التكنولوجيا الحيوية ومرض أنيميا الدم

مرض أنيميا الدمSickle cell disease هو مرض تكسر كرات الدم الحمراء وهو مرض وراثي يهدد البشرية ويحدث نتيجة لحدوث طفرة او خلل وراثي في الذراع رقم 6 في سلسلة β-globin (from glutamic acid to valine) لحلقة الهيموجلوبين البالغة ويصاب به اكثر من 100000 في الولايات المتحدة الامريكية .أضافة الي الملايين على مستوى العالم وهناك أعراض حتمية ومزمنة منها الصداع المتكرر والموت المبكر وضمور بعض الأعضاء وعدم وصول الدم للمخ وبالتالي توقف بعض الأعضاء عن الحركةsilent cerebral infarct, stroke وعملية نقل جزء من النخاع العظمىHematopoietic stem cell transplantation هو الحل الامثل لعلاج هذا المرض ولكن هناك بعض المعوقات لإجراء مثل هذه العملية أضافة الى صعوبة الحصول على شخص معطى متشابهmatching donor مما دفع العلماء للبحث عن وسيلة علاجية أخرى حيث أجريت دراسات على استخدام العلاج الجيني وأجريت دراسات في الطور التجريبي التمهيدي clinical trials حيث أعطت نتائج مبشرة encouraging data ومن خلال تفهم السلوك الجزيء للجين خلال عملية النقل وتأثيره على تكوين الدم erythropoiesis وتكوين الجلوبين فان ذلك يساعد على اختيار العلاج exciting therapeutic options والتقدم في علوم الهندسة الوراثية يلعب دورا في كيفية تصحيح الخلل الوراثي م genetic correctionسواء في الخلية الام او في جهاز تخليق الدم Hematopoietic stem or mast cell ومن اضرار أنيميا الدم تجمع الهيموجلوبين على هيئة polymerization of hemoglobin حيث يتداخل مع كرات الدم الحمراء ويؤثر على شكلها ومدى التصاقها على جدر الاغشية الوعائية الدموية adherence to vascular endothelium مما يؤدى للتحلل الدموي hemolysis ويسبب إعاقة الاندفاع الدموي داخل الاوعية الدموية من العلاجات التقليدية التي تقلل من اضرار مرض أنيميا الدم هو نقل الدم او استخدام العلاجات الوقائية مثل penicillin prophylaxis or hydroxyurea therapy هذه العلاجات او المعاملات تقلل فقط من اعراض ومشاكل sickle cell disease في حين نقل الدم يزيد من معدل انفراد وتحرر الحديد والذى بدورة يزيد من جهد الاكسدة والاختزال لذلك لابد من تواجد ادوية لإزالته chelating agent ونظرا لتقدم علم البيولوجيا الجزيئية فان نقل Hematopoietic stem cell transplantation(HS«) هو ما زال الاختيار الوحيد بالرغم من ان 80% من المانحين او المعطى لم يكونوا في حالة تماثل مكتمل matching donors وبناءا على ذلك فان هناك احتمالية كبيرة لرفض النقل لجزء من النخاع العظمى graft rejection ,graft-versus-host disease, transplant-related mortality وللتغلب على عمليات الرفض عن طريق استخدام ادوية مثبطة للجهاز المناعي.ايضا يمكن تحسين عملية الزرع او النقل من خلال تقليل معدل الكثافة HSC transplantation with reduced intensity conditions على الوجهة الاخر هناك نظرية تحت الدراسة وهي استخدام autologous HSCs أي استخدام الخلايا من نفس الشخص المريض كبديل للطريقة الأخرى allogenicHSCs ومن خلال هذه الاحتمالية يمكن التغلب على رفض الجهاز المناعي لان الخلايا من أصل المريض الاتجاه الحديث استخدام العلاج الجيني والذي بدورة يهدف الى تصحيح الخطأ الوراثي الحادث في تتابع β-globin sequence او من خلال تقليل اعراض مرض أنيميا الدم sickle cell disease عن طريق الحث induction لتكوين الجلوبين induction of fetal globin مرض أنيميا الدم من الامراض الوراثيةmonogenic disease واستخدام طريقة genome editing تهدف الى اصلاح الجزء المطفر في حلقة الجلوبين mutated β-globin gene ويمكن علاج هذا الخلل في الانسان من خلال تقدم علم الهندسة الوراثية وتصميم جين لتعديل الخلل الوراثي في حلقة الجلوبين وتتطلب هذه الطريقة وقت اكثرو جهد وخبرة اكثر require expertise and labor-intensive ويفضل علاج خلايا المرضى وهى في مرحلةprogenitor cells كما أوضح بعض العلماء أن هناك نسبة نجاح 20% في تصحيح مرض sickle cell باستخدام Cas9mکNA وكذلك باستخدام lentiviral vector carrying gRNAand β-globin gene donor template ونسبة 20% تمثل نسبة نجاح جيدة حيث تخفض مظاهر وتداعيات المرض في مرضى allogenic HSC transplantes SCD patients وهناك دراسات بنسبة نجاح تصل الى 30% لتصحيح تكسر كرات الدم الحمراء وهناك طريقة أخرى للتغلب على تكسر كرات الدم الحمراء منهاβ-hemoglobinopathies is the correction of the β-globin mutation - والتقنيات الوراثية المستخدمة لإصلاح المادة الوراثية او الخلل الوراثي المسؤول عن تكسر كرات الدم الحمراء هي على النحو التالي modified nucleases such as Cas9 nickases or dimerization dependent dead Cas9-foki chimeric enzyme or highly-fidelity versions of Cas9 mutated in DNA binding groove ومن هنا يتضح الدور الهام الذى تلعبه التكنولوجيا الحيوية في علاج كثير من الامراض وذلك من خلال الهندسة الوراثية والتي تتطلب تحديد الهدف والتعرف على الشفرة الوراثية الخاصة به ثم محاولة تصميم وتقنية التعديل الوراثي ومحاولة إدخاله داخل الخلايا واندماجه insertion of target gene into mutated cell