نسخه ژنتیک برای درمان بیماری‌ها

سومین کنگره بین‌المللی و پانزدهمین کنگره ملی انجمن ژنتیک ایران از 23 تا 25 اردیبهشت ماه 1397 در انجمن ژنتیک ایران با همکاری انجمن ژنتیک آلمان در سالن اجلاس سران با حضور دکتر رضا ملک‌زاده، معاون وزیر بهداشت برگزار شد. این کنگره با هدف ارائه آخرین دستاوردهای حوزه ژنتیک برگزار شد. ژنتیک انسانی، جانوری، گیاهی، سلول‌های بنیادی و اخلاق، جنایی و تبار شناسی در ژنتیک از مباحث تخصصی مطرح شده در این کنگره بود. استادان برجسته داخلی و خارجی از کشورهای ایتالیا، سوئیس، روسیه، هند، آمریکا و انگلیس در این کنگره حضور داشتند. در ادامه با برخی از تازه‌ترین دستاوردهای ژنتیک در گفت‌وگو با پژوهشگران حاضر در این کنگره آشنا خواهیم شد.

ژن‌درمانی مجموعه‌ای از روش‌های درمانی است که با هدف ترمیم و رفع معایب ژن‌ها، به درمان بیماری می‌انجامد. ژن‌ها توالی‌های اختصاصی هستند که ساختار پروتئین‌ها را رمزنگاری می‌کنند. در واقع پروتئین‌ها بسیاری از کارکردهای حیاتی بدن را انجام می‌دهند. اما با تغییر ژن‌ها که باعث می‌شود پروتئین‌ها کارکرد طبیعی خود را از دست دهند، انواع بیماری‌های ژنتیک به وجود می‌آید. ژن‌درمانی در واقع روشی برای تصحیح ژن‌های معیوبی است که باعث بروز بیماری‌ها شده‌اند.

دکتر رضا ملک‌زاده، معاون تحقیقات و فناوری وزارت بهداشت، با اشاره به دستاوردهای علم ژنتیک در دنیا و تلاش‌های انجام شده در این زمینه در ایران در حاشیه سومین کنگره انجمن ژنتیک ایران می‌گوید: تلاش‌ها در این عرصه باعث شده بتوان برخی بیماری‌های ژنتیک را با استفاده از اصلاح ژن درمان کرد. اتفاق مهمی که در چند سال اخیر در علم ژنتیک شاهد بوده‌ایم، این است که با تکنیک‌های پیشرفته در 15 سال گذشته، امروز می‌توان برخی بیماری‌های ژنتیک را با ژن‌تراپی یا همان اصلاح ژن درمان کرد. این روش اولین‌بار برای بیماران هموفیلی یا تالاسمی با یک روش ساده امکان‌پذیر شده است؛ به طوری که با فرستادن یک ویروس به بدن فرد بیمار، نقص ژنتیک اصلاح می‌شود. امروز با استفاده از علم ژنتیک، 300 میلیون نفر در جهان که دارای ناتوانی‌هایی هستند معالجه می‌شوند. با وجود این، چنین روش درمانی به شرطی اتفاق می‌افتد که فرد بیمار یک ژن دارای اشکال داشته باشد.

دستاوردهای پروژه ژنوم مرجع در کشور

اولین نسخه ژنوم مرجع ایرانیان اواخر سال گذشته با هدف آشکارسازی ارتباط یا دخالت تغییرات در توالی‌های کدکننده ژن‌های انسان در ابتلا به یک بیماری رونمایی شد. توالی ژنومی بهترین مرجع برای تشخیص و مقایسه نقص عملکرد ژن و ایجاد انواع بیماری‌هاست که به سبب تنوع قومیتی و تبادل ژنتیک در طول تاریخ در جمعیت‌های مختلف، متفاوت است. فاکتورهایی مثل تعدد قومیت‌ها و نرخ بالای ازدواج فامیلی از جمله تفاوت‌های ژنوم مرجع برای جمعیت‌های مختلف است. مهم‌ترین دستاوردهای قابل پیش‌بینی این نسخه، بسترسازی برای مطالعات ژنتیک پزشکی، تحلیل داده‌های کلان ژنوم انسانی، توانمندسازی متخصصان داخلی و در نهایت سرعت بخشیدن به تحقیقات در جهت ارتقای سلامت جامعه است.

پروژه ژنوم انسان با هدف توالی یابی ژنوم انسانی موجب توسعه فناوری، کاهش هزینه و افزایش کیفیت خوانش دی‌ان‌ای می‌شود. دکتر محمود تولایی، رئیس انجمن ژنتیک ایران درباره اهمیت طرح ژنومیک ایران در ارتقای سلامت جمعیت به جام‌جم می‌گوید: ژنومیک به کاهش بروز بیماری‌های شایع و پرهزینه کمک می‌کند و با هدف قرار دادن افراد در معرض خطر و کاهش بروز بیماری‌های شایع، به واسطه غربالگری، نقش مهمی بازی خواهد کرد. در پروژه بین‌المللی پروتئوم انسانی (Human Proteome Project) که سازمان HUPO (سرواژه Human Proteome Organization) آن را سازماندهی کرده است، هدف تحقق بخشیدن به درک ما از پروتئوم انسان به کمک تلاش و همکاری بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی در سراسر جهان است. گفتنی است به همه پروتئین‌هایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان می‌شود، پروتئوم آن سلول گفته می‌شود و این پروتئوم است که فاصله بین ژنوم و مکانیسم مولکولی رفتار سلولی را پر می‌کند.

دکتر تولایی ادامه می‌دهد: تلاشی که تا امروز انجام شده است، در کنار پروژه پروتئوم انسانی و پروژه ژنوم انسانی، ما را یک قدم به پاسخ این سوال که بدن ما چگونه کار می‌کند، نزدیک‌تر کرده است. در حال حاضر، پروژه اکسپوزوم (Expo some) افق جدیدی باز کرده است و به‌عنوان یکی از پروژه‌های پیشرو در مرز دانش در حوزه سلامت انسان در نظر گرفته می‌شود. پروژه اکسپوزوم، از نظر مفهومی و عملی دیدگاه جامعی در ارتباط با بیماری و سلامت انسانی فراهم می‌کند. این پروژه، نحوه برخورد ما با رژیم‌های غذایی، سبک‌های زندگی و سایر رفتارهای انسانی را در بر می‌گیرد. همچنین درباره چگونگی پاسخگویی بدن ما به این چالش‌ها داده‌هایی ارائه می‌کند.

فهرست جامع تنوع ژنتیک انسان

پروژه ژنوم 1000 یکی دیگر از پروژه‌های تحقیقاتی بین‌المللی برای فراهم کردن فهرستی جامع از تنوع ژنتیک انسان است. یکی از اهداف مهم این فهرست کشف عوامل تاثیرگذار در بیماری‌های با عامل ژنتیک در انسان است.این پروژه در مرحله بین‌المللی در چند بخش و روی 26 زیرجامعه ژنتیک متشکل از پنج جامعه بزرگ شرق آسیا، اروپا، آفریقا، آمریکا و آمریکای جنوبی انجام شده است و می‌تواند ابزار ارزشمندی برای بسیاری از زمینه‌های علوم زیستی از جمله ژنتیک، پزشکی و داروسازی باشد.

رئیس انجمن ژنتیک ایران درباره دیگر پروژه‌های در حال انجام در این زمینه در ایران می‌افزاید: در حال حاضر پروژه ژنوم انسان به عنوان یکی از شاهکارهای بزرگ اکتشاف شناخته می‌شود و در علم و پزشکی انقلابی به پا کرده است. همین‌طور پروژه فهرست جامع تنوع ژنتیک انسان (HAPMAP) و ژنوم 1000 تلاش‌هایی است که به ما در شناخت تنوع در جمعیت‌ها کمک می‌کند. برای مثال از مزیت‌های پروژه ژنوم 1000، تکامل روش‌های توالی‌یابی و نیز کاهش هزینه‌های خوانش توالی ژن‌هاست. این نخستین پروژه برای ارزیابی ژنوم افراد زیادی از جمعیت‌ها بود تا منابع جامع در تنوع ژنتیک انسان ارائه شود. در حالی که توالی ژنوم انسان ما را با تعداد ژن کدکننده پروتئین غافلگیر کرد، اما اساسا دیدگاه ما را در مورد ژن تغییر نداد. زیرا پیش‌بینی می‌شد انسان نهایت تا صدهزار ژن داشته باشد. در مقابل الگوهای پیچیده تنظیم پراکنده و رونویسی فراگیر که در پروژه ENCODE کشف شده است، همراه با حفاظت غیرژنتیک، تصور از ژن را به چالش کشیده است.

پزشکی مولکولی، راهی برای پیشگیری از بیماری‌های ژنتیک

دانش ژنتیک با آگاهی از ژنوم انسانی زمینه‌ساز توسعه روش‌های تشخیصی در حوزه سلامت شده است. به طوری که در حال حاضر 400 نوع بیماری ژنتیک در کشور به این روش تشخیص داده می‌شود. همچنین از آنجا که بحث پیشگیری در پزشکی امروز اهمیت بالایی دارد، پیش‌بینی می‌شود پزشکی مولکولی تا ده سال آینده جایگزین مناسبی برای پزشکی متداول شود. به این روش می‌توان پیش از ظهور بیماری، استعداد فرد در مبتلا شدن به انواع اختلالات و بیماری‌ها را شناسایی و اقدامات لازم را برای پیشگیری انجام داد.

تولایی با بیان این که حدود 40 درصد بیماری‌های ژنتیک در کشور ما ارثی است، می‌افزاید: اصولا انتقال این بیماری‌ها از پدر و مادر صورت می‌گیرد که می‌توان با افزایش آگاهی و مشاوره ژنتیک حداقل 50 درصد بیماری‌های ژنتیک را مدیریت کرد تا از تولد نوزادان دچار نقص عضو جلوگیری شود. این در حالی است که امروزه با توسعه دانش ژنتیک تولد فرزندان با عارضه تالاسمی در کشور متوقف شده است.

با وجود این باید تاکید کرد ژن درمانی نتیجه 10 تا 15 سال فعالیت جدی در عرصه‌های جهانی است که نیازمند طی‌کردن مسیرهای مختلف برای اطمینان از آثار مفید آن هستیم. اولین بار در سال 1396/ 2017 یک مورد ژن درمانی در دنیا مجوز گرفته است و در ایران نیز ظرفیت‌های علمی برای ارتقای این دانش فراهم است؛ به طوری که می‌توانیم با هدف‌گذاری تا پنج سال آینده حاصل بهره‌برداری عملیاتی ژن درمانی را در کشور شاهد باشیم.

حفاظت از ذخایر ژنتیک در حوزه گیاهی

مراکز ذخیره ژنتیک و زیستی ایران، از جمله مراکز ژنتیک هستند که با هدف گردآوری، تعیین هویت، کنترل کیفی، طبقه‌بندی، ثبت، نگهداری و تکثیر انواع میکروارگانیسم‌ها و سلول‌های قابل کشت مثل باکتری، قارچ، ویروس و سلول‌های گیاهی تاسیس شده‌اند. شناسایی و ثبت گونه‌های بومی ایران، تعیین توالی ژنوم مثل تعیین توالی کامل ژنوم باکتری‌های بومی ایران و انجام انواع پروژه‌های حفاظتی و پژوهشی از گونه‌های گیاهی بومی از جمله دستاوردهای این مراکز است.

رئیس سومین کنگره بین‌المللی و پانزدهمین کنگره ملی ژنتیک ایران با تاکید بر توجه ویژه به تجهیز سایر مراکز پیشرو در حوزه ژنتیک در کشور ادامه داد: گرچه استفاده از بعضی از کیت‌ها و تجهیزات آزمایشگاهی به دلیل تحریم‌ها با مشکلاتی مواجه است، اما در حال حاضر دانشمندان جوان کشور، دستگاه‌ها و کیت‌هایی را در دست تولید دارند که می‌تواند با رفع موانع پژوهشی به ارتقای پژوهش‌ها در همه زمینه‌های ژنتیک کمک کند.

در تهران و سایر استان‌های بزرگ کشور ظرفیت‌های بالایی در ذخایر ژنتیک در حوزه گیاهی وجود دارد که سرمایه بزرگی برای کشور و قابل مقایسه با کل ذخایر ژنتیک گیاهی اروپا است. به دلیل خشکی زمین و شوری آب در مناطقی مثل کویر لوت و استان‌های هرمزگان، بوشهر و سیستان و بلوچستان، این مناطق با مشکلات کشاورزی روبه‌روست که با مهندسی ژنتیک و انتقال ژن مقاوم به شوری در گیاهان می‌توان این مسائل را تا حدودی مدیریت کرد.

فناوری‌های نسل بعدی در حوزه ژنتیک

فناوری‌های نسل بعدی توالی‌یابی (NGS) و کریسپر (CRISPR) به عنوان دو فناوری کلیدی، ما را برای درک بهتر تفسیر ژنوم انسانی و استفاده در روش‌های درمانی هدفمند، توانمند می‌کند. به گفته رئیس انجمن ژنتیک ایران ما عصر خوانش ژنوم را پشت سر گذاشتیم و اکنون وارد عصر نوشتن ژنوم شده‌ایم. اگرچه توالی‌یابی، تجزیه و تحلیل مربوط به آن و ویرایش دی‌ان‌ای با سرعت بسیار بالا در حال پیشرفت است، اما توانایی ما در ساخت توالی‌های دی‌ان‌ای به صورت بخش‌های کوتاه در سلول‌ها محدود می‌شود که در نتیجه توانایی ما را در درک سامانه‌های زیستی محدود می‌کند.

دکتر تولایی در این باره ادامه می‌دهد: پیشرفت‌های فناوری در سال‌های اخیر، پیشرفت‌هایی انقلابی در این حوزه بوده است. به عنوان مثال، سنتز قطعات ژن از کل ژنوم، سنتز کامل ژنوم و تکنیک کریسپر به عنوان فناوری ویرایش ژنی از جمله پیشرفت‌های قابل توجه فناوری‌های ژنتیک است. به نظر می‌رسد سنتز ژنوم در مقیاس انسانی به طور فزاینده‌ای امکان‌پذیر شده است، در چنین شرایطی، تلاش علمی هماهنگ برای درک، بحث و استفاده از فناوری‌های مهندسی ژنوم، ضرورت جدی پیدا کرده است. پیش‌بینی می‌شود ژنومیک در ارتقای سلامت جمعیت با هدف قرار دادن افراد در معرض خطر و کاهش بروز بیماری‌های شایع، پرهزینه و پیچیده، به واسطه برنامه‌های بالقوه از طریق غربالگری، پیشگیری و تصمیم‌گیری درمانی، نقشی مهم و غیرقابل انکار داشته باشد. ما امروز بیش از هر زمان دیگری در ژنتیک دارای درک بهتر از ساختارهای زیستی هستیم و با ایجاد همکاری‌های منسجم علمی و بین‌المللی می‌توانیم از کشورهای پیشرو در این حوزه باشیم.