آزمایشات ژن درمانی SCID
شرایط SCID، موقعیت‌های متعددی ارائه می‌دهند که باعث نتایج موفقیت‌آمیز در ادامه ژن درمانی می‌شود. از آنجایی که جهش ژنی باعث از بین رفتن کارکرد پروتئین با بلوکه کردن رشد T cellها می‌شود، با بیان ترانس ژن اصلاح کننده، مزیت رشد انتخابی برای سلول‌های رونویسی شده پیشنهاد می‌شود. این اثر پایدار است زیرا ژن‌های اصلاح شده‌ی تمایز یافته به T cell عمر طولانی دارند.
دو مورد از ملاحظات اضافی منجر به آغاز یک آزمایش ژن درمانی در سال ۱۹۹۹ برای SCID_X1 شد. زیرواحد گیرنده γc در همه‌جا توسط تمام سلول‌های دودمان خونساز از ابتدای مرحله‌ی نابالغی تا زمان بالغی بیان می‌شوند (به عنوان مثال سلول‌های منفی دودمان CD34+). از این رو، خطر القای بیان نابه‌جا وجود ندارد. ثانیا پتانسیل بیان اضافی γc (در نبود زیرواحد دیگر گیرنده سایتوکاین خاص که با γc همکاری می‌کند) نمی‌تواند سیگنال رونویسی و یا فعالیت سلولی را القا کند. بیان γc غشایی بصورت فعال با مقدار در دسترس زیرواحد گیرنده‌ی سایتوکاین که به γc وصل می‌شود، تنظیم می‌شود. ( مثل IL_7 رسپتورα )
در این مطالعات، cDNAی γc تحت کنترل LTR ویروسی قرار می‌گیرد و MLV معیوب با استفاده از خطوط سلولی بسته‌بندی ψ CRIP آمفوتروپیک تولید می‌شود.
در ادامه مطالعات گسترده بالینی ده کودک زیر یک سال برای آزمایشات بالینی ژن درمانی SCID-X1 بین ۱۹۹۹ و ۲۰۰۲ ثبت نام شدند. ۹ مورد از این ۱۰ بیمار، ژن γc منتقل شده به سلول‌های CD4+ منجر به ظهور لنفوسیت‌های T و NK اصلاح ژن شده می‌شود. در ۷ بیمار از این ۹ مورد که Tcell تولید کرده بودند، تعداد سلول‌های T در سه ماه به مقدار نرمال رسید و سپس ثابت ماند. اما دو بیمار دیگر موقتا بازسازی سلول‌های T را تجربه کردند، احتمالا به دلیل تعداد کمتر سلول‌های CD34+γc+ به ازای هرکیلوگرم دریافت می‌کنند، که نشان می‌دهد یک دز آستانه‌ای از مواد ترانسداکت شده تشکیل دهنده‌ی نیاز است تا T cellها تماما بازسازی شوند. امروز که ۷.۵ سال می‌گذرد، این هفت بیمار سیستم ایمنی عملکردی را حفظ کرده‌اند، که به آن‌ها امکان زندگی نرمال می‌دهد. تنوع T cell به نمایش گذاشته و عملکرد T cellها در این دوره مشاهده شده‌اند. در همین حال، در انگلستان، آزمایش دوم ژن درمانی به هدف درمان شکل مشابهی از SCID شروع شده است. تا به امروز، ۱۷ مورد از ۲۰ بیمار که برای SCID_x1 در آزمایشات بالینی در لندن و پاریس ثبت نام کرده‌اند با موفقیت درمان شده‌اند. به همین ترتیب ، نقص ADA با رویکرد مشابه به طور موفقیت آمیزی درمان شدند که البته قبل از ژن درمانی، به مقدار کمی شیمی درمانی نیاز است. نقص ایمنی بطور کامل و یا حدودا در ۹ بیمار درمان شد.
مقالات مرتبط : ژن درمانی بیماری‌های SCID
ژن درمانی بیماری‌های نقص ایمنی
برتری انتخابی، کلیدی برای موفقیت
در ده سال گذشته، بطور خودبه خودی، اصلاح حدودی فنوتیپ نقص ایمنی T cell حاد (مانند نقص ADA، SCID-X1، Wiskott-Aldrich syndrom، نقص RAG، نقص CD3 و نقصγc ) گزارش شده است. یافته شده که در هر یک از این وضعیت‌ها یک یا چند پیش ساز T cell حامل توالی وحشی از ژن ایجاد کننده بیماری (یا جهشی با اثر مخرب کم) می‌تواند بالغ شود و به T cellهای عملکردی که که می‌توانند تا سال‌ها ایمنی ایجاد کنند، بوجود بیاورد. تجزیه و تحلیل‌های دقیق انجام شده بر فردی با فنوتیپ SCID-X1 ( که منجر به برگشت به توالی وحشی γc در پیش‌سازهای T cell می‌شود) بر توسعه ظرفیت پیش‌سازهای T cell و طول عمر T cellهای بالغ تاکید دارد. این نتایج شامل پایه‌ای قوی برای ایجاد فرایند ژن درمانی می‌شود و باعث تکرار این حوادث نادر خودبه خودی‌اند.
این برتری انتخابی با بیان هردوی γc و ADA در لنفوسیت‌های پروژنیتور در سه آزمایش ژن درمانی تایید شدند. در آزمایشات γc بین ۰/۱% یا ۱% سلول میلویید ترنسداکت شدند، که نشان می‌دهد حضور حتی تعداد کمی از هماتوپوئیتیک پروژنیتورهای ترانسداکت شده کافی بودند تا مخزن T cellها را دوباره در کنند. علاوه براین، درمان سرکوب کننده میلویید خفیف اضافه (برای بیمارانی با نقص ADA) منجر به نسبت بالاتری از پروژنیتورهای ترانسداکت شده قابل تشخیص در داخل بدن بودند و باعث بهتر شدن پیوند ترانسداکت شده‌ی HSCها می‌شود. درواقع، تجزیه و تحلیل پایگاه‌های ادغام رتروویروس نشان می‌دهد تعداد کلون‌های ترانسداکت شده که بطور موثری منجر به تولید T cell می‌شود تنها حدود ۱۰۰ عدد بود. همچنین لازم به ذکر است ژن درمانی برای نقص ADA تنها در بیمارانی موفقیت آمیز است که جایگزین γc آنزیمی را همزمان دریافت نکردند. ژن درمانی در بیمارانی که PEG-ADA را دریافت کردند موفق نبود- تنظیماتی که به نظر می‌رسد برتری انتخابی سلول‌های ترانسداکت شده را لغو می‌کند. علیرغم فقدان هرگونه فایده سودمند بالینی، یک تفاوت آشکار در درصد سلول‌های شامل ترنس‌ژن درمقایسه با T لنفوسیت‌ها(۱-۱۰%) وسلول‌های رده‌ی میلویی (۰.۰۱% -۰.۱%) گزارش شده بود، كه اعتباری برای مفهوم برتری انتخابی است. در یکی از دو بیمار درمان شده یک پایگاه ادغام پروویروس به طور غالب پیدا شد که به مدت هشت سال پایدار بود. این پروژنیتور T cell توانایی تولید بازآرایی الگوی محدود شده‌ی TCR را دارد.
ارزیابی پایگاه‌های ادغام مبتنی بر توالی‌ها در مقیاس بزرگ ۱.تقدم ادغام پروویروس به ژن را تایید می‌کند ۲. تاکید بر نقش برتری انتخابی در نتیجه سه آزمایش گزارش شده، را نشان می‌دهد. برای مثال؛ در آزمایش ژن درمانی SCID_x1 ما، کشف ادغام مجدد در لوکوس ژنی مخصوص نشان می‌دهد این الحاق خاص ممکن است کلون‌های سلول هدف تحت تاثیر قرار داده شده را با رشد غیرتصادفی یا مزیت زنده ماندن ارائه کند. بنابراین، ادغام وکتور در پایگاه‌های ادغام مشترک، ممکن است بطور فعالی سرنوشت کلون سلول‌های اصلاح شده در بدن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. درعوض، پایگاه‌های ادغام مشترک می‌تواند در اثر هدف گیری ترجیحی ژن‌های رونویسی شده‌ی فعال در سلول‌ای پروژنیتور حاصل شوند. اخیرا تاثیر ادغام بر خروجی بیشتر تایید شده است. در ادامه مشاهده گسترش کلونی سلول‌های میلوییدی در آزمایش ژن درمانی بالینی رتروویرال مبتنی بر وکتور برای بیماری‌های گرانولوماتوز مزمن، اختلالی با مشخصه عدم عملکرد باکتریوسیدی در نوتروفیل‌ها مشخص شد که در غیر اینصورت تمایز معمولی داشت.
درمجموع، این داده‌ها موفقیت نتایج آزمایش‌های ژن درمانی در این دو وضعیت بیماری SCID را عمدتا مدیون مزایت انتخاب میدانند که توسط ترانس ژن‌های درمانی چون (γcو ADA) تامین شده است. علاوه بر این در صورت عدم وجود آن، وارد کردن رتروویروس در نزدیکی ژن‌های تامین کننده رشد می‌تواند تاثیرگذار باشد. (همانطور که در آزمایش بیماری گرانولوماتوز مزمن دیدیم) در صورتیکه مزیت انتخابی ایجاد شده توسط پایگاه ادغام وکتور رتروویروس، به علت تاثیرش بر بیان ژن مجاور، وسیله‌ای درراستای موفقیت ژن‌درمانی تلقی شود، استفاده از وکتورها با کاهش فعالیت‌های تقویت کننده‌اش ممکن است کارایی بالینی کمتری داشته باشد. آنالیزهای اضافی‌تر در سیستم‌های خونساز بیماران ژن درمانی شده اطلاعات زیادی از انتخاب نهایی سلول‌ها که از تعاملات ویژه بین وکتورهای ادغام شده و ژنوم میزبان ارائه می‌دهد.
