ژن درمانی چیست و در چه مرحله ای قرار دارد؟

ن‌درمانی، روش اصلاح ژن‌های معیوب و عامل بیماری است. این روش درمانی درحال حاضر در مرحله تحقیقاتی است و در این مرحله شیوه‌های مختلفی برای اصلاح ژن مورد مطالعه می‌باشد.مهمترین روش به این منظور قراردادن یک ژن سالم، در ژنوم بیمار است. ژن درمانی درحال حاضر در دنیا در مرحله تحقیقاتی می‌باشد و هنوز هیچ فرآورده مورد استفاده در ژن درمانی توسط اداره غذا و داروی آمریکا تایید نشده است. تحقیقات بالینی انجام شده نیز از موفقیت کمی برخوردار بوده است. اولین ژن درمانی در سال 1990 انجام شد که بر روی کودک 4 ساله‌ای با بیماری نادر ژنتیکی نقص ایمنی شدید ترکیبی (SCID) انجام شد. این بیمار به دلیل دارا نبودن سیستم ایمنی طبیعی باید در محیط استریل نگهداری می‌شد و مرتب دوز بالای آنتی بیوتیک مصرف می کرد در بیمار مزبور گلبولهای سفید بیمار گرفته شد و سپس در آزمایشگاه رشد داده شد و ژن سالم به گلبولها وارد و دوباره به بیمار برگردانده شد. مطالعات بعدی نشان داد که سیستم ایمنی بیمار تقویت شده است و بیمار مجددا به زندگی عادی برگشت اما این روش درمانی یک درمان مادام‌العمر نبود و بیمار مجبور به تکرار درمان در هر چند ماه بودهر چند این اولین آزمایش به روش ژن‌درمانی بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسید ولی واقعیت امر این است که به دلیل پیچیدگی بیولوژیکی بیش از حد ژن‌درمانی در انسان و نیز عدم شناخت کامل بسیاری از بیماریهای ژنتیکی امکان استفاده وسیع از ژن‌درمانی در انسان میسر نشده است. بحث دیگر بحث اخلاق پزشکی است و باید توجه داشت که ژن درمانی بر روی سلولهای سوماتیک (غیرجنسی) و سلولهای جنسی دو پدیده متفاوت است. اگر ژن درمانی بر روی سلولهای جنسی (germs cell) انجام شود، امکان انتقال آن به نسل‌های بعدی نیز وجود دارد درحالیکه در ژن درمانی بر روی سلولهای غیرجنسی (Somatic cell) فقط شخص دریافت‌کننده ژن بهبود می‌یابد و ژن مورد نظر به نسلهای بعدی به ارث نخواهد رسید. بعضی افراد به هر گونه تغییر ژنتیکی در انسان معترض هستند بدون اینکه مزایای آن را در نظر بگیرند. بسیاری دیگر فقط ژن درمانی در سلولهای غیرجنسی (سوماتیک) را تایید می‌کنند ولی استفاده از ژن‌درمانی در سلولهای جنسی را نمی‌پذیرند. با این وجود تعدادی نیز بر این عقیده‌اند که با وضع قوانین جدید می‌توان از ژن‌درمانی در سلولهای جنسی نیز استفاده کرد. به طور کلی معیارهایی که باید برای انتخاب بیماری قابل درمان با ژن‌درمانی درنظر گرفت عبارتند از 1) بیماری غیرقابل علاج و کشنده باشد 2) سلولها، بافتها و یا اعضاء بیمار که توسط بیماری تحت تاثیر قرار گرفته به خوبی شناسایی شده باشند 3)ژن سالم مورد نظر که قرار است به سلول شخص بیمار وارد شود قبلا جداسازی و کلون شده باشد 4) ژن سالم قادر به ورود به تعداد زیادی سلول بافت مورد نظر باشد 5)ژن به طور مناسبی قابل بیان (express) باشد 6) روشهایی در دسترس باشد که بی‌خطر بودن آنها به اثبات رسیده باشد.بحث‌های زیادی در تایید و یا رد ژن‌درمانی وجود دارد. مهمترین موردی که در تایید ژن‌درمانی مطرح است. امکان درمان بیماری غیرقابل علاج به روش ژن‌درمانی است و موارد زیر از دیگر موارد در تایید ژن‌درمانی هستند 1) ژن درمانی باعث درمان کامل بیماری می‌شود و فقط علائم را برطرف نمی‌نماید 2) ژن درمانی در سلولهای جنسی ممکن است تنها وسیله برای درمان بعضی از بیماریهای ژنتیکی باشد 3) با جلوگیری از انتقال ژن معیوب به نسلهای بعدی، درمان نسلهای بعدی لازم نخواهد بود چرا که بیماری به آنها از والدین درمان شده با ژن‌درمانی به ارث نرسیده است.مواردی که در رد ژن درمانی مطرح می‌شوند بیشتر مبتنی بر این سوىال است که آیا می‌توان بین‌استفاده درست و نادرست از روشهای اصلاح ژنتیکی تمایز قائل شد و آیا امکان سوءاستفاده بالقوه از این تکنولوژی باید محققین را از تحقیق بیشتر بر روی این روش باز دارد. بعضی افراد نیز بر این نکته تاکید دارند که پیگیری بیمار در تحقیقات بالینی بلند مدت بسیار مشکل است. بیمار تحت درمان با ژن‌درمانی باید برای دهها سال تحت نظر باشد تا بتوان از اثرات ژن‌درمانی در نسلهای بعدی مطلع شد. بعضی نیز بر این عقیده‌اند که اطفال به علت سن پایین قادر به تصمیم‌گیری درباره ژن‌درمانی نیستند و مزایا ومعایب آن را به درستی درک نمی‌کنند. به طور خلاصه مواردی که در رد ژن‌درمانی در سلولهای جنسی مطرح هست شامل 1) فقدان اطلاعات علمی کافی و خطرات بالینی زیاد آن و نیز ناشناخته بودن اثرات طولانی مدت این نوع درمان 2) چنین آزمایشاتی ممکن است در نهایت منجر به تشویق سایر محققین به کار بر روی تغییر ژنتیکی در افرادی که بیمار نمی‌باشند شود 3) به دلیل آنکه ژن‌درمانی در سلولهای جنسی مستلزم استفاده از جنین است و در نتیجه بر روی نوزاد متولد شده تاثیرگذار است لذا این چنین تحقیقی منجر به تولید پروژه‌های تحقیقاتی خواهد شد که شخص (جنین پس از تولد) بدون موافقت قبلی مورد آزمایش قرار گرفته است 4) هزینه بالای ژن‌درمانیبه طور خلاصه می‌توان درآینده شاهد درمان تعدادی از بیماریهای ژنتیکی و یا سرطان‌ها به روش ژن درمانی بود که قطعا انقلابی در علم پزشکی خواهد بود و راه را برای درمان بسیاری از بیماریها باز خواهد کرد.وی درباره شیوه عملکرد در ژن‌درمانی می‌گوید: ژن درمانی روشی است برای اصلاح ژنهای معیوبی که باعث ایجاد بیماری می‌شوند. روشهای مختلفی برای اصلاح ژن معیوب وجود دارد که مهمترین آن قراردادن یک ژن سالم در ژنوم بیمار است.در بیشتر مطالعات ژن درمانی، یک ژن سالم به جای معیوب قرار داده می‌شود تا ژن مولد بیماری اصلاح شود و یک مولکول حامل ژن که وکتور نامیده می‌شود برای انتقال ژن به سلول بیمار استفاده می‌شود. یکی از مهمترین وکتورهای مورد استفاده ویروسهای دستکاری ژنتیکی شده می‌باشند که قادر به حمل DNAانسانی هستند. ویروسها توانایی انتقال ژنهای خود به سلولهای انسانی و در نتیجه ایجاد بیماری را دارند که محققین از همین خاصیت استفاده کرده و ژنهای مورد نظر به سلولهای انسانی را به کمک ویروسها منتقل می‌کنند. معمولا سلولهای هدف در شخص بیمار توسط ویروسهای حامل ژن مورد نظر آلوده می‌شوند که در نتیجه ژن سالم توسط ویروس در سلول انسانی قرار داده می‌شود که این امر باعث تولید پروتئینی می‌شود که قبلا شخص بیمار قادر به تولید آن نبوده است و در نتیجه بیماری شخص درمان می‌شود علاوه بر ویروسها از سایر وکتورهای غیر ویروسی نیز استفاده می‌شود. لیپوزوم‌ها یکی دیگر از روشهای انتقال ژن به داخل سلولها هستند. لیپوزوم‌ها کره‌هایی هستند که در مرکز آنها ژن مورد نظر و در اطراف آن لایه چربی قرار دارد که در نتیجه قادر به عبور از غشاء سلولی و در نتیجه آزادکردن ژن در داخل سلول می‌باشند. روش دیگر استفاده از کمپلکس‌های پلی‌کاتیونی است که قادر به اتصال به ژن می‌باشد. مخلوط پلی‌مر و ژن قادر به فاگوسیته شدن توسط سلول می‌باشند که در نتیجه ژن به داخل سلول وارد و سپس بیان می‌شود. تحقیق بر روی دو روش آخر اخیرا مورد توجه بیشتری قرار گرفته است که عمده‌ترین دلایل آن معایب استفاده از ویروسها به عنوان وکتور است که شامل 1) امکان بروز بیماری ثانویه ناشی از وکتور ویروسی و یا قرار گرفتن ژن در محلی غیر از سلولهای مورد نظر و 2) تغییر ایجاد شده در بیمار معمولا دائمی است بدین معنی که بیان ژن در شخص به صورت دائم خواهد بود و در صورت غیر مطلوب بودن درمان، امکان بازگشت به حالت اولیه وجود نخواهد داشت. یکی از دیگر دلایل مهم که تحقیق بررسی استفاده از وکتورهای لیپوزومی و پلی‌کاتیونی را باعث شده است بحث اقتصادی فرآورده نهایی است.در دو روش فوق، ژن درمانی موقت است و بیمار مجبور به درمان در فواصل زمانی می‌باشد که در نتیجه برای شرکت‌های دارویی از جذابیت اقتصادی بیشتری برخوردار است. کاری که ما در این زمینه انجام دادیم این است که وکتورهای پلی‌کاتیونی را به کمپلکس‌هایی متصل کنیم، سپس DNA را با آنها مجاور کنیم، با توجه به این که DNA بار منفی دارد به پلی کاتیونی که بار مثبت دارد متصل می‌شود. سپس آن را در کنار سلول‌های انسانی یاحیوانی در محیط آزمایشگاه قرار می دهیم، که اصطلاحا عمل اتصال ژن به پلیمر را فاگوسیته کردن می‌گویند.یعنی این سلول دو جفتی که کنار آن قرار گرفته لایه‌ای تشکیل می‌دهد، سلول این کمپلکس را که بین ژن و پلیمر کاتیونی تشکیل شده به داخل خود منتقل می‌کند درحالی که ژن معمولی توانایی این انتقال را ندارد داخل سلول نیز با تجزیه شدن توسط آنزیم‌ها از کمپلکس مراقبت می‌شود. بنابراین کمپلکس فرصت پیدا می‌کند، در سلول به قسمت هسته محلی که ژن در آن مستقر است برسد و بیان شود بیان عبارت است از اکسپرس شدن یعنی در زمینه کاری که باید انجام دهد، شروع به فعالیت کند. مادر این زمینه پلیمری ساختیم از ترکیب پلی‌اتیلن ایمیل و دگسترانت این پلیمر توانسته است بیش از 35 درصد سلول‌های حیوانی به ژن مربوطه را بیان کند، درحالی که در روش‌های قبل از این اقدام معمولا 10 درصد سلول‌ها بیان می‌شد. مراحل مقدماتی این پژوهش انجام شده است و اقدامات تکمیلی آن در کشور در قالب طرح‌های پژوهشی انجام خواهد شد. در نهایت می‌خواهیم ترکیبی بسازیم که بتوانیم به وسیله آن ژن مورد نظر را به بیمار منتقل کنیم که این فرآورده بتواند ژن را با پلیمر ساخته شده مخلوط و یک فرآورده دارویی تهیه کند که ژن مورد نظر به سلول‌های بافت بیمار وارد و بیماری برطرف شود.

زیست گیاهی

 

                                      

دید کلی :

     گیاه شناسی شاخه ای از زیست شناسی است و همان طور که از نامش پیداست با گیاهان سر و کار دارد ، که چند نوع گیاه وجود دارد ؟ چگونه زندگی و رشد می کنند ؟ به چه نسبت به محیط اطراف خود واکنش نشان می دهند ؟ نسبت به چه امراضی حساساند و از همه مهمتر چه تاثیری بر زندگی انسان می گذارند ؟ مطالعه بیشتر ، دید روشن تری نسبت به وابستگی انسان به گیاهان و تاثیر زیادی که آن ها در منشا و پیشرفت تمدن داشته اند به دست می دهد و به مطالعه علمی گیاهان می پردازند . به طور قراردادی گیاه شناسان به بررسی تمامی موجودات زنده ای که عموما جز گونه های حیوانات محسوب نمی شوند می پردازند ،  یعنی موجودات زنده ای که ثابت بوده یا به پایه ای متصل اند ، هدف بررسی گیاه شناسان هستند . بنابراین پیشرفت های حاصل در دانش اقسام گوناگون حیات ، موجب ایجاد حوزه های دیگر مطالعات تخصصی جدا از گیاه شناسی برای این موجودات ( شبه گیاه ) شده است . امروزه رشته ای به نام قارچ شناسی به مطالعه قارچ ، میکروبیولوژی به بررسی ویروس ها و باکتری ها و رشته جلبک شناسی به بررسی جلبک ها می پردازد . امروزه موجودات زنده جز این سه گروه ( بیشتر قارچ ها ، جلبک ها ) دیگر در قلمرو گیاهان ، مورد بررسی قرار نمی گیرند ، اما هنوز هم توجه گیاه شناسان به آنها معطوف می باشد .

تاریخچه :

     بین کارهای آغازین مربوط به گیاه شناسی که تقریبا 300 سال قبل از میلاد مسیح نوشته شده دو رساله بزرگ توسط تئوفراستوس ( فیلسوف یونانی ) دیده می شود : درباره تاریخچه گیاهان و درباره اهداف گیاهان ، این دو کتاب روی هم بیشترین تاثیر را در دوران باستان و قرون وسطی در علم گیاه شناسی داشته اند . دیدس کوریدس نویسنده رومی شواهد مهمی بر دانش یونانیان و رومیان درباره گیاهان دارویی ارائه می دهد . رابرت هوک با استفاده از یک میکروسکوپ ایتدایی ، سلول را در چوب پنبه و اندکی بعد در بافت گیاه زنده کشف کرد . او با نگاه به یک برش باریکی از چوب پنبه نوشت : من توانستم تعداد بسیار زیادی منفذ و سوراخ در آن مشاهده کنم که بیشتر شبیه کندوهای عسل هستند . این روزنه ها یا سلول ها عمق زیادی نداشتند اما تعداد بسیار زیادی جعبه کوچک محسوب می شوند . فوچس لئونهارت نویسنده آلمانی ، کنراد جنسـرکولـپـپـر و جان جرارد نویسندگان انگلیسی ، یک کتاب گیاهی منتشر کردند که اطلاعاتی را درباره گیاهان دارویی ارائه می کرد .

نخستین گیاهان در زندگی بشر :

     گیاهان نه فقط برای ما غذا ، لباس و مسکن تهیه نمی کنند بلکه هوایی را که تنفس می کنیم از اکسیژن ، که بدون آن زندگی ممکن نیست محیا می سازند . بعضی از گیاهان ، نظیر باکتری ها ، موجب ایجاد امراض خطرناکی برای انسان و حیوانات می شوند . اما در عین حال آنتی بیوتیک ها ، نظیر پـنـی سـیـلـیـن و دیگر داروهایی که از گیاهان به دست می آیند به جلوگیری از انتشار این امراض کمک می نمایند . گیاهان برای به کار افتادن کارخانه ها نیرو تهیه می کنند و در بیشتر موارد ، مواد خام نظیر پنبه ، روغن ، موم ها ، لاستیک ها و چوب تولید می کنند که در ساخت فـرآورده های آن ها به کار می روند . اکثر کارگران جهان به وسیله کار با گیاهان و فـرآورده های گیاهی امرار معاش می کنند . از ابتدای تاریخ ، گیاهان به رفع نیازهای بشر کمک کرده و موجب پیشـرفـتـش شده اسـت . احتمالا یکی از مهم ترین اتفاقات در تاریخ تمدن ، کشف این پدیده بوده که بذرهایی که به داخل خاک می افتند رشد کرده و گیاهان غذا دهنده را تولید می کـنند . این موضوع ، انسان را ملزم به ماندن در یک محل به قدر کافی طولانی ، می کرد تا محصولات زراعی را برداشت کند و در تشکیل گروهای اجتماعی که به نوبه خود منجر به تقسیم کار می شد و منشا تجارت بود نقش مهمی را ایفا کند .

زیست گیاهی پایه چه علومی است ؟

     دانش عمومی از اشیایی که چنان قـسـمـت بزرگی از محـیـط ما را تشکیل می دهند و نقش چنان برجسته ای در زندگی ما ایفا می نمایند تا حد یک آموزش وسـیـع ضروری اسـت . برای دانشجویان کشاورزی ، بیولوژی ، جنگـلـداری و منابع طبیعی ، به طور کلی زیست گیاهی ، پایه ای است که دانش اختصاصی تر آن ها روی آن بنا شود .

رشته های زیست گیاهی :

     زیست گیاهی یکی از تقسیمات اصلی زیست شناسی ( علم زندگی ) است . برای سهولت مطالعه ، موضوع زیست گیاهی به چندین رشته مهم تـقـسـیـم گردیده است . این رشته ها عبارتند از :

1 ) تاکسونومی : یا سـیسـتماتیک گیاهی که با نام گذاری و تقسیم بندی گیاهان سر و کار دارد .

2 ) مورفـولـوژی گیاهی : شکل و سـاخـتـمان و توسعه آن ها همراه با روابط قسمت های گیاهان با یکـدیگـر را بررسی می کند و شامل مـطالـعـه آناتومی ، زیست شناسی سـلولی و امبریولوژی ( جنین شناسی گیاهی ) است .

3 ) فیزیولوژی گیاهی : موضوع این عـلـم مطالعه اعمال حیاتی گیاه ، فـرآیندهای رشـد و نمـو ، متابولیسم و روش های ازدیاد گیاهان است .

4 ) بیماری شناسی گیاهی : با امراض نباتی سر و کار دارد .

5 ) اکـولـوژی : عـلـم بررسی روابـط موجودات زنده با محـیـط اطرافـشان می باشد .

6 ) ژنتیک گیاهی : با مطالعه توارث در گیاهان سر و کار دارد .

7 ) مایکرولوژی : عـلـم مطالعه قارچ ها می باشد .

8 ) فیکولوژی : عـلـم مطالعه جلبک ها اسـت .

انواع مختلف گیاهان :

     یک گردش کوتاه ، داخل جنگل ها یا مزارع ، هنگام تابسـتان یا پاییز ، اختلافات وسـیعی را از نظر شکل و ساختمان در گیاهان آشکار می سازد . بعضی ، درختانی مرتفع هـسـتند و عده ای عـلـف هایی کوتاه می باشند ، بعضی گل های زیبا دارند و بذر تولید می کنند ، حال آن که عده ای ، نظیر سرخس ها به هـیچ وجه تولـید گل نمی کنند . اما به وسیله ساختمان هایی بسیار کوچک به نام اسـپورتکثیر می شوند . بعضی روی زمین بعضی در آب زندگی می کنند . این اختلافات وسـیع باعث شـده که گیاه شناسان گیاهان را در گروه های مختلفی تـقـسـیم کنند  و بر اساس شباهت ها و یا روابط بنیانی تمام گیاهان به چند گروه بزرگ تـقـسـیم می شوند .

1 ) ساده ترین این گیاهان ، باکتری ها هـسـتند که اکثرا تک سـلولی می باشـند . عـده ای از این باکتری ها موجـب امراض سخت در انسان ، حیوان و گیاه می شـوند ولی بسـیار دیگربرای انسان مـفـیدند .

2 ) قارچ ها مانند باکتری ها تماما فاقـد رنگیزه های کلروفـیل سـبز که لازمه زندگی مسـتقـل است ، می باشـند و از این رو باید غذای خود را از موجودات دیگر به دست آورند . برخی قارچ ها سبب امراض انسانی و حیوانی می شـوند و بسیاری نیز برای انسان مـفـیدند .

3 ) جلبک ها به صورت غوطه ور در آب یا در شرایط مرطوب می رویند و محتوی رنگیزه های نوری مانند کلروفـیل سبز می باشـند ، از این رو گیاهان مسـتقـلی هـسـتند که البته برخی تک سـلولی و برخی به صورت مجتمع می باشـند ، این گیاهان پایه غـذایی تمام جانوران آبـزی می باشـند و از این رو از اهـمـیت اقـتصادی بالایی برخوردارند .

4 ) خزه ها و پنجه گرگـیان ، گروهی از گیاهان را تشکـیل می دهـند که در محل های مرطوب سراسر جهان می رویـند و فـاقـد ریشه ، ساقه و برگ های حقـیقـی هـسـتند .

5 ) سرخس های معمولی و دم اسـبیان با داشـتن تنه های گیاهی کاملا متمایز از جلبک ها ، قارچ ها و پنجه گرگیان با خزه تفاوت دارند و دارای ریشه ، ساقـه و برگ های حـقـیـقی هـسـتند و سامانه آوندی کاملا مشخص دارند . ولی به دلیل عـدم تولید گـل، میوه یا بذر ، از گیاهان عالی متمایزند .

6 ) توسعه یافته ترین گیاهان با بزرگ ترین تغییرات ، گیاهان بذردار می باشـند . آن ها دارای ریشه ها ، ساقه ها و برگ های حـقـیـقی و یک سامانه آوندی کاملا توسعه یافته می باشـند ، هرچندمهم ترین صفـت ویژه در مورد آن ها این امر است که بذر ، تولید می کنند . اکـثرگـیاهان زراعی ، درختان، درخچه ها و گیاهان گـلـدار ، به این گروه تعلق دارند . گیاهان بذرداربه دو گروه اصلی بازدانگان و نهانداگان تـقـسـیم می شـوند . بازدانگان به وسـیله تولـیـد بـذر بـدون پوشـش ، مـشخص می شـوند یـعـنی بذرها در مـیوه محصورنمی شـود . نهـاندانگان ، دارای گل های کاملا توسعه یافـته اند و بذر های خود را در یک ساختمان محصور شده که میوه نامیده می شود تولید می کنند. اعضای این گروه ، بسـیار فـراوان و تمام گـیاهان گـلـدار معروف را در بر می گیرند . نهاندانگان به دو گروه مناسب کوچک تر تقـسـیم می شـوند : تک پله ای ها و دو پله ای ها .

ارتباط با سایر عـلوم

     گیاه شناسی دارای روابطگسترده با سایر علوم است . گیاه شناسی با جانور شناسی ، فـیزولـوژی گیاهی ، بیوشـیمی ، ژنتیک گیاهی ، کشاورزی و اکولـوژی گیاهی و اکولـوژی عـمومی رابطه دارد .