مطالعه : ژن درمانی موثر در درمان سندرم بارت

سندرم بارت (Barth Syndrome) بیماری متابولیک و نادر در پسران است که به دلیل جهش یک ژن به نام tafazzin یا TAZ پدید می‌آید. این بیماری می‌تواند منجر به نارسایی‌های قلبی مرگبار گشته و هم‌چنین ماهیچه‌های اسکلتی را تضعیف نماید، واکنش سیستم ایمنی بدن را کاهش داده و رشد کلی بدن را مختل می‌نماید. هیچ گونه درمان خاصی برای این اختلال تا به امروز وجود ندارد، اما پژوهش جدیدی در بیمارستان کودکان بوستون نشان می‌دهد که ژن درمانی می‌تواند از نارسایی و اختلال قلبی جلوگیری نموده و یا حتی آن را بهبود دهد.

◄ ژن درمانی موثر در درمان سندرم بارت :

در سال 2014، به منظور درک بهتر سندرم بارت،پژوهشگران شاغل در بیمارستان کودکان بوستون، با همکاری موسسۀ Wyss الگوی ضربان «قلب بر روی تراشه» از سندرم بارت را خلق نمودند (heart on a chip). در این الگو از سلول‌های ماهیچۀ قلب مبتلا به جهش TAZ استفاده شده‌بود، که این جهش از سلول‌های پوستی خود بیمار استخراج گردید. این الگو نشان داد که TAZ به واقع نقش اصلی و اساسی را در اختلال قلبی (cardiac dysfunction) ایفا می نماید ، بدین گونه که سلول‌های ماهیچۀ قلب به صورت طبیعی گرد هم نمی‌آمدند، میتوکندری درون سلول‌ها آشفته و بی نظم بود، و انقباض اندام قلب خیلی ضعیف انجام می‌شد. افزودن یک ژن سالم TAZ سبب بازگشت این ویژگی‌ها به حالت طبیعی گردید.
اما به منظور درک واقعی و کامل سندرم بارت و تاثیرات کلی آن بر روی تمام بدن، پژوهشگران به یک مدل جانوری نیاز داشتند. اما آنها معتقد بودند که مدل جانوری در درازمدت مانعی در این زمینه بود. تلاش برای ساختن مدل موش با استفاده از روش های سنتی ناموفق بود.

◄ شبیه‌سازی سندرم بارت در موش‌ها :

با این حال، اخیرا موسسۀ پژوهش‌های سرطانی Beatson در بریتانیا بر این چالش فائق آمد و مدل‌های جانوری سندرم بارت را تولید نمودند . در این عملیات جدید،پژوهشگران، مشخصه‌های این موش‌ها را تعیین نمودند، که در دو نوع مختلف ارائه شده‌بود. در یک گونه، ژن TAZ از سلول‌های سراسر بدن حذف شد؛ در گونۀ دوم، این ژن فقط از سلول‌های قلب حذف گردید.

بیشتر موش‌هایی که TAZ از تمام بدنشان حذف شده‌بود، به دلیل ضعف ماهیچه‌های اسکلتی ، پیش از تولد از بین رفتند. اما برخی از آن‌ها زنده مانده و به بیماری پیشروندۀ ماهیچۀ قلب (کاردیومیوپاتی) مبتلا گشتند؛ که ماهیچۀ قلب بزرگ شده و ظرفیت پمپاژ را از دست می‌دهد. هم‌چنین، در قلب آن‌ها زخم هایی مشاهده گردید و مانند بیماران انسانی مبتلا به «کاردیومیوپاتی گشاد شونده»، بطن چپ قلبشان گشاد شده و دیواره‌اش نازک گردید ( dilated cardiomyopathy).

البته، موش‌هایی که فقط از کمبود TAZ در بافت قلبی خود رنج می‌بردند، همگی زنده متولد شدند، و دوباره همین ویژگی‌ها را نشان دادند. میکروسکوپ های الکترونی نشان داد که بافت ماهیچۀ قلب بسیار ضعیف ساختار یافته‌است، که این پدیده برای میتوکندری درون سلول ها نیز وجود داشت.

این پژوهشگران سپس از ژن‌درمانی جهت بهره گیری از TAZ استفاده نمودند، و این امر را با تزریق یک ویروس مهندسی شده در زیر پوست ( در موش‌های تازه متولد شده)، یا در داخل ورید ( در موش‌های سالخورده تر) انجام دادند. موش‌های تحت درمانی که TAZ از تمام بدنشان حذف شده‌بود، با این روش توانستند تا دوران بزرگسالی دوام بیاورند. هم‌چنین، ژن‌درمانی TAZ ، هنگامی که روی موش‌های تازه متولد شده انجام شد، از اختلالات قلبی و جراحت‌ها جلوگیری بعمل آورد و در موش‌های مسن تر سبب معکوس شدن اختلالات قلبی و بهبودی آن‌ها گردید.

◄ ورود ژن به داخل بدن :

آزمایش‌های بیشتر روی حیوانات نشان دادند اگر حداقل ۷۰ درصد سلول های ماهیچۀ قلب در روند ژن درمانی ، ژن TAZ را دریافت نموده باشند ، سبب درمان پایای سلول‌های ماهیچه‌های قلبی و سلول‌های ماهیچه‌های اسکلتی می گردد. و این موضوع دقیقاً چالش اصلی در کاربرد و اِعمال نتایج روی انسان را می باشد. این که به راحتی مقدار و دوز ژن درمانی را افزایش دهیم، کارساز نخواهدبود: در ابعاد بزرگ تر مانند انسان، مقادیر زیاد می‌توانند خطر یک واکنش التهابی خطرناک از طرف سیستم ایمنی بدن را به همراه داشته‌باشند. هم‌چنین، ارائۀ چندین دوز ژن درمانی متعدد نیز کارساز نخواهدبود. مشکل در اینجاست که آنتی بادی های خنثی‌کنندۀ ویروس، پس از نخستین دوز ژن‌درمانی، ایجاد گشته و آغاز به کار می نمایند. چالش اصلی در ایجاد فرآیندی است که بتوان سلول‌های ماهیچه‌ای کافی را در بدن انسان اصلاح نمود .

حفظ و نگهداری جمعیت سلول‌های اصلاح ژنتیکی شده نیز چالش دیگری خواهدبود. با این که میزان ژن‌های اصلاح ژنی شده از نظر ژن TAZ، در قلب موش‌های درمان شده به طور مناسبی متعادل و با ثبات باقی ماند، اما آن‌ها در ماهیچه‌های اسکلتی به تدریج کاهش یافتند.
بزرگترین نتیجه و درس این پژوهش، روند موثر ژن درمانی است . تمرکز پژوهشگران باید روی به افزایش بیشینۀ درصد انتقال و پیوند سلول‌های ماهیچه‌ای باشد و از پایابودن ژن درمانی به ویژه در ماهیچه‌های اسکلتی اطمینان حاصل نمایند.

Ref: Boston Children's Hospital . March2020 Circulation Research Journal