معلومة

لماذا لا تستخدم علاجات الخلايا الجذعية الفيروسات؟


لماذا لا تستخدم علاجات الخلايا الجذعية الفيروس لتوصيل تسلسل تحرير الجينات إلى الخلايا الجذعية بدلاً من طريق الحصاد - التحول - الزرع.

اعتقدت أن ذلك قد يكون بسبب الافتقار إلى التحديد من جانب الفيروسات ، ولكن بعد ذلك رأيت تقنيات عرض الملتهمة التي يبدو أنها تجعل ذلك ليس مشكلة.

اعتقدت أنه قد يكون انتقال الخلايا أو إخراج العاثيات من مجرى الدم وتلامسها مع الخلايا الجذعية. لم أجد حلاً سهلاً لهذه العقبة ، لكن لا يبدو أنه لا يمكن التغلب عليها.

أعتقد أن القضية الرئيسية تنظيمية؟ ربما عدم وجود سوابق في هذا المجال. ما رأيك في تحليلي؟ هل هذه الفكرة ممكنة؟


علاجات الخلايا الجذعية فعل في الواقع تستخدم الفيروسات. في الأمثلة المذكورة ، أصيبت الخلايا الجذعية بالفيروسات في المختبر ، وتم تعديلها وراثيًا ، ثم أعيد إدخالها في الهدف كزرع ذاتي. القضية الرئيسية المطروحة هي أن الفيروسات الحية التي يتم إدخالها مباشرة سيتم استهدافها وتدميرها بواسطة جهاز المناعة ، مما يقلل بشكل كبير من فعاليتها في التسبب في تحول الخلايا.

في بحث نُشر مؤخرًا في مجلة Nature ، تم استخدام نوكلياز إصبع الزنك لاستهداف وتعطيل الجين CCR5 أو CXCR4 ، مما يقلل بشكل كبير من كفاءة ارتباط فيروس نقص المناعة البشرية بخلايا CD4 + T. تم إدخال نوكلياز إصبع الزنك في الخلايا باستخدام ناقل الفيروس الغدي.

توليد ناقلات الفيروس الغدي cxcr4 ZFN و CGW-siX4s lentiviral. يتم عرض مواقع استهداف CXCR4 لـ siX4s و ZFN في الشكل التكميلي S1.

تم استخدام هذه التقنية بعد ذلك في عدد من التجارب السريرية لتعديل الخلايا الجذعية المكونة للدم باستخدام نوكلياز إصبع الزنك ، كما تم تلخيصه في ورقة المراجعة هذه. من المحتمل أن يؤدي ظهور أنظمة CRISPR-Cas مؤخرًا إلى زيادة في التقنيات المماثلة ، نظرًا للخصوصية العالية وسهولة هندسة نوكليازات المستندة إلى Cas9.


شكراً لكم يا رفاق ، بحثت في جوجل عن "حيوانات فيروسات الخلايا الجذعية" ووجدت بعض الروابط الواعدة! أقدر لكم يا رفاق تأكيدكم على الاستجابة المناعية. كنت آمل أن يكون الفيروس فعالًا بما يكفي للعمل على اللقطة الأولى وبالتالي تجنب معظم المضاعفات المناعية. ومع ذلك ، يبدو أنه تم التخلي عن الجيل الثاني من ناقلات الفيروسات الغدية في النماذج الحيوانية لهذا السبب فقط: المصدر - NCBI.

فيما يلي مقتطف لطيف بخصوص النماذج الحيوانية:

نواقل الفيروس الغدي من الجيل الثالث“: يركز هذا البحث على تطوير أنظمة إنتاج محسنة لناقلات الفيروسات الغدية المعوية واستخدامها للإدخال الفعال لجينات كبيرة ومتعددة في السلف والخلايا الجذعية البشرية مع الحد الأدنى من السمية المرتبطة بالنواقل. بالإضافة إلى استخدام نواقل الفيروسات الغدية المنتظمة من الجيل الثالث من أجل التعديل الوراثي العابر للخلايا المستهدفة ، فقد شرعنا في توليد أنواع ناقلات جديدة للتعبير المستقر للجينات المحورة في الخلايا المستهدفة المنقولة باستخدام تكامل الجينات المحورة الخاصة بالموقع / أو إعادة التركيب المتماثل. . على سبيل المثال ، قمنا بإنشاء ناقلات فيروسات جديدة مرتبطة بفيروس غدي / غدي. تتكامل هذه النواقل بثبات في موضع محدد على الكروموسوم البشري 19 وتكون قادرة على التكميل الجيني للخلايا العضلية البشرية التي تعاني من نقص الديستروفين.

-Leeds Universitair (NZ)


لماذا يوجد الكثير من الأدوية لقتل البكتيريا ، ولكن هناك القليل منها لمعالجة الفيروسات؟

تعمل راشيل روبر في جامعة شرق كارولينا على لقاحات الفيروسات. هذه المقالة تدعم البحث العلمي وأنا أقوم بالبحث العلمي. مثل معظم العلماء ، تلقيت تمويلًا خارجيًا لبحثي وتمويلات حكومية وصناعية.

كريستين كارسون لا تعمل أو تتشاور أو تمتلك أسهمًا أو تتلقى تمويلًا من أي شركة أو منظمة قد تستفيد من هذه المقالة ، ولم تكشف عن أي انتماءات ذات صلة بعد تعيينها الأكاديمي.

شركاء

تقدم جامعة أستراليا الغربية التمويل كشريك مؤسس لـ The Conversation AU.

تتلقى The Conversation UK التمويل من هذه المنظمات

اللغات

مع اقتراب نهاية الحرب العالمية الثانية ، أتاح الإنتاج الضخم للبنسلين المضاد الحيوي المطور حديثًا علاجًا منقذًا للحياة للعدوى البكتيرية للجنود الجرحى. منذ ذلك الحين ، نجح البنسلين والعديد من المضادات الحيوية الأخرى في علاج مجموعة واسعة من الالتهابات البكتيرية.

لكن المضادات الحيوية لا تعمل ضد الفيروسات. منذ اندلاع وباء الفيروس التاجي ، كافح الباحثون وشركات الأدوية للعثور على مضاد للفيروسات يمكنه علاج SARS-CoV-2 ، الفيروس المسبب لـ COVID-19.

لماذا يوجد القليل جدًا من مضادات الفيروسات؟ الإجابة تتلخص في علم الأحياء ، وعلى وجه التحديد حقيقة أن الفيروسات تستخدم خلايانا للتكاثر. هذا يجعل من الصعب قتل الفيروسات دون قتل خلايانا في هذه العملية.

Remdesivir هو أحد الباحثين في مجال مضادات الفيروسات الذين يحققون في علاج COVID-19 ، لكنه أظهر نتائج مختلطة في التجارب السريرية. أولريش بيري / بول / رويترز

تنامي الأمل: أعضاء جديدة؟ ليس بعد ، لكن أبحاث الخلايا الجذعية تقترب

الكلى (الصورة من Lori O'Brien / Andy McMahon Lab ، التوضيح من Mira Nameth)

إذا فقدت أحد الأطراف ، فإنها تضيع مدى الحياة. إذا تضررت كلية ، فلن تنمو كلية جديدة. وإذا أصبت بنوبة قلبية ، فإن الندوب موجودة لتبقى.

لكن الطب التجديدي مهيأ لتغيير كل هذا. أصبح بناء أنسجة جديدة على مرمى البصر ، وعلماء جامعة جنوب كاليفورنيا هم من بين رواد هذا المجال.

أكثر من 100 عالم ومهندس وطبيب متحدون في إطار ما يسمى بمبادرة USC Stem Cell. إنهم ينقلون بالفعل الخلايا الجذعية من المختبر نحو رعاية المرضى. الاحتمالات مثيرة: ساهم باحثو جامعة جنوب كاليفورنيا في التجارب السريرية لأساليب الخلايا الجذعية لعلاج سرطان القولون والمستقيم وإصابة الحبل الشوكي ومشاكل الرؤية وفيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز ومرض الزهايمر. لقد استخدموا أيضًا الخلايا الجذعية للكشف عن رؤى مهمة حول أمراض الكلى والتصلب الجانبي الضموري والتهاب المفاصل وفيروس زيكا والعيوب الخلقية ومجموعة متنوعة من الإصابات.

الممولين الرئيسيين والجهات المانحة لجامعة جنوب كاليفورنيا قدمت مئات الملايين من الدولارات لدعم العمل. هذا الاستثمار والتصويت على الثقة يمكّن علماء USC Stem Cell من التعاون مع الجامعات الرائدة الأخرى وشركات التكنولوجيا الحيوية والشركاء الرئيسيين لترجمة اكتشافاتهم المختبرية إلى علاجات للمرضى.

لم يكن الأمر سهلا. يقوم العلماء بتقييم بعض العلاجات القائمة على الخلايا الجذعية من خلال التجارب السريرية ، ولكن حتى الآن ، القليل من العلاجات قد وصلت إلى المرضى. بعيدًا عن الإلهام العلمي ، يتطلب أخذ العلاجات من مقاعد المختبر إلى سرير المريض قدرًا هائلاً من الوقت والمال وأحيانًا القليل من الحظ. كما يعني أيضًا العمل مع علماء آخرين عبر الحدود.

يقول آندي مكماهون ، مدير مركز Eli and Edythe Broad للطب التجديدي وأبحاث الخلايا الجذعية في جامعة جنوب كاليفورنيا: "لا يزال الطب التجديدي مجالًا حديث العهد نسبيًا ، ولا يزال في بدايته". عندما يتعلق الأمر بتلك المرحلة الأخيرة من ترجمة اكتشافات الخلايا الجذعية إلى علاجات سريرية للمرضى ، فلن تكون الجامعات الفردية تعمل بمعزل عن غيرها. سيكون التعاون متعدد المؤسسات مع جيراننا من شأنه أن يغير الطب على مدار القرن الحادي والعشرين ".

الكلى في صورة مصغرة

حتى الآن ، لم يتمكن العلماء من إنشاء كلى بشرية كاملة - فهي معقدة للغاية.

في جامعة جنوب كاليفورنيا ، على الرغم من ذلك ، يعمل مختبر مكماهون على إقناع الخلايا الجذعية لتنظيم نفسها في نسخ مبسطة ومصغرة من هذا العضو المتطور.

تتكون كل كلية بشرية صحية من مليون مرشح خلوي يسمى النيفرون ، والذي يسحب النفايات من الدم ، من بين مسؤوليات أخرى. يقوم مكماهون وزملاؤه بصنع أعضاء صغيرة (يطلق عليها العلماء اسم "عضيات") تتكون من نيفرون واحد - وهو حجم مناسب لاختبار الأدوية المحتملة.

بمساعدة من منشأة Chang Stem Cell Engineering التابعة لجامعة جنوب كاليفورنيا ، نجح مختبر McMahon في إنتاج عضويات تحمل نفس الطفرة الجينية التي تسبب مرض الكلى المتعدد الكيسات ، وهو السبب الجيني الأكثر شيوعًا للفشل الكلوي. نظرًا لأن عضيات الكلى تتطور إلى أكياس مماثلة لتلك التي تظهر في المرض ، يمكن للعلماء ملاحظة كيفية تقدم المرض وتطوير علاجات قد توقف الأعراض أو تعكسها.

Zhongwei Li ، الأستاذ المساعد في الطب وبيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي ، يعمل بجد أيضًا على زراعة عضيات الكلى. ويوضح لي أن هناك 18000 كلية فقط متاحة كل عام لأكثر من 400000 مريض يحتاجون إليها. يريد في نهاية المطاف إنشاء أعضاء للزرع باستخدام خلايا مولدة للخلايا الجذعية الخاصة التي يمكن أن تتطور وتنظم نفسها في أنسجة الكلى.

يقول لي ، الأستاذ المساعد في الطب وبيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي: "جامعة جنوب كاليفورنيا هي مكان مثالي لدراسة الكلى".

شفاء القلوب

/> أنسجة القلب (صورة ميغان ماكين ، رسم توضيحي لميرا ناميث)

إذا كنت قلقًا بشأن الموت في زلزال أو هجوم سمكة قرش أو صاعقة ، فلا تضيع طاقتك. من المرجح أن تموت بأمراض القلب. كل عام ، يموت حوالي 610.000 شخص في الولايات المتحدة بسبب أمراض القلب. هذا واحد من كل أربع وفيات. وأمراض القلب هي السبب الرئيسي للوفاة في جميع أنحاء العالم.

أنسجة القلب التي ماتت بعد نوبة قلبية لا تعود - إنها تشكل ندبة فقط. أظهرت الدراسات أنه يمكن للأطباء حقن الخلايا الجذعية بأمان في أنسجة القلب التالفة ، ولكن لا توجد علامة واضحة على أن هذه الحقن تعيد القلب.

في جامعة جنوب كاليفورنيا ، يعالج اثنان من باحثي الخلايا الجذعية إصلاح القلب من اتجاهات أخرى.

في مختبر هنري سوكوف ، يهدف الباحثون إلى تسخير قدرة القلب الفطرية على الشفاء. إنهم يدرسون نوعًا متجددًا من خلايا عضلة القلب يسمى خلية عضلة القلب أحادية النواة ثنائية الصبغة. لدى الأطفال حديثي الولادة أعداد كبيرة من هذه الخلايا ، لكن لدى البالغين عدد قليل نسبيًا ، لذلك يعاني الجسم البالغ من صعوبة في تجديد أنسجة القلب بعد الإصابة.

عندما بحثوا عن هذه الخلايا في الفئران ، وجدوا أن بعض الفئران لديها عدد أكبر من هذه الخلايا مقارنة بالفئران الأخرى. لقد تتبعوا هذا الاختلاف إلى جين يسمى تنعك. تشير أبحاثهم إلى أن حجب الجين قد يزيد من أعداد الخلايا المتجددة.

يقول سوكوف ، أستاذ بيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي ، والعلوم التشريحية التكاملية ، والكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، إنه إذا تمكن العلماء من ابتكار عقاقير طبية لتعديل نشاط الجين ، فإن هذه الأدوية يمكن أن تشجع المزيد من الخلايا المتجددة على التطور في القلب. "هذا يمكن أن يحسن من إمكانية التجدد في قلوب البالغين ، كإستراتيجية وقائية لأولئك الذين قد يكونون معرضين لخطر الإصابة بفشل القلب."

في مختبر ميغان ماكين في كلية الهندسة في جامعة جنوب كاليفورنيا فيتربي ، يقوم الباحثون ببناء أنسجة القلب البشري. إنهم لا يدرسون كيفية عمل أنسجة القلب فحسب ، بل يستخدمونها أيضًا لاختبار كيفية استجابتها للأدوية المحتملة.

يطرح العمل مشاكل تستدعي عقلية المهندس. اتضح أن خلايا عضلة القلب لا تنضج بشكل كامل في البيئة المختبرية النموذجية لنمو الخلايا - طبق بتري مليء بسائل دافئ ومغذي. لتتطور بشكل صحيح ، تحتاج خلايا عضلة القلب إلى ممارسة بعض التمارين عن طريق الانقباض في إيقاع ضربات القلب. للقيام بذلك ، يحتاجون إلى البنية والمقاومة ، والتي يوفرها باحثو المختبر في شكل سقالة صغيرة تسمى رقاقة.

هذا "القلب على رقاقة" يعيد إنتاج أنسجة قلب الإنسان الطبيعية على نطاق صغير في المختبر.

في النهاية ، يأمل ماكين أن تساهم التكنولوجيا في الطب الدقيق. يمكن للعلماء اختبار الأدوية على أنسجة قلب المريض على شريحة. في النهاية ، يمكن أن يمكّن هذا الأطباء من تخصيص الجرعات واختيار الأدوية التي تسبب أقل آثار جانبية لكل مريض.

عظام أقوى

/> أضلاع الفأر (صورة فرانشيسكا مارياني ، رسم توضيحي لميرا ناميث)

وفقًا للحكمة الشائعة ، تلتئم العظام. في الواقع ، يعاني حوالي 5 ملايين شخص في الولايات المتحدة كل عام من كسور تفشل في الإصلاح. من كبار السن الذين يخضعون لاستبدال مفصل الورك أو الركبة إلى الجنود المصابين بفعل الانفجارات أو الطلقات النارية ، يعاني العديد من المرضى من عيوب في العظام تكون شديدة للغاية بحيث لا يمكن إصلاحها. لتعقيد الأمور ، يمكن أن يقوض كل شيء من مرض السكري إلى عملية الشيخوخة الطبيعية قدرة العظام على الشفاء.

يأمل باحثو جامعة جنوب كاليفورنيا في استخدام الخلايا الجذعية يومًا ما لبناء عظام جديدة في المرضى الذين يعانون من إصابات شديدة أو غير قابلة للشفاء. ليبرمان ، الذي يرأس قسم جراحة العظام في مدرسة كيك ، تعاون مع غيج كرامب وفرانشيسكا مارياني ، وهما عضوان من أعضاء هيئة التدريس من قسم بيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي ، لتطوير العلم.

حقق الفريق بداية واعدة في المختبر. اكتشفوا أن شفاء العظام يتطلب نوعًا خاصًا من خلايا الإصلاح ، والتي أطلقوا عليها اسم خلية غضروفية متحجرة. الآن يدرس الباحثون مادة تحفز خلايا الإصلاح هذه لإصلاح العظام.

فتح مرض السكري الوراثي

ما يقرب من 10 في المائة من الأمريكيين ، أو 30 مليون شخص ، لديهم شكل من أشكال مرض السكري. يحدث مرض السكري عندما ترتفع مستويات الجلوكوز في الدم. الأنسولين ، هرمون يفرزه البنكرياس ، يساعد الجسم على سحب الجلوكوز من الدم إلى الخلايا حيث يحتاج إليه. لكن في بعض الأحيان لا ينتج البنكرياس ما يكفي من الأنسولين أو لا يستطيع الجسم استخدام الأنسولين بشكل جيد.

في كثير من الأحيان ، في مرض السكري ، يهاجم الجهاز المناعي الخلايا الخاصة في البنكرياس التي تصنع الأنسولين - تسمى خلايا بيتا - أو تبلى. يبحث الباحثون في جميع أنحاء العالم عن طرق لإعادة بنائها.

في مستشفى الأطفال في لوس أنجلوس (CHLA) ، تهدف الباحثة سينتا جورجيا إلى استخدام الخلايا الجذعية لمساعدة المرضى الذين يعانون من الأشكال الجينية لمرض السكري.

يركز مختبرها على مريض صغير من CHLA يعاني من مرض وراثي نادر يعرف باسم الغدد الصماء المعوي. يتسبب المرض في حدوث إسهال مزمن لأن المرضى يفتقرون إلى خلايا معدية معوية معينة تنتج الهرمونات ، وفي النهاية يفقدون خلايا بيتا أيضًا ، مما يسبب مرض السكري.

بمساعدة مرفق Chang Stem Cell Engineering التابع لجامعة جنوب كاليفورنيا ، أخذ فريق جورجيا الخلايا الجذعية المستمدة من جلد المريض وتعديل جينوم الخلايا لإصلاح الطفرة الجينية وراء المشكلة. ثم استخدموا هذه الخلايا الجذعية المصححة وراثيًا لتوليد خلايا جديدة منتجة للأنسولين.
والهدف من ذلك هو إعادة زرع هذه الخلايا المنتجة للأنسولين في المريض لعكس داء السكري ، مما يوفر علاجًا مخصصًا لاستبدال الخلايا.

تقول جورجيا ، الأستاذة المساعدة لطب الأطفال وبيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي في كلية كيك للطب في جامعة جنوب كاليفورنيا: "نأمل أن تخلق هذه الدراسة سابقة لكيفية إنتاج خلايا أنسولين جديدة للمرضى المصابين بأشكال وراثية من مرض السكري".

وجوه جديدة

"وجوهنا هي هوياتنا ، وأول شيء تراه عندما تنظر إلى شخص ما هو وجهه" ، كما يقول يانغ تشاي ، مدير مركز البيولوجيا الجزيئية للقحف الوجهي في كلية هيرمان أوسترو لطب الأسنان في جامعة جنوب كاليفورنيا. ولكن عندما يكون لدى شخص ما شفة مشقوقة أو أي تشوه أو صدمة أخرى في الوجه ، فقد يكون ذلك مدمرًا.

يهدف شاي إلى إيجاد علاجات لبعض العيوب الخلقية والإصابات القحفية الوجهية الأكثر شيوعًا. للقيام بذلك ، قام بالاستفادة من مصدر غني للخلايا الجذعية: اللب الداخلي للأسنان.

مدعومًا بمنحة قدرها 12 مليون دولار من المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ، يعمل مع باحثين من كلية الطب Keck ومؤسسات من ستانفورد إلى مدينة الأمل في المشروع.

لقد استخدموا بالفعل هذه الخلايا الجذعية لتكوين العظام الفريدة عالية الكثافة التي تتكون منها الجمجمة. إذا تمكنت هذه الخلايا الجذعية من إصلاح الثقوب التي يبلغ ارتفاعها أربعة سنتيمترات في جماجم الحيوانات بشكل فعال ، فإن مشروع البحث سيقدم العلاج إلى تجربة سريرية للمرضى الذين يعانون من قصور في العظام بسبب الإصابات أو مشاكل الأسنان أو العيوب الخلقية.

يُطلق على أحد العيوب الخلقية التي يعالجها علماء جامعة جنوب كاليفورنيا اسم تعظم الدروز الباكر. تحدث المشكلة النادرة والخطيرة عندما تندمج أجزاء من جمجمة الطفل معًا في مفاصل تسمى الغرز ، مما يقيد نمو الدماغ ويعطل الرؤية والنوم والأكل ومعدل الذكاء. لعلاج هذه الحالة ، يجب أن يخضع الأطفال في مرحلة النمو لعمليات جراحية متكررة لتوسيع الجمجمة - والتي تكون خطيرة ومؤلمة كما تبدو.

شاي هو واحد من بين عشرات الباحثين في الخلايا الجذعية في جامعة جنوب كاليفورنيا يعملون لمساعدة هؤلاء الأطفال. لقد حدد مختبره بالفعل مجموعة حرجة من الخلايا الجذعية التي توجد عادة في خيوط الجمجمة ، واكتشف كيفية التعامل مع هذه الخلايا الجذعية لتشكيل خيوط جديدة في الفئران.

يقول تشاي: "هذا شيء يجب القيام به حقًا من خلال جهد تعاوني". "يوفر USC أفضل بيئة للبحث التعاوني ، مما أدى إلى تمويل المعاهد الوطنية للصحة ومنشوراتها نتيجة لهذا التعاون. ستعمل هذه الدراسات التعاونية على تغيير طريقة تقديم الرعاية الصحية لمرضانا بشكل جذري ".


لقاحات وعقاقير مضادة للفيروسات للعلاج

في بعض الحالات ، يمكن استخدام اللقاحات لعلاج عدوى فيروسية نشطة. المفهوم الكامن وراء ذلك هو أنه من خلال إعطاء اللقاح ، يتم تعزيز المناعة دون إضافة المزيد من الفيروسات المسببة للأمراض. في حالة داء الكلب ، وهو مرض عصبي قاتل ينتقل عن طريق لعاب الحيوانات المصابة بفيروس داء الكلب ، قد يكون تطور المرض من وقت عضة الحيوان إلى الوقت الذي يدخل فيه الجهاز العصبي المركزي أسبوعين أو أكثر. هذا هو الوقت الكافي لتطعيم الفرد الذي يشتبه في تعرضه للعض من قبل حيوان مسعور ، واستجابته المناعية المعززة كافية لمنع الفيروس من دخول الأنسجة العصبية. وبالتالي ، يتم تجنب العواقب العصبية المميتة للمرض ، ولا يتعين على الفرد إلا التعافي من اللدغة المصابة. يتم استخدام هذا النهج أيضًا في علاج فيروس إيبولا ، أحد أسرع الفيروسات وأكثرها فتكًا على وجه الأرض. ينتقل هذا المرض عن طريق الخفافيش والقردة العليا ، ويمكن أن يتسبب في وفاة 70-90 في المائة من البشر المصابين في غضون أسبوعين. باستخدام اللقاحات المطورة حديثًا التي تعزز الاستجابة المناعية بهذه الطريقة ، هناك أمل في أن يكون الأفراد المصابون أكثر قدرة على السيطرة على الفيروس ، مما يحتمل أن ينقذ نسبة أكبر من الأشخاص المصابين من الموت السريع والمؤلم للغاية.

طريقة أخرى لعلاج الالتهابات الفيروسية هي استخدام الأدوية المضادة للفيروسات. غالبًا ما تحقق هذه الأدوية نجاحًا محدودًا في علاج الأمراض الفيروسية ، ولكن في كثير من الحالات ، تم استخدامها للسيطرة على الأعراض وتقليلها لمجموعة متنوعة من الأمراض الفيروسية. بالنسبة لمعظم الفيروسات ، يمكن لهذه الأدوية أن تثبط الفيروس عن طريق منع عمل واحد أو أكثر من بروتيناته. من المهم أن يتم ترميز البروتينات المستهدفة بواسطة جينات فيروسية وأن هذه الجزيئات غير موجودة في خلية مضيفة سليمة. بهذه الطريقة ، يتم إعاقة النمو الفيروسي دون الإضرار بالعائل. هناك أعداد كبيرة من الأدوية المضادة للفيروسات المتاحة لعلاج العدوى ، بعضها مخصص لفيروس معين والبعض الآخر يمكن أن يؤثر على فيروسات متعددة.

تم تطوير مضادات الفيروسات لعلاج الهربس التناسلي (الهربس البسيط 2) والإنفلونزا. بالنسبة للهربس التناسلي ، يمكن للأدوية مثل الأسيكلوفير أن تقلل من عدد ومدة نوبات المرض الفيروسي النشط ، والتي يصاب خلالها المرضى بآفات فيروسية في خلايا جلدهم. نظرًا لأن الفيروس يظل كامنًا في الأنسجة العصبية للجسم مدى الحياة ، فإن هذا الدواء ليس علاجيًا ولكن يمكن أن يجعل أعراض المرض أكثر قابلية للتحكم. بالنسبة للأنفلونزا ، يمكن للأدوية مثل تاميفلو (أوسيلتاميفير) (الشكل 3) أن تقلل من مدة أعراض "الأنفلونزا" بمقدار يوم أو يومين ، لكن الدواء لا يمنع الأعراض تمامًا. يعمل التاميفلو عن طريق تثبيط إنزيم (نورامينيداز فيروسي) يسمح للفيروسات الجديدة بمغادرة خلاياها المصابة. وهكذا ، فإن عقار تاميفلو يمنع انتشار الفيروس من الخلايا المصابة إلى الخلايا السليمة. تم استخدام عقاقير أخرى مضادة للفيروسات ، مثل Ribavirin ، لعلاج مجموعة متنوعة من الالتهابات الفيروسية ، على الرغم من أن آلية عملها ضد فيروسات معينة لا تزال غير واضحة.

الشكل 3. (أ) تاميفلو يثبط إنزيم فيروسي يسمى نيورامينيداز (NA) موجود في الغلاف الفيروسي للإنفلونزا. (ب) يشق Neuraminidase العلاقة بين Hemagglutinin الفيروسي (HA) ، الموجود أيضًا في الغلاف الفيروسي ، والبروتينات السكرية على سطح الخلية المضيفة. يمنع تثبيط النيورامينيداز الفيروس من الانفصال عن الخلية المضيفة ، وبالتالي منع المزيد من العدوى. (الائتمان أ: تعديل العمل بواسطة م. إيكمان)

إلى حد بعيد ، كان أنجح استخدام للأدوية المضادة للفيروسات هو علاج فيروس نقص المناعة البشرية الارتجاعي ، الذي يسبب مرضًا ، إذا لم يتم علاجه ، يكون قاتلًا عادة في غضون 10-12 سنة بعد الإصابة. تمكنت الأدوية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية من التحكم في تكاثر الفيروس لدرجة أن الأفراد الذين يتلقون هذه الأدوية يعيشون لفترة أطول بكثير من غير المعالجين.

تمنع الأدوية المضادة لفيروس نقص المناعة البشرية تكاثر الفيروس في العديد من المراحل المختلفة لدورة تكرار فيروس نقص المناعة البشرية (الشكل 4). تم تطوير الأدوية التي تمنع اندماج الغلاف الفيروسي لفيروس نقص المناعة البشرية مع غشاء البلازما للخلية المضيفة (مثبطات الاندماج) ، وتحويل جينوم الحمض النووي الريبي الخاص به إلى DNA مزدوج الشريطة (مثبطات النسخ العكسي) ، ودمج الحمض النووي الفيروسي في الجينوم المضيف (مثبطات الإنزيم) ، ومعالجة البروتينات الفيروسية (مثبطات الأنزيم البروتيني).

الشكل 4. فيروس نقص المناعة البشرية ، وهو فيروس عشري الوجوه مغلف ، يلتصق بمستقبل CD4 لخلية مناعية ويندمج مع غشاء الخلية. يتم إطلاق المحتويات الفيروسية في الخلية ، حيث تقوم الإنزيمات الفيروسية بتحويل جينوم الحمض النووي الريبي أحادي الشريطة إلى DNA ودمجه في جينوم المضيف. (الائتمان: NIAID ، NIH)

عندما يتم استخدام أي من هذه الأدوية بشكل فردي ، فإن معدل الطفرات العالية للفيروس يسمح له بتطوير مقاومة للعقار بسهولة وسرعة ، مما يحد من فعالية الدواء. كان الاختراق في علاج فيروس نقص المناعة البشرية هو تطوير HAART ، وهو علاج فعال للغاية مضاد للفيروسات القهقرية ، والذي يتضمن مزيجًا من الأدوية المختلفة ، يُسمى أحيانًا عقار "كوكتيل". بمهاجمة الفيروس في مراحل مختلفة من دورته التكاثرية ، يصعب على الفيروس تطوير مقاومة لأدوية متعددة في نفس الوقت. ومع ذلك ، حتى مع استخدام العلاج المركب HAART ، هناك قلق من أن الفيروس سيطور بمرور الوقت مقاومة لهذا العلاج. وبالتالي ، يتم تطوير عقاقير جديدة مضادة لفيروس نقص المناعة البشرية باستمرار على أمل مواصلة المعركة ضد هذا الفيروس الفتاك للغاية.

اتصال يومي

علم الفيروسات التطبيقي

أدت دراسة الفيروسات إلى تطوير مجموعة متنوعة من الطرق الجديدة لعلاج الأمراض غير الفيروسية. تم استخدام الفيروسات في العلاج الجيني. يستخدم العلاج الجيني لعلاج الأمراض الوراثية مثل نقص المناعة المشترك الشديد (SCID) ، وهو مرض وراثي متنحي يولد فيه الأطفال بجهاز مناعي ضعيف للغاية. أحد الأنواع الشائعة من SCID يرجع إلى نقص إنزيم ، أدينوزين ديميناز (ADA) ، الذي يكسر قواعد البيورين. لعلاج هذا المرض عن طريق العلاج الجيني ، يتم أخذ خلايا نخاع العظام من مريض SCID ويتم إدخال جين ADA. وهنا يأتي دور الفيروسات ، ويعتمد استخدامها على قدرتها على اختراق الخلايا الحية وجلب الجينات معها. يتم تعديل فيروسات مثل الفيروس الغدي ، وهو فيروس بشري يصيب الجهاز التنفسي العلوي ، بإضافة جين ADA ، ثم ينقل الفيروس هذا الجين إلى الخلية. ثم يتم إعادة الخلايا المعدلة ، القادرة الآن على صنع ADA ، إلى المرضى على أمل علاجهم. العلاج الجيني باستخدام الفيروسات كحامل للجينات (ناقلات فيروسية) ، على الرغم من أنه لا يزال تجريبيًا ، إلا أنه يبشر بعلاج العديد من الأمراض الوراثية. ومع ذلك ، لا يزال يتعين حل العديد من المشكلات التكنولوجية حتى يكون هذا النهج طريقة قابلة للتطبيق لعلاج الأمراض الوراثية.

يعتمد استخدام طبي آخر للفيروسات على خصوصيتها وقدرتها على قتل الخلايا التي تصيبها. الفيروسات الحالة للأورام تم تصميمها في المختبر خصيصًا لمهاجمة الخلايا السرطانية وقتلها. تم استخدام فيروس غدي معدل وراثيًا يعرف باسم H101 منذ عام 2005 في التجارب السريرية في الصين لعلاج سرطانات الرأس والرقبة. كانت النتائج واعدة ، مع معدل استجابة قصير المدى لمزيج من العلاج الكيميائي والعلاج الفيروسي أكبر من العلاج الكيميائي وحده. قد يبشر هذا البحث المستمر ببداية عصر جديد من علاج السرطان ، حيث يتم هندسة الفيروسات للعثور على الخلايا السرطانية وقتلها على وجه التحديد ، بغض النظر عن مكان انتشارها في الجسم.

يعتمد الاستخدام الثالث للفيروسات في الطب على خصوصيتها ويتضمن استخدام العاثيات في علاج الالتهابات البكتيرية. عولجت الأمراض البكتيرية بالمضادات الحيوية منذ الأربعينيات. ومع ذلك ، بمرور الوقت ، طورت العديد من البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية. وخير مثال على ذلك هو مقاومة الميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية (MRSA ، تلفظ "mersa") ، عدوى شائعة في المستشفيات. هذه البكتيريا مقاومة لمجموعة متنوعة من المضادات الحيوية ، مما يجعل علاجها صعبًا. إن استخدام العاثيات الخاصة بمثل هذه البكتيريا سيتجاوز مقاومتها للمضادات الحيوية ويقتلها على وجه التحديد. بالرغم ان العلاج بالعاثيات قيد الاستخدام في جمهورية جورجيا لعلاج البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية ، ولم تتم الموافقة على استخدامه لعلاج الأمراض التي تصيب الإنسان في معظم البلدان. ومع ذلك ، تم تأكيد سلامة العلاج في الولايات المتحدة عندما وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على رش اللحوم بالعاثيات لتدمير مسببات الأمراض الغذائية. الليستيريا. مع تطور المزيد والمزيد من سلالات البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية ، قد يكون استخدام العاثيات حلاً محتملاً للمشكلة ، كما أن تطوير العلاج بالعاثيات يحظى باهتمام كبير للباحثين في جميع أنحاء العالم.


ما هو العلاج الجيني

العلاج الجيني هو إدخال الحمض النووي الطبيعي مباشرة في الخلية لتصحيح العيوب الجينية. النهجان الرئيسيان للعلاج الجيني هما إما إدخال جين يشفر بروتينًا وظيفيًا أو نقل كيان يغير تعبير الجين في الجينوم.

  1. أثناء إدخال الجين الوظيفي في الجينوم ، يتم إدخال قطع كبيرة نسبيًا من الجينات (& gt1kb) في الخلية جنبًا إلى جنب مع تسلسل المحفز الذي يبدأ التعبير الجيني. يجب أيضًا تقديم تسلسلات التشوير التي توجه معالجة RNA جنبًا إلى جنب مع منطقة تشفير البروتين.
  2. من أجل تغيير التعبير الجيني للجين الداخلي في الجينوم ، يتم إدخال أجزاء قصيرة نسبيًا من المادة الوراثية (20-50 زوجًا أساسيًا) مكملة لـ mRNA للجين المعيب. يمكن تحقيق تغيير التعبير الجيني عن طريق منع معالجة الرنا المرسال أو بدء الترجمة أو يؤدي إلى تدمير الرنا المرسال.

طرق التوصيل الفعالة مثل النواقل تسهل نقل الجينات إلى الخلايا أثناء العلاج الجيني. يتم استخدام نوعين من النواقل في العلاج الجيني: ناقلات فيروسية وناقلات غير فيروسية. يمكن أن تكون أنظمة التوصيل غير الفيروسية عبارة عن بلازميدات أو أليغنوكليوتيدات مُصنَّعة كيميائيًا. يعتمد اختيار المتجه الأمثل على عدة معلمات:

  1. نوع الخلية المستهدفة وخصائصها
  2. طول عمر التعبير المطلوب
  3. حجم المادة الوراثية المنقولة

الهدف: التغليف

بعد التكاثر ، لا يمكن للحمض النووي الريبي الفيروسي أن يستمر في العدوى حتى يتم تعبئته في فيروس ناضج ويخرج من الخلية المضيفة. هذا يتطلب بروتينات تغليف خاصة. (في فيروس كورونا ، تقوم هذه البروتينات بواجب مزدوج من خلال مساعدة الحمض النووي الريبي الفيروسي أيضًا على الارتباط بإنزيمات النسخ الخاصة به.) يبدو أن خطوة التعبئة هذه توفر فرصة رائعة للعلاج المستهدف ، حيث يجب أن يحد تعطيلها من كمية الفيروسات الوظيفية التي يتم إنتاجها. ويتم تصديرها من أي خلية معينة.

لكن الأدوية التي تحاول منع العبوات الفيروسية نادرة - لا يستطيع راكانييلو التفكير إلا في واحد ، وهو علاج التهاب الكبد B الذي يتسبب في تكوين جزيئات الفيروس الناضجة دون أي مادة وراثية بداخلها. قال راشانييلو: "لقد كان هذا مضادًا غير عادي للفيروسات". "ليس هناك شيء آخر مثله." جزء من المشكلة ، كما قال ، هو أن البروتينات الهيكلية مثل هذه موجودة بأعداد كبيرة ، لأنها جزء من كل جسيم فيروسي يتم إنتاجه. وعليك أن تتدخل في كل هذه النسخ حتى تكون فعالة.

مشكلة أخرى هي أن التفاعلات بين البروتينات والمواد الجينية أثناء تغليف الفيروس تميل إلى إشراك اتصالات واسعة بين جزيئات متعددة. يصعب تعطيلها على وجه التحديد ، وقد يتطلب القيام بذلك جزيئات كبيرة لا تنتشر داخل وخارج الخلايا جيدًا. لذلك ، بينما نعرف أي بروتين يرتبط بـ RNA ويساعد في حزمه داخل جزيء الفيروس ، فإن هذا البروتين ليس هدفًا واضحًا للعلاجات.

من الصعب أيضًا تعطيل الفيروسات المعبأة حديثًا أثناء نقلها خارج الخلية. بمجرد تعبئتها ، تترك فيروسات كورونا الخلية المضيفة عبر نظام تصدير يستخدم عادة لإرسال المواد إلى سطح الخلية (عملية تسمى طرد الخلايا). هذه العملية عامة إلى حد ما - فهي تعمل مع مجموعة كبيرة من البروتينات بالإضافة إلى تلك المشفرة بواسطة فيروسات كورونا - مما يجعلها حيوية لبقاء الخلية. نتيجة لذلك ، لا توجد أماكن كثيرة يمكننا فيها التدخل دون إيقاف إفراز الخلايا في الخلايا السليمة أيضًا.


الخير الذي تفعله الفيروسات

من المدهش أنه مع أكثر من خمسة وثلاثين عامًا من العمل المشترك في مجال علم الفيروسات ، نواصل القراءة بشكل منتظم حول الفيروسات الجديدة الناشئة التي تصيب الأنواع من جميع مجالات الحياة الثلاثة. ينصب تركيز بحثنا على فيروسات الحمض النووي أحادية السلسلة. حتى بالنسبة لهذه المجموعة الصغيرة من الفيروسات على ما يبدو ، يتم تحديد العديد من الأعضاء الجدد كل عام والتي تحتاج إلى تمييز ، مما يوفر فرصًا لا نهاية لها على ما يبدو لاتجاهات بحثية جديدة. في الواقع ، لا تنتهي دراسة هذه الفيروسات الجديدة بتوصيف خصائصها الفيزيائية أو أنماطها الظاهرية المسببة للأمراض ، لأن العديد منها لديه القدرة على التطور إلى بيولوجيا مفيدة ذات فوائد علاجية للبشر. تشير تجربتنا كعلماء فيروسات إلى أن استخدام الفيروسات "الجيدة" هو ممارسة شائعة. إذا كان الاستطلاع سيطلب من غير المتخصصين في علم الفيروسات إبداء آرائهم حول الفيروسات ، فمن غير المرجح أن تظهر كلمة "جيد". بدلاً من ذلك ، من المرجح أن تهيمن كلمات مثل "مرض" أو "عدوى" أو "معاناة" أو "تهدد الحياة" ، حيث يفكر الناس في المقام الأول في فيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية أو فيروس إيبولا أو فيروس زيكا أو فيروس الإنفلونزا أو أي تفش جديد في الأخبار. ومع ذلك ، كما اكتشفنا الآن ، ليست كل الفيروسات ضارة بصحة الإنسان. في الواقع ، تتمتع بعض الفيروسات بخصائص مفيدة لمضيفيها في علاقة تكافلية (1) ، بينما يمكن استخدام فيروسات أخرى طبيعية ومختبرية لاستهداف الخلايا السرطانية وقتلها ، لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض الوراثية كأدوات علاج الجينات والخلايا ، أو لتكون بمثابة لقاحات أو وكلاء لقاح. أصبحت القدرة على علاج الأمراض باستخدام الفيروسات ، والتي يشار إليها غالبًا باسم العلاج الفيروسي ، موضوع بحث مكثف في السنوات الأخيرة.

السرطان هو أحد الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع أنحاء العالم. وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، توفي حوالي 8.8 مليون شخص بسبب السرطان في عام 2015. يعتمد العلاج التقليدي للسرطان بشكل أساسي على العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي والجراحة. على الرغم من أن هذه العلاجات قد زادت من معدلات بقاء المريض على قيد الحياة ، إلا أن فعاليتها غالبًا ما تكون محدودة اعتمادًا على نوع السرطان الذي يتم علاجه. بالإضافة إلى ذلك ، تحدث آثار جانبية كبيرة لأن الخلايا غير السرطانية يتم استهدافها أيضًا بواسطة طرق العلاج هذه. التكرار بعد العلاج الناجح هو أيضًا مصدر قلق. يشتمل أحد المجالات الناشئة في علاج السرطان على علاجات بديلة تستخدم الفيروسات لقتل الخلايا السرطانية بشكل انتقائي. جاءت فكرة هذا النهج من خلال الملاحظات المبكرة لانحدار السرطان لدى المرضى الذين يعانون من عدوى فيروسية غير مرتبطة (2). في العقدين الماضيين ، ظهرت فيروسات من مجموعة متنوعة من العائلات المختلفة (على سبيل المثال ، Adenoviridae, الهربس, Rhabdoviridae, Parvoviridae, Picornaviridae, Reoviridae، و الجدري) تم دراستها لاستخدامها المحتمل كعوامل مضادة للسرطان (3). بسبب استدارتها للأورام وقدرتها على التكاثر بشكل انتقائي في الخلايا السرطانية وفي النهاية تتلاشى دون الإضرار بالخلايا غير السرطانية ، يشار إليها باسم فيروسات حال الورم. حاليًا ، هناك تجارب سريرية متعددة من المرحلة الأولى إلى المرحلة الثالثة جارية لعلاج أنواع مختلفة من السرطان ، بما في ذلك سرطان الخلايا الكبدية ، والورم الأرومي الدبقي متعدد الأشكال ، وسرطان القولون والمستقيم ، وسرطان الرئة ، والثدي ، والبروستاتا ، والبنكرياس ، والمثانة ، والمبيض (4). في عام 2015 ، تمت الموافقة على أول علاج لفيروس حال الورم يعتمد على فيروس الهربس من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ووكالة الأدوية الأوروبية لعلاج آفات سرطان الجلد في الجلد والغدد الليمفاوية (5). نتوقع أن نرى في المستقبل القريب أن الإكمال الناجح للعديد من التجارب السريرية سيؤدي إلى الموافقة على علاجات إضافية لفيروسات الورم.

على النقيض من علاجات فيروس الورم ، حيث يعتمد العلاج على تكاثر الفيروس وموت الخلايا ، يتم استخدام فيروسات غير متكررة كناقلات لتوصيل الجينات التصحيحية. الهدف من العلاج الجيني بوساطة الفيروس هو إيصال الجينات العلاجية والتعبير عنها إلى الخلايا المستهدفة المرغوبة لاستعادة وظيفة الجين المعيب لعلاج الاضطرابات أحادية الجينات. يستخدم العلاج الجيني الفيروسي القدرة الطبيعية لجزيئات الفيروس لحماية الحمض النووي المغلف من التدهور ولتوصيل الحمض النووي إلى النواة. بالنسبة لمتجه العلاج الجيني المثالي ، يتم استبدال الجينوم الفيروسي من النوع البري بالكامل تقريبًا بكاسيت التعبير الجيني المؤتلف. هذا الجانب هو اختلاف كبير مقارنة بالفيروسات الحالة للأورام المستخدمة في العلاجات المضادة للسرطان ، والتي تشفر العديد من الجينات الفيروسية. في المئات من التجارب السريرية الجارية ، فإن النواقل الأكثر استخدامًا للعلاج الجيني هي الفيروسات الغدية والفيروسات القهقرية / الفيروسات البطيئة والفيروسات المرتبطة بالغدة (AAVs) (6). كل نظام له إيجابياته وسلبياته التي يجب أخذها في الاعتبار قبل الاستخدام لضمان توصيل الجينات والتعبير الفعال للنجاح السريري. تم تحقيق النجاحات الأخيرة في العديد من التجارب السريرية وخاصة باستخدام ناقلات الفيروسة البطيئة و AAV (6). تُستخدم نواقل الفيروسة البطيئة في المقام الأول لتوصيل الجينات المكونة للدم خارج الجسم الحي ، حيث تتم إزالة خلايا المريض ونقلها مع الناقل الفيروسي ، مما ينتج عنه خلايا معدلة يمكن زرعها مرة أخرى للمريض بعد فحص شامل للزراعة. يسمح فحص ما قبل الإدارة بتحديد مواقع التكامل المطفرة للجينومات الأولية في الجينوم الخلوي لعملية الزرع. تم دمج هذه الفحوصات في تصميم التجارب الإكلينيكية بعد اكتشاف التكوّن الورمي الذي يؤدي إلى سرطان الدم بالخلايا التائية في المرضى الذين يخضعون للعلاج الجيني الفيروسي. في المقابل ، تُستخدم نواقل AAV بشكل أساسي في تطبيقات العلاج الجيني في الجسم الحي ، حيث يتم حقن جزيئات ناقل الفيروس في الوريد ، أو العضل ، أو داخل الجمجمة ، أو داخل الجسم الزجاجي ، أو تحت الشبكية ، اعتمادًا على الخلايا المستهدفة المرغوبة. والجدير بالذكر أن ناقل AAV1 لعلاج نقص ليباز البروتين الدهني تمت الموافقة عليه كأول منتج طبي للعلاج الجيني الفيروسي في العالم الغربي من قبل وكالة الأدوية الأوروبية في عام 2012 (7). أدت هذه الموافقة إلى زيادة هائلة في اهتمام الصناعة ونمو مجال التكنولوجيا الحيوية AAV ، بما في ذلك جمع 2 مليار دولار من قبل عشر شركات فقط في عام 2015 لتطوير علاجات جينية AAV. مثال آخر على تجربة سريرية متجه AAV مكتملة بنجاح يتضمن ناقل AAV8 يعبر عن العامل البشري IX لعلاج الهيموفيليا ب. أدى حقنة واحدة من جسيمات AAV هذه إلى انخفاض بنسبة 90٪ في عدد نوبات النزيف لدى المشاركين في الدراسة أكثر من فترة تزيد عن ثلاث سنوات بدون آثار سامة (8). أحد الجوانب السلبية هو أن العلاج الجيني AAV هو العلاج الأكثر تكلفة حاليًا ، حيث يبلغ 1 مليون دولار لكل علاج. بالتأكيد ، هناك حاجة إلى بذل جهود متواصلة لجعلها في متناول الجميع. هناك مشكلة أخرى في العلاج الجيني AAV وهي إمكانية الاستجابات المناعية ضد قفيصة الفيروس وكذلك منتجات الجينات العلاجية التي يتم إنتاجها. منذ عشرة إلى خمسة عشر عامًا ، كان يُعتقد أن AAVs لا تثير استجابة مناعية. ومع ذلك ، فقد أثبتت التطبيقات في الحيوانات الكبيرة والرئيسيات غير البشرية والبشر منذ ذلك الحين أن هذا غير صحيح. وبالتالي ، من أجل الحفاظ على تعبير البروتين العلاجي ، تم تطوير استراتيجيات مختلفة لتجنب أو قمع هذه الاستجابات المناعية (9).

في سيناريوهات العلاج الجيني ، من المهم تجنب الاستجابات المناعية لفيروس قفيصة ومنتج الجينات المعدلة وراثيا. في المقابل ، بالنسبة للقاحات الفيروسية ، فإن الهدف هو استنباط الاستجابات المناعية ، بما في ذلك إنتاج الأجسام المضادة المعادلة. للحث على استجابة مناعية وقائية ، يتم حقن المرضى بفيروس موهن أو معطل أو بمضادات فيروسية محددة. بالنسبة للمرضى الذين يعانون من اضطراب نقص المناعة ، يمكن إجراء التحصين السلبي عن طريق الإعطاء المباشر للأجسام المضادة. ومع ذلك ، فإن هذه المناعة مؤقتة ، وتستمر فقط لبضعة أسابيع أو شهور. لذلك ، تم تطوير نواقل العلاج الجيني التي تعيق الأجسام المضادة على نطاق واسع والتي يمكن استخدامها في العلاج طويل الأمد لفيروس نقص المناعة البشرية والإنفلونزا وكذلك لعلاج السرطان (10).

بعض الفيروسات التي تصيب البشر قادرة بالفعل على التسبب في أمراض خطيرة ومميتة في كثير من الأحيان ، ولكن يمكن التلاعب بالفيروسات الأخرى لتكون مفيدة لصحة الإنسان. توفر هذه الفيروسات القدرة على علاج السرطان أو تصحيح الاضطرابات الوراثية أو مكافحة العدوى الفيروسية المسببة للأمراض. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الفيروسات في العديد من الدراسات الجينية لتحديد الآليات الجزيئية ، وتستخدم كمبيدات حشرية ، وقد تم الإبلاغ عن زيادة تحمل الجفاف في بعض النباتات. يجب أن يسعى علماء الفيروسات إلى التقليل من شأن السمعة "السيئة" للفيروسات وتعزيز الحوار حول العديد من الأشياء "الجيدة" التي يمكنهم القيام بها.


استنتاج

هناك الكثير من الأبحاث حول كيفية استخدام الخلايا الجذعية لعلاج الأمراض. من المتوقع أن يتم تطوير علاجات الخلايا الجذعية في المستقبل لأنواع كثيرة من الأمراض التي لا يوجد علاج فعال لها في الوقت الحالي.

قائمة المصطلحات

الخلايا الجذعية الجنينية: & # x02191 الخلية التي يمكن أن تشكل جميع أنواع الخلايا المختلفة الموجودة في الجسم.

الخلايا الجذعية للأديم الظاهر: & # x02191 الخلية التي تشكل خلايا الأديم الظاهر ، مثل خلايا الجلد والخلايا العصبية (خلايا المخ).

الخلايا الجذعية للأديم الباطن: & # x02191 الخلية التي تشكل خلايا الأديم الباطن ، مثل خلايا الرئة وخلايا الغدة الدرقية وخلايا البنكرياس.

الخلايا الجذعية الوسيطة: & # x02191 Cell that forms mesodermal stem cells (mesenchymal stem cells and hematopoietic stem cells).

Hematopoietic stem cells: & # x02191 Cell that forms red blood cells and different types of white blood cells.

أمراض المناعة الذاتية: & # x02191 Disease in which the immune system attacks the own body.

Mesenchymal stem cells: & # x02191 Cell that forms fat cells, bone cells, cartilage cells, and muscle cells.

In vitro fertilization: & # x02191 A technique that is used to fertilize egg cells with sperm outside the body.

Culture dish: & # x02191 Plastic dishes that are used for growing cells in the laboratory.


Why don't stem cell therapies use viruses? - مادة الاحياء

People hospitalized with severe symptoms from the coronavirus are given medicine to bring down the fever and fluids to keep them hydrated, generally by intravenous tube. Some patients are connected to a ventilator: a mechanical device that helps them breathe.

This menu of treatments is called supportive care, and despite the lukewarm-sounding name, there is no question that it saves lives.

But as for waging a direct attack against this virus, and most other viruses, there are no drugs. The human immune system is on its own.

The reasons involve biology and, to a lesser extent, money. Drug companies have developed treatments for a handful of viruses in the last few decades, such as HIV and the flu, but the arsenal is minimal when compared with all the antibiotics we have for treating bacteria. Remember that viruses are not bacteria, so antibiotics are no help.

The main difficulty is that viruses are technically not alive, instead depending on the “machinery” inside human cells to reproduce, said Zachary A. Klase, associate professor of biology at the University of the Sciences. So a drug that targets any part of that parasitic cycle could harm the patient in the process.

“You want something that targets the sickness and not you,” he said. “You need to look for the special things that only the virus is doing."

A few of the enzymes used by various viruses are distinct enough from their human counterparts that they can be targeted without harming the patient, said Megan Culler Freeman, a fellow in the pediatrics department at the University of Pittsburgh. That is how antiviral drugs work against HIV, for example. But even then, such drugs do not eliminate the virus, but instead keep it under control, she said.

Another reason viruses are so hard to treat with drugs is their wide variety, Klase said.

Like cars and boats

Bacteria all are related to each other, at least distantly, and share some common characteristics, such as having a cell wall. So a drug that works against one kind of bacteria, say, by disrupting that cell wall, often works against another. (That is what is meant by “broad-spectrum” antibiotics, though lately, those tried-and-true weapons have been overused, leading certain bacteria to develop resistance.)

Certain classes of viruses, on the other hand, are fundamentally different from each other. Some use RNA as their genetic code, for example, while others use DNA. Some are surrounded by an envelope, others not.

A good analogy is to imagine that bacteria are about as similar to each other as various kinds of cars, Klase said. Various classes of viruses, on the other hand, can be as distinct from each other as cars and boats.

That’s where the money issue comes in. Developing a new drug for each unrelated virus requires a fresh commitment of time and resources.

“A drug company would rather have one drug that’ll cure everything than to have to have 100 drugs that they’re going to have to sell a bit of at a time for each different problem," Klase said.

That has not kept pharmaceutical companies from testing drugs for one virus to see whether they work against another. With the new coronavirus, for example, scientists have been testing a drug called remdesivir, which was originally developed to treat Ebola. But it did not work very well against Ebola, and results so far against the coronavirus are unclear.

The interest in a coronavirus treatment is so keen that misinformation has a way of spreading much like the microbe itself. Earlier this week, Johnson & Johnson issued a statement to dispel rumors that one of its antiviral drugs showed promise. The company said that it was screening a variety of antiviral compounds against the coronavirus, but that so far there is “no evidence” that darunavir, the drug that sparked the rumors, has any effect.

In fairness to the scientists, they have not been at this problem for very long.

Bacteria were first observed under a microscope in 1683. The existence of viruses, which can be less than one-tenth the size of bacteria, was not verified until more than 200 years later.

And even then, scientists could not see them. In 1892, Russian scientist Dmitri Ivanovsky reported he had extracted fluid from a diseased tobacco plant and run it through a type of filter that was known to remove bacteria. He then demonstrated that the filtered fluid could be used to infect healthy plants. Some invisible agent — which would not be seen until the advent of electron microscopes a few decades later — was somehow transmitting disease.

The ‘care cure’

Effective antibiotics have been around for close to a century. Antiviral drugs have come along only in the last few decades, and only for a handful of serious threats.

And they do not always help. Timing is important. Antiviral drugs can lessen the duration of the flu, for example, but only if given early in the course of the disease. By the time a person develops severe symptoms, antiviral drugs are of little use, said Freeman, the Pitt physician.

That might also hold true for the new coronavirus, but more research is sorely needed, said Freeman, who studied the biology of a different coronavirus, SARS, while a Ph.D. student at Vanderbilt.

“It’s important to be able to learn these things ahead of a disaster so we’ll have tools in our toolbox,” Freeman said.

Multiple teams of researchers also are at work on vaccines for the new coronavirus, teaching the human immune system to make its own medicine: antibodies. The first stages of safety testing already are underway, but it will be at least a year before such a vaccine is approved for widespread use, experts predict.

For now, that leaves supportive care. But as University of Pennsylvania medical historian David Barnes has found, nurses and doctors have been making that concept work for a long time.

At the Lazaretto Quarantine Station, a hospital on the Delaware River used to treat immigrants with yellow fever in the early 19th century, patients were more likely to survive the illness than were many in the general population, he said. The regimen was straightforward: clean bedding, rest, adequate food and drink, and palliative medicines to ease the worst symptoms, said Barnes, who is writing a book on the topic.

“There are actually plenty of cures for viral illnesses," he said. “We just don’t think of them as cures. We’re still kind of myopically fixated on finding a cure, when what we really should be doing is getting adequate basic nursing care for all patients.”

That may yet prove to be a challenge in the coronavirus outbreak. The nation’s hospitals have fewer than 70,000 adult intensive-care beds, while epidemiologists say the number of U.S. coronavirus patients with severe symptoms could reach the hundreds of thousands.

If they all get sick during a short period of time, then even what Barnes calls the “care cure” may be in short supply.


Why Don’t Antibiotics Kill Viruses?

one of my favorite rides at Disneyland (other than the Matterhorn) was Monsanto’s Adventures Thru Inner Space. In it, you boarded a vehicle which pretended to gradually shrink you down to the size of molecules. I’m not the only one who remembers it fondly some guy on the Internet has actually re-created the ride using computer animation and sells it as a download.

Update: Did you know that is article is one of the most common reasons worldwide why people come to our site? I have updated the content for all you far-flung web visitors.

My Internet research also informed me that since the ride was free, most of the people on it were teenagers looking for a place to make out. Well, that and the occasional science nerd like me.

An adventure through بيولوجي inner space would be a great ride. My idea is to take a TV talking head news person, and go up his nose. This might explain, on a molecular level, why antibiotics don’t kill viruses.

As we shrink in size, the droning sound of our talking head interviewing a guest will become louder, but earplugs can take care of that. When we are about 1/8 th of an inch, we can easily fit up his nose and see those huge nostril hairs. As we shrink down further, we see the tissue on the inside of the nose is not a smooth uniform sheet but is actually made up of thousands of cells in tight approximation. Continuing to shrink, we find ourselves the size of one of these cells lining his nose. This cell is the target for common cold viruses.

At this level of magnification, we can see bacteria sitting on the cells as well. There are dozens of bacteria, sitting on the outside of the cell, but they are mostly innocent bystanders. Some swim around in the nasal mucous with a whip-like tail, others just wriggle in place. Some are friendly, and by being present they prevent bad bacteria from living up there.

The good bacteria in our talking head’s nose are alive. They move, they divide in two. They eat sugar and give off gas. If you spray them with an antibiotic, they might just keel over and die.

As we shrink, we notice something interesting about the cells lining the nose. Although some look perfectly normal, some look abnormal. One appears broken open. We can’t yet see why, but it has definitely split apart.

Once we shrink down small enough to get inside the cell we see why. There are thousands of tiny particles streaming out of the cell. These are viruses.

Scientists sometimes debate the question of whether viruses are alive or not. Well, they are not alive. This is plainly obvious as we shrink down to the size of a virus. Cells are a hundred times bigger than a bacterium (bacterium = one bacteria), and a bacterium is a thousand times bigger than a virus. If you are down to that size, you are not alive. لماذا ا؟

If we could feel the signs of life coming from a human cell or a bacterium, if biochemical processes made a humming noise like the engines on space ships in science fiction movies, then human cells would be humming, as would bacteria. There are all sorts of chemical reactions going on inside. Energy is being consumed, things are happening. But the viruses would appear as cold, dead, inactive objects. They don’t move, they don’t show any signs of life. They are not eating or breathing. There are no chemical reactions taking place.

Antibiotics kill bacteria by targeting their life processes. The goal in developing antibiotics is to find substances which disrupt the chemical reactions of life for bacteria but don’t harm human cells. For example, penicillin blocks the formation of bacteria cell walls, but does not affect human cells because we have cell membranes, not cell walls. Ciprofloxacin makes it impossible for bacterial DNA to divide, but it has no effect on human DNA.

But if no life is going on, if no chemical processes are underway, then an antibiotic cannot do anything.

Human viruses, like their computer cousins, are simply a set of instructions written in DNA or RNA instead of computer code, surrounded by a protective protein covering. A virus is engineered to attach to a cell and then squirt a short strand of DNA or RNA into the cell. Sometimes, a virus is packaged with one or two chemicals to help it get in and out of cells or to make copies of its DNA.

Being inside the cell is like making it past airport security. In theory, everyone has been screened and everyone should be a good guy, so the human cell does not really have much in the way of immunity to protect itself against foreign and evil DNA. It assumes any DNA it sees is its own. The human body is very good at attacking things which are outside cells, but not so good once they get inside a single cell.

The human cell takes the DNA from the virus and starts following the instructions on it. Instead of making nose mucous, which might be your job if you are a cell lining a nose, you stop doing that and start following the new instructions given to you by the virus. Those new instructions, not surprisingly, tell the cell to start making more copies of the virus. So the cell now devotes all its energy to making viruses. Soon, the cell is full of hundreds, if not thousands of virus particles and it bursts open. These viruses, in turn, go to attack other cells.

You can’t kill a virus because it is already dead

When viruses are out in the open, the body’s immune system soon recognizes them and will destroy them. Viruses are pretty defenseless just floating out there. They are inert, inactive, and can’t run away. If we want to get rid of a viral infection, antibiotics don’t do anything because antibiotics target biological processes in living organisms and viruses are not living.

A better approach is a vaccine. This is a shot form of millions of killed virus particles (or parts of them). The body sees this and gears up the immune system. When the real virus comes along, we know what it looks like and are ready to destroy it before it can start infecting cells.

Another method to combat viruses are drugs which target the virus directly. We call these drugs “antiviral” drugs to distinguish them from the antibiotics that work on bacteria. For example, the flu virus is good at getting inside cells and forcing the cell to make lots of copies of the virus, but the flu virus particles have a hard time breaking out of the cell. Instead of filling up the cell and bursting it open, each flu virus forms a tiny bud and pushes through the cell membrane, one at a time. In order to accomplish this task, it carries a special enzyme called neuraminidase, which sits on the outside of the virus. The job of this enzyme is to punch a hole in the human cell membrane. Tamiflu is an anti-viral drug which blocks neuraminidase. By latching on to the neuraminidase molecule, the smaller Tamiflu molecule prevents the virus from detaching itself from the cell it has infected. This is how it works against influenza. Obviously, you need a virus with this exact biological behavior to be a target for Tamiflu. That is why Tamiflu won’t work against a cold or stomach flu—these viruses don’t bud out of cells and they don’t have neuraminidase molecules on their surface.

Flu viruses are named by the type of neuraminidase they have, they are numbered N1 to N9, and also by one other enzyme they carry, called hemagglutinin. Hemagglutinin also sits on the outside of the virus and allows it to attach to new cells. The first 3 of the 16 types of hemagglutinin easily infect humans. So one virus might be named H1N1, and another H5N1. The “H5” indicates the fifth type of hemagglutinin, and also, by being numbered greater than 3, is a type that does not (yet) easily infect humans. H5N1 is bird flu.

Anyway, back on our ride through our talking head’s nose. We see that many of the cells lining his nose are infected with rhinovirus, the most frequent cause of the common cold. An azithromycin (Z-Pak) molecule floats by, prescribed unnecessarily by a doctor. Azithromycin is a specialized molecule which gets inside a bacteria and finds the spot where the bacteria makes protein. Azithromycin needs an active, living, metabolizing bacterium to do its job. Once inside, azithromycin binds to the protein-making machinery of the bacteria (which is sufficiently different from our own that the drug is not harmful to our cells) and it kills the bacterium by preventing protein production. The bacteria cannot make anything, it cannot do anything new, and gradually dies. The azithromycin molecules are busy killing off innocent bacteria that normally live in the nose. “I’m innocent!” they scream, but the azithromycin does not know good from evil. It kills all bacteria in its path. Meanwhile, the viral infection goes on unimpeded. The virus makes no protein on its own and cannot be harmed by the Z-Pak. Of course, we kill off a few people every year with a Z-pack prescription, a point I try to make when patients are demanding unnecessary antibiotics. (Don’t trust me, Google it: “Do Z-Paks kill people?”)

We see that the nose has lost thousands of cells. They’ve all been converted to common cold virus production houses. When the cell is full of copies of this virus, it explodes, alien-like, and thousands of new virus particles burst forth. When our patient sneezes, many virus particles shoot out his nose and into the atmosphere.

Soon, his immune system begins to recognize that these virus particles are a foreign invader and they gobble them up. Then new healthy cells need to grow back to line his nose. This takes a few days and accounts for the long recovery period from many viral infections. Long after we are no longer contagious, we feel lousy because new cells must be made to replace those lost in the viral infection.

Why do doctors so commonly prescribe antibiotics for viruses when they do absolutely nothing and might make people worse? It’s all about doctors being busy, making patients happy, and not getting sued. A typical primary care physician is so rushed during his day that his main goal is to see people as quickly as possible. If a patient has an expectation of receiving an antibiotic, it takes much longer to explain why an antibiotic is not necessary than to just write the prescription. If insurance companies paid doctors an extra $100 for not prescribing antibiotics for viral infections, then the practice would drop off sharply. However, a visit for bronchitis generally pays the same—antibiotics or not—and an extra 10 minutes of discussion generates no added revenue.

The second problem is patient satisfaction. Every physician on the planet has seen the angry, arms folded, sour-faced posture of a patient who hears that he or she is not going to get an antibiotic. Patients feel they are not being taken seriously. They think that somehow a bacterial infection means something is “really wrong” but a viral one means “the doctor said there was nothing wrong with me.” Tell that to a guy hospitalized with viral pneumonia! And by the way, AIDS, hepatitis, bird flu, chicken pox, Ebola, and SARS are all viruses. Influenza kills more old people than strep throat.

But in any event, doctors want their patients to be happy. You can turn a frown into a smile with antibiotics. Every doctor has done this, even the purists among us.

The third reason for unnecessary antibiotic prescribing is lawsuits. The fact is that it can be hard to tell the difference between bronchitis and an early pneumonia. Should we get a chest X-ray on everyone with a cough? Clearly, that is not good medicine. Anyway, the x-ray sometimes lags behind clinical symptoms. Most sinusitis is not bacterial, but sometimes it is. Should we do a needle aspiration of the sinus on all patients? The doctor who prescribes an antibiotic unnecessarily, when there is at least some plausible reason for doing so, is unlikely to be sued successfully if the patient does poorly. But Heaven help the doctor who, using his best judgment, does the right thing and avoids an antibiotic. One in a hundred will turn out to have a bacterial infection. No legal harm in writing 100 or 200 unnecessary antibiotic prescriptions, but many physicians feel they will be crucified for missing that one person who might’ve benefited from an antibiotic a day or two earlier.

If you are seeing a physician who wants to prescribe an antibiotic, you can get much better care by saying, “Doc, do I really need this? I don’t want to take antibiotics unless it’s really necessary. Would you take this antibiotic if this were you?” If patients did this, who knows, doctors might reply by saying, “I actually think this is likely to be a virus. Why don’t we wait a day or two and see.” Or a physician might say, “Sir, the red streaks going up your arm and the fever of 104 tells me this is bacterial!”

In my practice, I treat patients how I would treat myself or my own family. I personally would never take an antibiotic for the various types of viral crud that goes around all winter. It will just give me diarrhea and make me prone to a real bacterial infection. However, my mother demands an antibiotic, and so if patients are adamant, I offer my best opinion, but I won’t withhold antibiotics if patients insist and there is at least some plausible rationale for prescribing.


شاهد الفيديو: ما هي الخلايا الجذعية. بيولوجيا للجميع. FuseSchool (كانون الثاني 2022).