بزرگترین انقلاب قرن در دست ژنها

امروز شاید این اتفاق همچنان کمی ‌فانتزی به نظر برسد ولیکن با پیشرفت‌های یک دهه گذشته در حوزه ژنتیک از شناسایی ماهیتDNA به عنوان عامل فعال توارث گرفته تا آشکارسازی ساختمان مولکولیDNA و کروموزوم‌ها و تعیین رمز کامل ژنوم انسان و البته تاسیس بانک ذخیره ژنتیک انسانی در اتحادیه اروپا و البته به دنبال آن در سایر کشور‌های پیش‌رو در زمینه مهندسی ژنتیک، در آینده‌ای نه‌چندان دور شاهد انقلابی در وارد کردن دانش ژنتیک و ژنوم به حوزه سلامت عمومی ‌و کار پزشکی و البته زندگی معمول زندگی مردم به عنوان پیش شرط اساسی برای حفظ سلامت خواهیم بود. مقوله مهندسی ژنتیک، پیوند‌های سلولی و البته سلول‌های بنیادی که خود پایه اصلی پیشرفت‌های حوزه زیست فناوری و بیوتکنولوژی را تشکیل می‌دهند نه فقط از آن رو که از بزرگ‌ترین دستاوردهای علمی ‌در قرن حاضر به شمار می‌روند اهمیت دارند بلکه به این خاطر نیز که از دستاوردهای برجسته محققان پر مغز ایرانی در سال‌های اخیر به شمار می‌روند نیز از جایگاه ویژه‌ای برخوردارند؛ جایگاهی که می‌تواند ما را همگام با کشورهای پیشگام در این عرصه، قبل از آن که دیر شود، مطرح کند. اگر امروز انگلیس در آستانه راه‌اندازی بزرگ‌ترین بانک ذخیره ژنتیک انسانی در اتحادیه اروپا قرار دارد ما نیز می‌توانیم با تداوم تلاش‌هایمان شاهد بزرگ‌ترین بانک ژن با تنوع بی‌نظیر در منطقه باشیم...

ژن، ارثیه خوب و بد آبا و اجدادی

ژن‌ها عامل وراثت هستند. آرایش ژنتیکی یک موجود زنده (ترکیب ژن‌های آن)، تعیین‌کننده مشخصات آن، مانند رنگ چشم‌های یک جانور یا بوی گل یک گیاه است. بیشتر ژن‌ها اطلاعات مربوط به ساخت پروتئین‌ها را در بر دارند و معمولا در توالی‌های مولکولDNA ذخیره می‌شوند. ژن‌های برخی ویروس‌ها بصورتRNA ذخیره می‌شود. برای این‌که یک ژن بتواند اثر خود را نمایان سازد باید ابتدا به پروتئین ترجمه شود. ترجمه ژن‌ها با واسطه ماکرومولکول‌های دیگری به نام RNA انجام می‌شود.

وجود اشکال جایگزین یک ژن در جمعیت، پیدایش فنوتیپ‌های مشابه بوجود آمده از جهش و تنوع در جایگاه‌های ژنی مختلف، اهمیت تعاملات ژنی و تلفیق آن با شرایط محیطی در پیدایش بیماری، نقش جهش ژنی در سرطان و پیری، مقدور بودن تشخیص پیش از تولد و امیدواری در زمینه ژن‌‌درمانیهای قوی از مباحثی هستند که امروزه در تمام کارهای پزشکی نفوذ پیدا کرده‌اند و در آینده نیز نقششان بسیار پر رنگ‌تر خواهد شد.

مهندسی ساختمان‌های ژنی

ژن‌ها رمزهای شیمیایی بنیادی هستند که طبیعت فیزیکی موجودات زنده را تعیین می‌کنند. ژن‌ها مسوول ساختDNA هستند وDNA کنترل کننده سلول است که نحوه گسترش سلول را در تمام جهات تعیین می‌کند.

مهندسی ژنتیک یا Biotech روابطی است که منجر به ایجاد تغییر در ماده ژنتیکی (DNA )موجودات به روشی می‌شود که هرگز در طبیعت رخ نمی‌دهد زیرا نه انتخاب طبیعی و نه موتاسیون در به وجود آمدن این تغییرات نقش ندارد بلکه آنچه ما انجام می‌دهیم باعث پدید آمدن ژن‌های طراحی شده می‌شود که با توجه به اثرات کوتاه‌مدتشان ممکن است ظاهرا مفید باشد، ولی از اثرات طولانی مدت آنها واقعا بی‌اطلاعیم. دستکاری ژنتیکی مواد غذایی شامل وارد کردن ژن‌های موجودات زنده به دیگر موجودات می‌باشد که این روش برای بالابردن مقاومت گیاه در برابر علف‌کش‌ها، کم کردن خسارات ناشی از سرمازدگی یا زیاد کردن سرعت رشد آنها انجام می‌شود. در نتیجه گونه جدیدی ساخته می‌شود. به عقیده بسیاری از صاحب نظران مهندسی ژنتیک نه تنها گامی ‌در جهت بهبود وضعیت بشر امروزی نیست بلکه در تضاد کامل با تنوع زیستی است.

تحولی در عرصه درمان بیماری‌ها

بیماری‌های ژنتیکی را می‌توان در سطوح متعدد در مراحل گوناگون دور از ژن جهش یافته درمان کرد. فناوریDNA نو ترکیب، مد نظر قرار دادن بیماری‌های ژنتیکی در بنیادی‌ترین سطح، یعنی ژن را امکان‌پذیر کرده است. یکی از این روشهای درمانی، ژن درمانی است. هدف از ژن درمانی، بهبود بخشیدن به سلامت بیمار از طریق اصلاح فنوتیپ جهش یافته است. برای این منظور، تحویل ژن طبیعی به سلول‌های پیکری (نه زاینده) لازم است. وارد کردن یک ژن به داخل سلول‌های پیکری ممکن است به 3 منظور لازم باشد.

امکان دارد ژن درمانی قادر به جبران کردن یک ژن جهش یافته سلولی که نوعی جهش از دست‌‌دهنده عملکرد دارد، باشد. از سوی دیگر می‌توان ژن‌درمانی را برای جایگزینی یا غیر فعال کردن یک ژن جهش یافته غالب که فرآورده غیرطبیعی آن موجب بیماری می‌شود انجام داد. به علاوه گسترده‌ترین کاربرد احتمالی ژن درمانی می‌تواند برای 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.

ژنتیک پزشکی متحول می‌شود

این نظر که ژنتیک پزشکی صرفا مربوط به توارث خصوصیات جزئی، سطحی و نادر است، جای خود را به درک نقش اساسی ژن در فرآیندهای پایه زندگی داده است. ژنتیک پزشکی و ژنتیک انسانی، در خط مقدم تحقیقات پیرامون تنوع و توارث انسان‌ها قرار دارند، در حالی که در پیشرفت سریع زیست‌شناسی مولکولی، بیوشیمی ‌و زیست‌شناسی سلولی نیز نقش دارند و از آن بهره می‌برند. بویژه، در دهه آخر قرن 20 و شروع قرن 21 شاهد آغاز پروژه ژنوم انسانی بوده‌ایم که تلاش هدفمند در جهت تعیین محتوای کامل ژنوم انسان است.

ژنوم به زبان ساده به صورت مجموعه اطلاعات ژنتیکی گونه ما که در هر یک از سلول‌های هسته‌دار بدن رمزگردانی می‌شود، تعریف می‌گردد. همگام با سایر موضوعات زیست‌شناسی نوین، پروژه ژنوم انسانی از طریق فراهم‌سازی بینش اساسی در مورد بسیاری از بیماری‌ها و پیشبرد تکامل ابزارهای تشخیصی به مراتب بهتر، اقدامات پیشگیری‌کننده و شیوه‌های درمانی در آینده نزدیک، در حال متحول کردن ژنتیک پزشکی و انسانی است. آگاهی از توالی کامل، به نوبه خود شناسایی تمام ژن‌های انسان را مقدور می‌سازد و نهایتا تعیین این موضوع را که چگونه تنوع در این ژن‌ها در ایجاد سلامت و بیماری نقش دارد، امکان‌پذیر می‌سازد.

ذخیره بزرگی از اطلاعات ژنتیکی در اروپا

تلاشی که از چند سال پیش در انگلیس برای تاسیس بانک ذخیره ژنتیکی آغاز شده بود به هدف نهایی خود نزدیک می‌شود. کما این‌که دانشمندان اروپایی هم اکنون در صددند تا درباره مقررات ذخیره مواد ژنتیکی به دست آمده از شهروندان منطقه اتحادیه اروپا به توافق برسند. اروپا پیش از این انبار بزرگی از بافت‌ها وDNA اهدایی داشته است. بانک ژنتیکی که در بریتانیا دایر بوده است یکی از این انبارهاست.

بانک مواد ژنتیکی انسانی در اروپا، انباری خواهد بود برای نگهداری نمونه‌هایی از خون، بافت و دی‌ان‌ای کسانی که در اتحادیه اروپا زندگی می‌کنند. هدف از اجرای این طرح، دادن امکان به کشورهای عضو اتحادیه اروپاست که به نمونه‌های ژنتیکی انسانی جمعآوری شده در این منطقه دسترسی گسترده داشته باشند. تشکیل این بانک ژنتیکی همچنین باعث می‌شود که شرکت‌های دارویی و محققان کشورهای عضو نیز به این منبع ژنتیکی عظیم دسترسی داشته باشند. حامیان بانک مواد ژنتیکی انسانی می‌گویند که ذخیره‌ای که در این بانک نگهداری خواهد شد به تولید داروهای جدید برای امراضی مانند سرطان سرعت می‌بخشد. اما منتقدان این طرح از تاثیری که چنین ذخیره‌ای برحریم خصوصی افراد و آزادی فردی خواهدگذاشت، ابراز نگرانی کرده‌اند.

مرجعی برای کشف نژادهای گوناگون زیستی

شاید یکی از جالب‌ترین اقدامات در راستای ایجاد یک بانک اطلاعاتی ژنتیکی گردهمایی گروهی از دانشمندان از حدود 50 کشور برای نظارت بر ایجاد یک بانک اطلاعاتی جهانی برای تکه‌های ریز اطلاعات ژنتیکی بوده است.

این کار که DNA barcoding نام دارد، به دانشمندان امکان می‌دهد برای تشخیص یک گونه یا نژاد از روی نمونه بافت یا قطعه‌ای از اطلاعات ژنتیکی، تنها یکی دو ساعت زمان در آزمایشگاه و هزینه‌ای معادل 2 دلار مصرف کنند.

حتی سازمان نظارت بر مواد غذایی و داروییFDA‌‌، این پروژه را به عنوان روشی عالی برای بازرسی و ردیابی موارد مشکوک و خطرناک درنظر گرفته است.برای مثال با کمک این بانک اطلاعاتی می‌توان گونه‌های ماهی خوراکی از انواع سمی ‌و غیر‌خوراکی را تشخیص داد.حتی سازمان فدرال اداره امور هواپیماییFAA و نیروی هوایی امیدوارند که این اطلاعات بتواند در تشخیص و شناسایی پرندگانی که مستعد تصادف با هواپیما هستند کمک فراوانی کند.سازمان ملی اداره امور اقیانوسی و جوی نیز این برنامه را به عنوان روشی برای ردیابی ماهی‌های تجاری و کاستن از کشته شدن ماهی‌های ناخواسته‌ای که به دام می‌افتند مناسب دانسته است.

بانکی سرشار از بارکدهای ژنتیکی

بعد دیگری از ایجاد یک بانک ذخیره اطلاعات ژنتیکی با تعیین بارکد‌های ژنتیکی شکل گرفته است، زیرا شباهت بسیاری به بارکد کالاهایی دارند که در فروشگاه‌ها اسکن شده و توسط دستگاه مخصوص خوانده می‌شود. اما در گیاهان و جانوران، اسکنر برای تشخیص گونه جاندار، به ترتیب خاص قرارگیری 4 بلوک اصلی سازنده DNA توجه می‌کند. کاربران می‌توانند به طور رایگان و آزادانه به مخزن مواد ژنتیکی بایگانی شده که به طور مشترک توسط سازمان‌های آمریکایی، اروپایی و ژاپنی اداره می‌شود، دسترسی داشته باشند.

شرکت‌های داروییاصلی‌ترین حامیان تجاری

شرکت‌های عظیم دارویی از تشکیل بانک اروپایی مواد ژنتیکی انسانی استقبال کرده‌اند چون به آنها فرصت می‌دهد داروهای جدید خود را در بخش‌های مختلفی از جمعیت اروپا آزمایش کنند. در واقع بانک مواد ژنتیکی انسانی ساز وکاری را برای هر فرد فراهم می‌آورد که بتوان بسته به ساختار جسمی‌ و محیطی او، درمان و دارویی مخصوصش را ساخت.

در همین راستا دکتر ابوالحسن شاهزاده‌فاضلی، رئیس مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران می‌گوید: با رشد صنعت بیوتکنولوژی و زیست‌‌‌فناوری طی سال‌های اخیر، منابع درآمدی بزرگی در اختیار شرکت‌های دارویی قرار گرفته است؛ شرکت‌هایی که پایه اصلی تحقیقات و آزمایشهایشان برای تولید داروهای زیستی، ذخیره‌های ژنتیکی گیاهی (بذر)، جانوری (میکروارگانیسم‌ها، باکتری‌ها و قارچ‌ها) و ژن‌های انسانی هستند. در این راستا کشورهایی که موفق شوند به درمان‌های دارویی جدیدی دست پیدا کنند سهم بیشتری از این بازار درآمدی چندین میلیارد دلاری را کسب خواهند کرد. در واقع شاهرگ حیاتی رشد صنعت زیست فناوری امکان انجام آزمایش روی گونه‌های ژنتیکی متنوع است که بانک‌های ذخیره ژنتیکی این فرصت را فراهم می‌آورند.

راه‌اندازی مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران

راه‌اندازی مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران قدم بزرگی است که از بیش از یک سال پیش در کشور با هدف خودکفایی در تامین منابع زیستی مورد نیاز برداشته شده است.

دکتر شاهزاده‌فاضلی ریاست این مرکز می‌گوید: این مرکز با هدف کمک به پیشرفت کشور در حوزه‌ زیست‌ فناوری راه‌اندازی شده است و می‌تواند با تداوم و توسعه فعالیت‌های خود به عنوان یک سرمایه ملی و برخورداری از منابع متنوع ژنتیکی بی‌نظیر در منطقه و حتی دنیا به خودکفایی کشور در تامین منابع زیستی منتهی شود. چرا که اساس فعالیت‌های تحقیقاتی در بسیاری از حوزه‌های جدید پزشکی، داروسازی، مطالعات زیست فناوری و علوم سلولی مولکولی و همچنین استفاده از باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌های مختلف در کشاورزی، صنعت و...، دسترسی به منابع زیستی از قبیل ژن‌ها و سلول‌هاست و در واقع اهمیت چنین منابعی برای حوزه راهبردی زیست فناوری، همسنگ اهمیت مواد اولیه‌ای مثل آهن و فولاد و مس برای صنایع است و بنابراین در صورت نبود چنین بانک‌هایی امکان پیشرفت جدی در عرصه زیست فناوری برای کشور وجود نخواهد داشت.

کمااین‌که در صورت نبود یک مرکز مرجع ذخایر ژنتیکی و زیستی در کشور، پژوهشگران و مراکز تحقیقاتی کشور برای مطالعات خود مثلا بررسی روی یک ژن خاص نیازمند تهیه منابع لازم از خارج کشور هستند که مستلزم صرف هزینه و وقت فراوان بوده و گاهی به دلیل تحریم‌ها از فروش آنها به محققان ایرانی هم جلوگیری می‌شود.

اکوسیستم‌های در خطر

شواهد زیادی وجود دارد که نشان می‌دهد مهندسی ژنتیک به اکوسیستم خطر تازه‌ای وارد می‌کند، زیرا باعث تهدید تنوع زیستی، حیات‌وحش و کشاورزی پایدار می‌شود. منتقدان فناوری زیستی(Biotech )معتقدند موجودات طراحی شده به وسیله مهندسی ژنتیک که به محیط وارد می‌شوند ممکن است تغییرماهیت داده و به موجودی تبدیل شوند که هیچ‌گاه نتوان جلوی آن را گرفت. مهم‌ترین مشکلی که مهندسین ژنتیک و محصولاتش برای محیط‌زیست ایجاد می‌کنند این است که وقتی این محصولات یا موجودات در محیط رها می‌شوند دائما در برخورد با اکوسیستم‌ها هستند.

مشکل بالقوه دیگر آن‌که ویروس‌ها به ماده ژنتیکی میزبان خود تجاوز می‌کنند و معمولا آن را متلاشی کرده و ویروس‌های جدید آنها را دوباره به هم وصل می‌کنند. وقتی این اتفاق در خارج از آزمایشگاه می‌افتد ویروس جدیدی از ژن‌های دستکاری شده تشکیل یافته بوجود می‌آید، وقتی این ویروس‌ها پراکنده می‌شوند چون طبیعی نیستند و در طبیعت هم دشمن ندارند خطرناکند و ممکن است باعث ایجاد بیماری جدید و مرگ و میر موجودات زنده شوند.

بایدها و نبایدها در ژنتیک پزشکی

با شروع پروژه ژنوم انسانی در ایالات متحده، کنگره آمریکا، معضلات اخلاقی آسیب‌پذیری جدی جامعه بر اثر استفاده نادرست از این دانش بسیار توسعه‌یافته ژنتیک انسانی را شناسایی کرد. کنگره کاربرد بخشی از بودجه پروژه ژنوم انسانی آمریکا برای حمایت از تحقیقات و آموزش در زمینه‌های اخلاقی، قانونی و اجتماعی(EISI )این پروژه را الزامی‌ ساخت. برنامه‌های مشابهی در کشورهای دیگر نیز وجود دارند. تلاشEISI در جهت مطالعه اثر دانش به‌دست آمده از پروژه ژنوم انسانی در بسیاری از حوزه‌ها مانند کار، طب و سایر حرفه‌های مراقبت بهداشتی، وضع و ارائه سیاست عمومی‌، قانون و آموزش است.

دکتر ناصر اقدمی، ‌رئیس مرکز سلول درمانی پژوهشکده رویان در ارتباط با نگرانی‌های مطرح شده از سوی منتقدان اروپایی در ارتباط با تبعات منفی راه‌اندازی بانک ژنتیک می‌گوید: این دیدگاه‌ها غالبا برای ممانعت کشورهای جهان سوم از دسترسی به علوم و تکنولوژی‌های نو ارائه می‌شود، در حالی که مسلما آنها خود به ساز و کارهای قانونی جهت جلوگیری یا به حداقل رساندن سوء استفاده از اطلاعات ژنتیکی افراد دست پیدا می‌کنند. آنچه مسلم است ما نباید مرعوب این دیدگاه‌ها شویم و باید هرچه سریع‌تر تا پیش از آن‌که این کشورها ممانعت‌هایی را برای کشورهای جهان سوم ایجاد کنند به این این علوم دست پیدا کنیم. در غیر این صورت ما مصرف‌کنندگان صرف آنچه خواهیم بود که آنها به بهای گزافی می‌خواهند به ما بدهند.

البته نمی‌توان منکر شد که مباحث ژنتیک مسلما با پیشرفت‌های شگرف خود در آینده استفاده‌هایی را از سوی افراد و شرکت‌های سودجو به همراه می‌آورد که شرکت‌های بیمه‌ای یا سیستم‌های نظامی‌ و امنیتی می‌توانند در زمره سوءاستفاده‌کننده‌ها باشند.

پونه شیرازی