واکسن‌های ژنومی، دوپینگ ژنتیکی سلول‌ها

فناوری‌هایی که قرار است رویاهای ما را به حقیقت پیوند بزنند، چندان هم دور از دسترس نیستند و در آینده‌ای نزدیک، این چشم‌اندازها به کارهایی عادی و روزمره تبدیل می‌شوند.

نوپانا: چه می‌شود اگر بتوانید به راحتی از هوای بیابان آب بنوشید، بدون اینکه لازم باشد برای این کار الکتریسیته زیادی را از شبکه خطوط برق مصرف کنید یا یک دکتر بتواند بدون استفاده از حتی یک خراش، از بافت مشکوک به سرطان نمونه‌گیری کند؟ فناوری‌هایی که قرار است این رویاها و دیگر رویاهای ما را به حقیقت پیوند بزنند، چندان هم دور از دسترس نیستند. در واقع متخصصان پیش‌بینی می‌کنند طی چند سال آینده این چشم‌اندازها به کارهایی عادی و روزمره تبدیل شوند.

در سلسله مطالب پیش رو*، ۱۰ مورد از چنین فناوری‌های شگفت‌انگیز و نوظهوری، انتخاب و بررسی شده‌اند:

قسمت هفتم: واکسن‌های ژنومی، شیوه جدید مقابله با بیماری

واکسن‌های معمولی که از بروز بیماری‌های عفونی پیشگیری می‌کنند، شامل پاتوژن یا پروتئین میکروارگانیسم‌های ضعیف یا کشته‌شده هستند. واکسن‌های حوزه سرطان هم از پروتئین استفاده می‌کنند. در مقابل نوع جدیدی از واکسن در راه است که شامل ژن می‌شود. واکسن‌های ژنومیک مزیت‌های زیادی دارند که از آن میان می‌توان به تولید سریع در صورت شیوع یک بیماری جدید مانند زیکا یا ابولا اشاره کرد. چندین دهه است که ساخت این واکسن‌ها در دست آزمایش است، اما اخیرا چند نمونه از آنها وارد فاز آزمایش بالینی شده است.

بیشتر واکسن‌ها به سیستم ایمنی یاد می‌دهند چطور باید دشمن را شناسایی کند. آنها این کار را با نمایش یک پاتوژن مرده یا ضعیف انجام می‌دهند. سیستم ایمنی متوجه می‌شود که بخشی از پروتئین به نام آنتی‌ژن که در سطح پاتوژن قرار دارد، خارجی است و آماده می‌شود؛ در نتیجه دفعه‌ بعد که با آن روبه‌رو شد مقابله می‌کند. (بسیاری از واکسن‌های مدرن تنها آنتی‌ژن در خود دارند و پاتوژن حمل نمی‌کنند.) برای درمان سرطان،‌ پزشکان می‌توانند از پروتئین‌های دیگری استفاده کنند که واکنش سیستم ایمنی بدن را تقویت می‌کنند. این پروتئین‌ها احتمالا شامل پادتن هم می‌شوند.

واکسن‌های ژنومی به شکل دی‌ان‌ای یا آر‌ان‌ای در می‌آیند و پروتئین مطلوب را در خود دارند. بعد از تزریق، ژن‌ها وارد سلولی می‌شوند که پروتئین مورد نظر را به خود جلب کرده است. در مقایسه با تولید پروتئین در کشت سلولی یا تخمک، تولید ماده‌ ژنتیکی راحت‌تر و ارزان‌تر است. از آن گذشته، یک واکسن مجزا می‌تواند شامل دنباله‌ کدبندی شده‌ چندین پروتئین باشد و اگر یک پاتوژن جهش کرد یا نیاز به خصوصیات بیشتری داشت، راحت می‌توان آن را تغییر داد. مثلا متخصصان حوزه درمان، هر ساله واکسن آنفولانزا را اصلاح می‌کنند، اما گاهی واکسن انتخابی آنها با دنباله‌ ژنوم ویروس آنفولانزایی که آن سال شیوع پیدا می‌کند، سازگاری ندارد. در آینده، محققان می‌توانند ژنوم ویروس‌های شایع را استخراج کرده و در عرض چند هفته واکسنی با میزان سازگاری بسیار بهتر به وجود آورند. ژنوم یک تغییر جالب در رویکرد واکسیناسیون هم به‌وجود می‌آورد که به آن انتقال منفعل ایمنی می‌گویند و طی آن، پادتن به جای آنتی‌ژن استفاده می‌شود. حالا دانشمندان می‌توانند افرادی را شناسایی کنند که در مقابل پاتوژن مقاومت نشان می‌دهند تا پادتنی را به وجود بیاورند که می‌تواند از آنها محافظت کند و بعد دنباله‌ای ژنی را به وجود بیاورند که سلول‌های فرد را مجبور به تولید آن پادتن می‌کند.

با چنین اهدافی آزمایشگاه‌های علمی و شرکت‌های بزرگ و کوچک در حال توسعه‌ این تکنولوژی هستند. شماری از تست‌های بالینی برای تعیین امنیت و فاکتورهای ایمنی‌شناسی این واکسن‌ها به زودی انجام خواهد شد که ژن بیماری‌هایی چون آنفولانزا،‌ ابولا، هپاتیت سی، اچ‌آی‌وی و سرطان‌های ریه، پروستات، پانکراس و غیره را در بر خواهد گرفت. حداقل یک آزمایش به بررسی بهره‌وری این واکسن‌ها می‌پردازد. موسسه‌ ملی سلامت یک آزمایش بالینی را در چند نقطه به راه انداخته تا بفهمد واکسن دی‌ان‌ای می‌تواند از فرد در مقابل بیماری زیکا محافظت کند یا خیر.

در این بین، محققان مشغول بهبود این تکنولوژی هستند. مثلا از طریق یافتن راه‌های بهتر برای وارد کردن ژن به سلول و از طریق بهبود ثبات واکسن در دماهای بالاتر. استعمال دهانی که برای مراقبت درمانی شخصی مناسب است احتمالا به این زودی‌ها ممکن نخواهد شد، اما استعمال از راه بینی به عنوان راهی جایگزین در دست بررسی است. امید به این واکسن‌ها بسیار بالاست و انتظار می‌رود موانع باقیمانده به زودی برطرف شوند.

(همچنین بخوانید: اطلس سلول‌های انسان، تحولی در شخصی‌سازی روش‌های درمانی)

* قسمت‌های مختلف این مطلب، حاصل همکاری مجله‌های معتبر Scientific American و World Economic Forum’s Expert Network است.