صفحه 1:
صفحه 2:
ژن درمانی, يك روش اميد بخش برای درمان بیماری های لاعلاج از جمله سرطان و تقصهای ژنتیکی به شمار میآید. اصلیترین مساله
محدودکنده کارآیی اين روش درون موجود رتنه دشوارى جر SUE مولکولهای بزرگ آسیپذیر و دارای بار متفی دیان. | به داخخل
هسته سلولها است که جنبه های ایمنی زیستی استفاده از این روش را با مخاطره مواجه میکند. کلید موفقیت در ژن درمانی ابداع
ابزارهای حمل کننده مطمتن و کارآمد از لحاظ ایمنی زیستی برای انتقال ماده وراثتی است. حامل های ویروسی به علت راندمآن بال
ال ماده وراثتى, از پرکاربردترین حامل ها در ژٍن درمانی بشمار میآینده اما اين ناقلين میتوانند جرقه واکنش های ایمنی خطرناکی
در بدن موجود زنده بزنند. در حال حاضر پژوهشگران تلاش میکنند جایگزین های مطمئنتر و ارزانتری را ایجاد کنند
صفحه 3:
ژن ترایی بوسیله وکتور آدنو ویروس
8ه اع ممعم
قن سني يس قير مسري يه ساو مقلم ع SD sap en sao tee Srp ll Sac Bee ين براي
تونيد ون طراحى هده امات كه آدنوويروس 0106 رابه حسته سلول وارد مى كتدء اما 6804 به کروموزوم
متصل تست
صفحه 4:
دو نوع اساسی ژن درماني وجو
somatic gene therapy « germline therapy
Germline gene therapy”
با استفاده از این تکنیک می تواند ین های طبيعى. انسانه را
تخمک ها یا اسپرم وللدین یا تخمک بارور شدميا جنين اوليه
فیزندان وارد کند
somatic gene therapy”
<5 .Germ line gene therapy خلاف *
درمتي در ۸
2
۱
Human
١
gene therapy =) a
somatic cells
targeted
not
germline
cells
all cells
targeted
including
germline
cells
صفحه 5:
صفحه 6:
ژن درمانی سوماتیک را می توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد:
eX vivo
که به معنای ژن درمانی درخارج بدن است (جایی که سلول ها در خارج از بدن اصلاح مى شوند و دوباره به داخل ببوند مى شوند).
در برحی از آزمایشات بالینی ژن درمانی, سلولهای خون یا مغز استخوان بیمار خارج و در آزمایشگاه رشد می کنند. سلول ها در
معرض ویروسی قرار دارند که حامل ژن مورد نظر است.
in vivo
که به معنای ژن درمانی در داخل بدن است (جایی که ژن ها در سلول های بدن هنوز تغییر می کنند. این شکل از ژن درمانی در
داخل بدن نامیده می برا ژن به سلول های داخل بدن بیمار منتقل می شود.
‘rec DeuveRY ‘CEU-EASEO xu
Stemcets م
مدرم پا ات .4
وم اسب
ie J we سس
صفحه 7:
ژن درعانی سوماتيك به دو دسته تقسيم میشود
Somatic Gene
Therapy
Viral vectors Non-viral vectors
Naked/sheathed DNA
© Adenovirus 5
. 5 © Electroporation
© Adeno-associated virus © Liposomes (includiny
© Retrovirus/Lentivirus ی
© Herpes virus AES
© Measles
2 7 © Bacteriophages
© Newcastle disease virus
© Virus-like particles
© Etc.
© Etc.
صفحه 8:
Endocytosis &
4
Core release
Reverse
ranscription
‘Transport
Proviru:
integrati
وید
‘Transcription
صفحه 9:
رترو ویروس
رترو ویروس, هر یک از گروه ویروس ها که به خانواده Gls Retroviridae دارند و به
شكل (RNA) Sas py tel حمل می کنند.._
نام ویروس های خانواده 116۳0۷1716126 برای آنزیمی به نام ترانس کریپتاز معکوس است. که به طور مستقل در سال ۱۹۷۱
توسط ویروس شناسان آمریکایی هوارد تمین و دیوید بالتیمور کشف شد. ترانس کریپتاز معکوس, 1811/4 را به اسيد دثوكسى
ريبونوكليك bas (DNA) کند ایند ى كه معکوس جهت معمول رونویسی سلول Slee cui (RNA « DNA) >
نتیکی حاصل از ویروس ویروس فراهم می کند تا به طور دائمى در رنوم DIA
مشخص نقشه ژنتیکی خود را به
آلوده قرار گیرد
چرخه زندگی لتی ویروس (Lentivirus is a genus of retroviruses) به این شکل است که اول. ویروسی
مى تواند پس از اتصال به گیرنده حاص شود: توسط اندوسیتوز همجوشی مستقیم با غشای سلول وارد سلول شود. سپس هسته
یروس آزاد می شود (انتشار هسته) و رونویسی معکوس صورت می گیرد. محتوای حاوی ژنوم ویروس 6101۱۸ به هسته
متتقل می شود و در آنجا قرار می گیرد و در کروموزوم سلول میزبان ادغام می شود. از طریق ویروس رونویسی منجر بهانقال ژنوم
هاى "13 تام با 10181۷۸۵ های رمزگذاری کننده پروتنین های ساختاری و آنزیمی می شود (ترجمه)
های ساختاری در طول جوانه زدن ویریون. ژنوم تمام طول "18 را بسته بندی می کنندسپس ویروس های عفونی را آزاد
ژنوم gl at, RNA را به یک مولکول
بروتئين
مى كنند. مهمترين مزيتى كه ناقلين رترو ويروسى ارائه مى دهند توانابى آنها
۸ دو رشته تبدیل مى كند كه يايدار ادغام مى شود
صفحه 10:
مع و د
صفحه 11:
38)
Lentivirus
ویروس 6101171۳11865 به دلیل توانایی در تولید سلول های
ها بیان پایدار ژن را برای مدت طولانی فعال مى كنند و برای همیشه در ژنوم میزبان ادغام می شوند.
a
Adeno-associated Virus
(AAV)
از ویروس های مرتبط با آدنو (/۵/۸۷) به دلیل ایمنی زایی خفیف معمولا ٍ
ها می توانند باعث بیان طولانی مدت ژن ها شوند. اما به طور کلی برای هميشه در ژنوم میزبان ادغام نمی شوند.
OF)
تقسیم کننده ابزارهای همه کاره ای هستند. این ویروس
اخل بدن استفاده می شود. این ویروس
ها محبوب ترین ویروس برای انتقال ژن در آزمایشات بالینی هستند باين ویروس ها دارای کارآیی انتقال نسبتاً بالایی
ازی فقط به سلولهای تقسیم کننده محدود می شود
صفحه 12:
Adeno-Associated Virus (AAV)
‘Advantages
Integrates into host cell's genome
& provides stable expression.
Contains no viral gene.
Non-Pathogenic
No immunity problems
Infects both non-dividing & dividing
cells.
Disadvantages
Low carrying capacity for foreign
genome due to small genome size
(about 4.7 kb)
Difficult to obtain large amount of
viral stock.
Adenovirus
‘Advantages
Can contain >30 kbp of non-
viral DNA
Infects both dividing & non-
dividing
Disadvantages
Does not provide long term
gene expression due to lack
of integration
Very immunogenic
Retrovirus
‘Advantages
Integrates into host cell's genome
and provides stable gene expression.
Contains no viral genes.
Few immunity problems.
Disadvantages
Infect only dividing cells.
Random integration may cause
insentient mutation
If the gene happens to be one
regulating cell division uncontrolled
cell division can occur.
صفحه 13:
5 رترو ویریسیو لنتیویریسواز جنلبتسرین
ub Shy عنولنلبزار لنتقللن شام ظرفیت دار بز
ژنتیکی(حالکثر ٩ كيلو بليبك حلقلی اسخ ليمنىبيطر را
! بازده انتقالب الاچه در دلعلب دنو در
تولنلییلصلج دلثمیسحتولینتیکی
ساولهدفو بسیانطواهیمد ون تحوبلیرا حفظمیکسن
0
۱
Ww
0
Viruses with
Modified Genomes
3
Viral
Plasmids
qn
NC
Deliver to Host or
Viral Packaging Cells
Virus or
MoreVirus
صفحه 14:
ببه دو دسته ناقلیرغیر هیروسی(۷60۲۵۳5 [2۵۳۷1۲۵) و ناقلیرپیریس( ۷60/015 [۷1۲۵) تقسيممیلوند
A. Viral vectors and their use in clinical trial
$s 3&
Adono associated virus (AAV) Retro/ienti virus Adenovirus
Silver (Ag) Gold (Au) Liposome Silica Carbon nanotubes
صفحه 15:
تحویل ژن با واسطه پپتید
تیول های حساس به ردوکس نیز در حامل های
یک توالی مداوم از باقی مانده های لیزین.
پیتید گنجانیده شده اند. مک کتری و همکاران پیتیدهای حاوی مانده
به عنوان Cys-Trp- Lys18.36 ts اين بيتيد همجنين مى
اکسید می شود و در نتیجه یک کمپلکس بسیا
کشن قوی 3 رايط آزمايشكاهى / اجام مين شود اتصال متقاطع پیتید باعث
ی جذب 1021۸ توسط سلول ها می شو رون سلولی 1031۸ ناشی از کا
که نشان می دهد آزاد ساز
صفحه 16:
یل
ين بل واسطه يليمر
) بليلك يليك اسيد IOI ها ميتوانند .به دو صويت طبيعى (مثل كيتوسان) و یا مصنوعی. آب دوست. (مل پلیو یی gal
سیلیکون هاباشند پلیمیهای بسته بندی کننده دیازبا همزمان ید افیایش پلیدایی دی,انبا وبا بیدن جذب سلولیب
دیون هسته آیاد ميكنتب
انا یا
از پلیمیهای کاتیون
الکتروستاتیک آنهاء پلی پلکس ها لیجلد میشوند- که در واقم کریر هلى غير يُنى هستند
17 فیزیولوژیک جهت. متراکمسازی دیبان.| به لبعلد نلنو استفلده میشوت که در نتیجهی برهمکنش های
همکنشهای پلیدار الکترب یادا با بارمنفی و بسپارهط براي تشكيل مجموعه هاى نلنو. علاوه بر لینکه جذب
دیاندا رل افزلیش میدها فعالیت آنزيم های نوکلثاز را بب روی دیان.| کاهش میدهد. در حالی که متراکم کردن دی انا
تیسط لین روش, قلبلیت های نقل, و i
موجود زندمه محدودیت های بسیاری از جمله سمیت. کارآمدی پا
لین روش بلید ميرد توجه قرار كيرد
را بسیار بهبود میدهد. اما برای استفاده از لین روش در شرليط درون
نو نبود آگاهی راجع به رلعکارهای انتقال ژن توسط
وییرس ها دی اقا سلول هد کلیآمد هستند امد سمیت آن ها هنوزٍ مسئله مهمی است. سیستم هلی انتقل ن غیي ويروسي,به عنوان
سیستم هل بر اساس فعل و اتفعالات گیر افتلده يل الکتیواستلتیک موا
اي بولبر تخویب آنييمى يا فياهم مى كنل جنين برهم كنش هابي ذيات كمى.
کاتيوني یا بدست. مي آويند كه اتصالمبه سطح Sole آنيونى يا تسهيل مى كنند و جذب سلولء یا تقویت. می کنند- کاملاً مشهوو است.
كه فيات بليدايبه طوي كلى بیهمکنش با غشا را افزايش مي دهند در حالی که فیات بدون لو ملنند نلنوفيات بلعث كاهش فعل و
انفعلات یه دلیل مانم استريكى خود مى شوند
صفحه 17:
روش های انتقال ژن
در این دسته بندی این روش ها را به دو گروه تقسیم میکنیم
st
ot
روش های
روش های
اخیرا توجه بیشتر به روش های فیزیکی متمرکز شده است که با استفاده
نوکلئیک برون زا را وارد سلول می کند. مانند برش زدایی الکتروپوراسیون:
سمیت. به طور گسترده در زمینه های مختلف مورد مطالعه و |
صفحه 18:
Electroporation
االستفادم از يكميللن الكتريكىلبزار فسیزیکی: 5 اتسغییر نفوفپذیریغشایساول
| لکتروپورلسیوننامیدم میشسود ا ار در VAATLL الكتر إنبرلئتر نفك سار لهاىموث رلستفاده شد
در لین روش غشا سلول در معرض پللس. هلی للکتریکی قرار میگیرد که باعث ایجلد روزنه های تلنیمتری در غشل شده که بد
مدت. ۳۰ دقیقه پلیدار میملند و در لین مدت دی ان 1لزاد در محیط جذب سلول میشود و بعد روزنه ها بسته میشود و سلول
بدون صدمه قلبل توجه به حللت طبیعی برمیگردد
للكتروبوراسيونء استفاده لز میدانه هاى للكتريكى كنترل شده برلى تسهيل نفوذيذيرى سلول. براى جذب ين به سليل ها
wee بی 12/8 برهنه استفاده می شود ply dle للكترو به إن مى تولند بيلن طولانى مدت دلشته باشد و مى تولند
در بافت های مختلف مورد لستفاده قرار گیرد پوست به دلیل سهولت. در مصرف یکی از اهدلف ایده آل. استد
برای بهینه سلزی شرایط الکتروپوراسیون. عواملی ملنند
میدان الکتریکی مورد استفلده قرار گرفته مهم است
JS DNA 5). و تعداد الکترود. قدرت و مدت زملن
صفحه 19:
۸۶ © § Aes
م 7
لاا
000 Before Pulse During E-field ااا انام
D yy / é Cell membrane
‘\ | i Introduce ان ۵ with
۳۷ 0۱
0
۴3 wee DOK تس
pole pole
سل "5 mom
امم 9 ار
١ / 1
صفحه 20:
Magnetoporation
كدبه سلول تحت تأثير میدان مغناطیسي لیجاد شده است. دی این. روش لسیدهای نوکلئیک
بیونا با معیف منناطیسی مخلوط شدء و یک مجتمع پیومولکول ۶ معیف مفناطيسي تشکیل می دهند. سپسلین مجموعه با
نییوی میدان مغناطیسی به سلول. منتقل می شود تحت تأثیر میدلن مغناطیسی لندوسیتوز و پینوسیتوز غشای. سلول. تسريع می
شود با این حاله برخی از محققان معتقدند که لصل مفناطیسی مشابه لکتیوپورلسیون است. نها تصور می کنند که میدان
po tly Rel ole Bi pple کند که پنانسیل lth سلول وا
می رسله غشای سلول. سوراخ می- شود
بير مى دهل وقتی پتانسیل غشایی به آستانه خاصی
دو لین یوش معرفهای مغناطیسی نقشس مهمی در لین
به سلول متقل ی کنند لسیدهای, توکلتیک:با واکنثر
مغناطیسی, ترکیب مى شوند
فرلیند دایند که نیروی مغناطیسی را تحمل می کنند و لسیدهای, نوکلئیکد را
متقلبل للکترواستاتیک یا تجمم. کلوئیدهای ناشی از نمک با واکنشگیهای
صفحه 21:
Magnetic particles
Magnetic coated with DNA
Reagent
i 1
Cell
= + © - 7
ب
صفحه 22:
Optoporation
سوراخ شدن غشای سلول با کمک پرتوی لیزر است.
نتايج آنها ثابت کرد که می توان ۱۰۳ سلول را در یک دقیقه اصلاح کرد.
انتقال ده برابر نسبت به روش دستی به دست آمد و میزان موققیت
در مقایسه با روش
cod Ml
pe oo ML دهد. در این روش یک پرتوی لبزر بر روی غشای سلول متمرکز شده تا غشای سلول 4 OLS JS,» optoporation
یک سوراخ گذرا ایجاد کند و اسید نوکلئیک برون زا به سلول منتقل شود. ليزر با شدت بالا يلاسما توليد مى كند. كه فشار زیادی ایجاد می کند و
بر غشاى سلول تأثير مى گذارد تا نفوذپذیری غشا سلول را افزايش دهد
همچنین, پلاسما می تواند حباب هایی تولید کند که در نهایت فرو ريخته و
اج شوک انویه را برای سوراخ شدن غشای سلول تولید می AS
صفحه 23:
Optoporation
تا ۱۳
صفحه 24:
شهای شیمیلیی
۳ لیپوزوم انتقال ژن را با واسطه انجام می دهد
۳ انتقال ژن با واسطه فسفات کلسیم
¥ ۳8۸۳8( لنتقدلینبا ولسطه دکسترلن
در بدن با عامل
انتقال ژین با استفاده از پلی اتیلن گلیکول (لیجا ها با مدت مان طولانی شدد جهت. گیدشر
دای کیدن انا توسط (0800) فیاهم میشود )
صفحه 25:
Liposome
لیپوزوم هاء موضوع بررسی بعدی: به كروء GCetlmembrane
لیپیدها تعلق دارند. لیپوزوم ها به {phompholipid
Genes or proteins
to be delivered yer)
ema! انتقال ژن استفاده می
٠
لييوزوم ها (شكل) از يك يا جند غشاى
دو لايه ليييدى متحدالمركز ساده يا
لایه لیپیدی متحدالمرکز مه
کاربردی تشکیل شده اند که فضای cell
آبدوست را در میان آن ها ساندويج مى
aS
App DNA FUSE LIPOSOME TO
OR PROTEIN |ANCER CELL
Phospholipid
bilayer
‘MAKE LIPOSOME
صفحه 26:
تال ژن با واسطه لیبوزوم:
ار ميان تمام روش asl شیمیایید انتقال ژن یا لیپوفیکشن با واسطه لیپوزوم موثرترین و به طورٍ گسترده استفاده می
شود لیپیزوم یک وزیکول فسفولیپید است. که پس از تعامل با سلول هدفه 10114 را وارد می کند لین یک
وزيكول كبكريز است كه 10144 برهنه را احاطه کرده و با دیواره یا غشای سلول تعامل دارم glyDNA
سيتويلاسم سلول مى كنل
* معلیب لین روش این است. که اگیچه روش ساخت لپوزوم و ترکیب. ۱18( در آن حسته کندم وقت
صفحه 27:
Polymer &
Lipid molecule chain
Hydrophobic tail
Hydrophilic head
Cationic lipict
صفحه 28:
ترانسفکشن با DEAE-dextran:
7 -1(17/17 یک مجموعه محلول در کربوهیدرات ها است که باعث تجمع يا بيجيده شدن 1011/4 مى شود. ايده اين
است که یک بار خالص از بار مثبت پیچیده ایجاد کنید تا بتواند با بار منفی دیواره سلول تعامل داشته باشد. اغلب قبل از کشف
الکتروفوراسیون از اين روش استفاده می شد
(c) PODWDNA@CM-
dextran/DEAE-dextran
01۷۸ ۸ (a) PODA/DNA (b) PODWONA@CM-dextran,
صفحه 29:
هم ع ۵ ۲ ۵ ع هه
@ 2°
PKA BEAE-textown
Complex by DNA/DDNC
Endocytosis
id
8 “pre mRNA
of ا mRNA
MB \uciferane assay)
7 x
Cytosol
۳
صفحه 30:
ترانسفکشن کلسیم فسفات:
روش شیمیایی قابل اعتماد دیگری برلی لنتقال. ژن. روش فسفات. کلسیم است. که در آن 101/8 خللص در فسفات با
محلول کلربد کلسیم مخلوط شده و به آن لجاه می دهد تا یسوب کند. هنگامی که با جمعیت. سلول. هلف مخلوط شود
مقدلری 121 پیچیده و فسفات کلسیم. هنگام جذب توسط سلول ها از طریق فرآیند اندوسیتوز يسوب مى كنند و
1 ما در سلول. هدف قيلر مى كيرد. لمين یوش نسبت. به سلیر وش ها سادمه مقرون به صیفه. قابل لعتماد است و می-
تولند سلوله های, در حاله رشد را به یک لایه تبدیل کند. توجه داشته باشید کهلین اولین روشی بود که برای SAL
سلولب های حیوانی لستفاده شا لنتقال به شدت به ساختار سلولب 13 و کیفیت. و مقدلر نوکلئوتیدهای استفاده شده بستگی
داید. نابایب شرلیط آزمایشی مطلوب باید از قبل لیجاد شود بعادوم ترانسفکشن فسفات کلسیم سمياست و با
برای اكثر سلول های حساس سلول مناسب نیست.
صفحه 31:
Calcium
Phospate
صفحه 32:
particle bombardment
تفنك ذرلت يا تفنك ثنى: در اين یوش مولکول های 12 با ذیلت طلایا
ت:تنگننع پوشاند»:میشودرونبه: وسنیله: چی: تفنگ زنیببا قتاب: ز:
2 به ين وسيلد مولكول. 1112 واید سلوله
لینکه ذرلت طادي پوشش دلده شده 10۳1 به سلول ها تحویل
a های نی بای تولید Shy ن لالب دناد شده است. از تحویا
بیماری, های تخریب عصبی مانند بیمایی آلزایمی استفاده می شود.
plstio dsc wth DNA
ere
ease — tse stopped by semen
goldpadicks °°
14
صفحه 33:
رش boy باب
نفك زنی مطین: موثر
توریق أسان, NSE ی به شدت
ک کابرهای پزشکی أزها را
هبدرردينايك
لپدهای کون أماده سازى أسال. هزبنه كم به شات فوثر در شرابظ درول موجرد زنده
ee
درون أزمايشكاه
بسبارهاى كاثيرني
صفحه 34: