورها را شبیه سازی كردند. این سوژه سینمایی باوری را برای مردم به وجود آورد كه حالا كه دایناسورهای میلیون ها سال پیش، از طریق Dna حشرات بازسازی شده اند، بازسازی حیوانات و سازه های زیستی كه مثلا ۳۰ سال پیش منقرض شده اند، مثل آب خوردن است. دالی گوسفنده ، گوسفند شبیه سازی هم مزید بر علت شد تا مردم یكباره از دانشمندان ژنتیك بخواهند یك انسان شبیه سازی شده از كلاه جادوگری شان بیرون آورند، اما اكران ژوراسیك پارك، آغاز تاریخ شبیه سازی به شمار نمی رود. آغاز داستان شبیه سازی به اوایل قرن بیستم بازمی گردد؛ جایی كه آدولف ادوارد دریش، تخم یك جانور دریایی را به دو تكه جداگانه تقسیم كرد و آنها را جداگانه رشد داد. در آن زمان خود آدولف هم نمی دانست كه این عمل او پایه گذار علم شبیه سازی است. پس از او اتفاقات بسیار زیاد و مهمی در این زمینه اتفاق افتاد كه مهمترین آنها كه باعث ایجاد جهش بزرگی در شبیه سازی شد، شبیه سازی دالی گوسفنده در اسكاتلند بود. شبیه سازی چیست؟ شبیه سازی به بیان مختصر، خلق یك ارگان زیستی است كه دقیقا كپی ژنتیك ارگان دیگری باشد. این بدان معناست كه كوچكترین ساختارهای ژنتیك دو ارگان باید دقیقا مشابه هم باشند. برای این منظور در حال حاضر دو روش درجهان وجود دارد: ۱ جفت سازی مصنوعی جنینی: این روش از لحاظ فنی در سطح پایینی قرار دارد. همان طور كه از اسم آن برمی آید، این فن آوری در واقع تقلیدی از روش طبیعی تولید جفت های شناسایی است. این كار در طبیعت در سلول تخم اتفاق می افتد و در نهایت دو ساختار زیستی كه از لحاظ ساختار ژنتیك كاملا مشابه هستند، پدید می آید. جفت سازی مصنوعی جنینی هم درواقع انجام همین كار در بیرون از بدن مادر و در آزمایشگاه است. ۲ - انتقال هسته سلول: انتقال هسته سلول، شیوه متفاوتی نسبت به جفت سازی مصنوعی جنینی است، اما با این حال نتیجه هم در این روش یكی است؛ كلون یا كپی ژنتیك دقیق از یك سلول. این روش همان روشی است كه با آن دالی گوسفنده خلق شد. روش خلق دالی به این صورت بود: دانشمندان ابتدا یك سلول از یك گوسفند ماده را ایزوله كردند. سپس هسته آن را به سلولی كه هسته آن قبلا از آن جدا شده بود، منتقل كردند. پس از انجام یكسری واكنش شیمیایی، این هسته توسط سلول پذیرفته شد و بعدا مراحل طبیعی تولید جنین در آن آغاز شد. خلق دالی در علم ژنتیك نقطه عطفی به شمار می رود، چون دالی اولین پستانداری به شمار می رود كه بیرون از شكم مادر مراحل رشد جنینی را سپری كرده است. چرا شبیه سازی می كنیم؟ از چند سال پیش دانشمندان با پشتوانه محكم علمی اعلام می كنند ما در آینده هرچیز را كه بخواهیم شبیه سازی می كنیم، از قورباغه گرفته تا میمون و از میمون گرفته احتمالا انسان در آینده ای نه چندان نزدیك، اما سئوال مهم آن است كه اصلا چرا باید انسان شبیه سازی كند؟ جواب های غیرعلمی در این مورد بسیار زیاد است، اما دانشمندان چند دلیل برای آن اعلام می كنند كه در اینجا مختصرا به آنها اشاره می كنیم. ۱ شبیه سازی مدل های حیوانی برای مطالعه بیماری ها: بیشتر چیزهایی كه دانشمندان در مورد بیماری های انسانی می دانند حاصل نتایج تحقیقات آنها روی حیوانات آزمایشگاهی مثل موش هاست. در حیوانات آزمایشگاهی پیشرفته، ساختار ژنتیك حیوان موردنظر به گونه ای دستكاری می شود كه بیماری خاص موردنظر دانشمندان در هر مرحله ای كه آنها بخواهند، در بدن حیوان ایجاد شود تا محققان به راحتی روی آنها تحقیق كنند. ۲ - شبیه سازی سلول های بنیادی: سلول های بنیادی، اجزایی هستند كه مسئولیت رشد و نمو انسان در طول زندگی برعهده آنهاست؛ به همین خاطر به صورت گسترده در درمان بیماری های پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرند. دانشمندان ژنتیك هم با دستكاری آنها، گام بلندی در درمان بیماری های خاص برداشته اند. ۳ شبیه سازی دارویی غذایی: در حال حاضر بسیاری از مواد كشاورزی و حیوانات مزرعه ای به كمك شبیه سازی ژنتیك طوری رشد می یابند كه پروتئین ها، ویتامین ها و دیگر نیازهای غذایی انسان را در خود داشته باشند و همچنین مواد مضر برای بدن انسان از آنها حذف شود. ۴ كمك به گونه های در حال انقراض: در تئوری، نه تنها می توان این گونه ها را از خطر انقراض نجات داد كه حتی می توان گونه هایی را كه اخیرا منقرض شده اند، بازآفرینی كرد، اما در عمل این امر بسیار غیرممكن به نظر می رسد. برای این منظور دانشمندان باید به یك منبع بدون نقص از Dna گونه موردنظر دسترسی داشته باشند كه اولا این میزان Dna به نظر دست نیافتنی می رسد و تازه اگر هم در دسترس باشد، امید قطعی به حصول نتیجه از آن نمی رود.۵ شبیه سازی انسان: شبیه سازی انسان بیشتر توسط مورد بحث واقع می شود، اما دانشمندان هم چندان آن را غیرمنطقی و دست نیافتنی نمی دانند. از منظر علمی دو دلیل عمده برای این كار عنوان می شود؛ كمك به رفع ناباروری زوجین و بازآفرینی فرزندانی كه به هر دلیل از دست رفته اند. البته هنوز برای قضاوت در مورد حصول نتیجه از شبیه سازی انسانی بسیار زود است. خطرات شبیه سازی خطرات شبیه سازی بسیار زیاد هستند. اولین مورد، تهدید ساختار اخلاقی جوامع بشری است كه در جوامع مختلف مخالفت های اخلاقی بسیار زیادی را در پی داشته است، علاوه بر آنكه بیشتر به علوم انسانی مربوط می شود تا علوم ژنتیك، از منظر علمی هم ایرادات زیادی برای این مسئله وارد است. درصد پایین موفقیت یكی از آنهاست، به گونه ای كه تا به حال در تمامی موارد شبیه سازی، درصد موفقیت بین یك دهم تا ۳ درصد بوده است؛ یعنی از هر یكهزار شبیه سازی، یك تا ۳۰ مورد موفقیت آمیز بوده اند. از ایرادات وارده دیگر، عواقب بعدی آن است. حیوانات شبیه سازی شده غالبا غیرطبیعی هستند (مثلا ارگان های بزرگتری نسبت به نمونه های طبیعی دارند) و سریعا می میرند. مشكل دیگر الگوی پخش غیرمعمول ژنتیك است كه باعث تغییر رفتار ژنتیك حیوان یا گونه شبیه سازی شده و عملا كارایی آن را به صفر می رساند.باید توجه كرد همه چیزهایی كه در مورد شبیه سازی گفته شد، در مورد علمی است كه به رغم تاریخ نسبتا طولانی، هنوز از ظرفیت های بالای خود استفاده خاصی نبرده است و شاید در آینده جامعه ای بدوی و رشد نیافته باشد كه در آن شبیه سازی به صورت روزمره انجام نمی شود.

علم یا جادو شبیه سازی پیش از آنكه توسط دانشمندان ژنتیك مورد بحث قرار گیرد، در رسانه به صورت مقطعی تبدیل به سوژه می شود. اینكه چرا این شاخه پیچیده دانش بشری با چنین اقبالی مواجه شده است جای بحث زیادی دارد. مسئله مهم در اینجا این است كه دانش بسیار پیشرفته تر از باور عمومی رشد كرده است، اما دانشمندان جادوگر نیستند كه هرآنچه كه مردم می خواهند با یك تردستی انجام دهند. به بیان ساده تر علم پیشرفته است، اما نه تا آن حد كه فیلم های تخیلی نشان می دهند.