Gjenomi njerëzor, sëmundjet e trashëgueshme dhe terapia gjenike

Gjenomi njerëzor, sëmundjet e trashëgueshme dhe terapia gjenike.

Me togfjalëshin “gjenom njerëzor” kemi parasysh tërësinë e informacionit të trashëgueshën të njeriut që përbëhet nga rreth 20.000 gjene të ndryshëm. Gjeni nga ana e tij konsiderohet si njësi bazë e informacionit të trashëgueshëm. Një gjen kodon, pra në sekuencën apo njëpasnjëshmërinë e vet molekulare përmban informacionin për kodifikimin e një proteine. Proteinat nga ana e vet janë përgjegjëse për një llojshmëri të madhe funksionesh strukturore, mesazhere, enzimatike etj.

Gjenet mund të mos funksionojnë siç duhet. Ky është rasti i sëmundjeve të trashëguara gjenetikisht, kur një gjen difektoz që mund të krijohet de novo për shkak të një mutacioni apo mund të jetë i trashëguar nga prindërit, kalohet edhe tek pasardhësit – kështu gjeni “i gabuar” kalon nga brezi në brez.

Gjene difektoz të ndryshëm do të japin shenja dhe simptoma të ndryshme. Siç e thamë gjenet funksionojnë duke kontrolluar prodhimin e proteinave. Për shembull nëse një nga gjenet që kontrollojnë koagulimin/mpiksjen e gjakut nuk funksionon mirë, proteina që ai prodhon nuk do të funksionojë mirë duke mos prodhuar proteinën koaguluese funksionuese e kështu duke shkaktuar sëmundjen e hemofilisë.

Këto lloj sëmundjes, pra sëmundjet gjenetike, nuk mund të kurohen me ilaçet apo mjekimet konvencionale. Dhe në përgjithësi, në një masë të madhe akoma edhe sot, mundemi vetëm që të lehtësojmë simptomat dhe ta bëjmë jetën e individit që vuan disi më të lehtë.

Por duke filluar nga vitet 1970të, shkencëtarët filluan të marrin në konsideratë terapinë gjenike, duke menduar që të përdorin gjene të shëndetshëm për të zëvendësuar gjenet difektozë.

Gjenet mund të futen në trupin e njeriut, dhe më saktë në qelizat dhe bërthamat qelizore nëpërmjet një vektori. Termi vektor do të thotë një thërrmijë që transporton gjenin në shënjestrën e vet, që është bërthama qelizore.

Janë hetuar mundësi të ndryshme për vektorët, përfshirë viruset. Viruset në natyrën e vet kanë vetinë që të pushtojnë qelizat e gjalla si pjesë e ciklit të tyre infektiv. Ndaj shkencëtarët menduan që ndoshta viruset mund të përdoreshin që ndërsa realizonin ciklin e tyre infektiv t’i infektonin këto qeliza me gjene difektozë me kopje të shëndetshme të gjeneve.

Terapia gjenike.

Në vitet 1980të një grup shkenctarësh amerikanë, ku rolin më të madh e kishte William French Anderson, arritën që të fusin gjene në një kulturë indi (të rritur në laborator) duke përdorur viruse. Ata e testuan procedurën në kafshë që vuanin nga një sëmundje imunodefiçence gjenetike. Qëllimi ishte futja e gjenit terapeutik në palcën e kockave të kafshës, që mëpastaj do të prodhonte qeliza të shëndetshme gjaku që do të kuronin defiçiencën imuntare. Testi pse jo shumë i sukseshëm, pati rëndësi të madhe.

Në vitin 1990të, William French Anderson realizon tralin (provën) e parë klinike duke trajtuar dy vajza që vuani nga një gjendje defiçence imunitare që njihet si “bubble-boy disease” (sëmundja e djalit në flluskë). Ata që vuajnë nga kjo gjendje rrezikohen shumë nga infeksionet dhe me gjasa duhet ta kalojnë gjithë jetën e vet në një ambient steril, apo në një “flluskë”, pra ambient të izoluar.

Ekipi i zotit Anderson mori mostra qelizore nga të dyja vajzat, i trajtoi këto mostra me virus që transportonte gjene të shëndetshëm, dhe mëpastaj i transfuzionoji mostrat sërisht në trupin e vajzave. Trajtimi u përsërit disa herë përgjat dy viteve dhe funksionoi.

Gjithsesi këto efekte terapeutike ishin të përkohshme, meqë trupi prodhon vazhdimisht qeliza të reja që trashëgojnë gjenin që nuk funksionon mirë. Ky është problemi themelor i terapisë gjenike.

Një tjetër sëmundje ku janë bërë prova të terapisë gjenike është fibroza cistike, që është një gjendje ku qelizat me gjene difentozë prodhojnë një mukus të trashë që bllokon mushkëritë dhe aparatin tretës.

Por shumë probleme të tjera gjenetike nuk vijnë nga një gjen i vetëm, por janë më të ndërlikuara dhe i detrohen gjeneve dhe faktorëve të ndryshëm. Këto probleme janë më të vështira për të trajtuar me njohuritë e sotme, ndaj kërkimi vazhdon.

–

 

 

Transplantet, Organet artificiale, Ksenotrapiantet, Organet në provëz

Transplantet, Organet artificiale, Ksenotrapiantet, Organet në provëz

Organe Artificiale

Kur një organ transplatohet jeta e tij nuk zgjat shumë. Në përgjithësi vetëm 50% e pacientëve që i janë nënshtruar një trapianti arrijnë të ruajnë funksionalitetin e organit pas 15-20 vitesh. Një tjetër faktor i rëndësishëm është edhe rritja e moshës mesatare së donatorëve apo dhuruesëve, pra individëve nga ku merren organet që mëpastaj do të transplatohen, që bën që këto organe të dhuruara të mos jenë më në gjendje edhe aq të re. Këto dhe arsye të tjera bëjnë që sot në botë kërkuesit shkencorë mundohen të gjejnë zgjidhje për ta plotësuar këtë nevojë për organe në mënyra alternative.

Për shembull ekzistojnë organet artificiale në miniaturë, por që nuk na kënaqin akoma mjaftueshëm në kërkesat tona. Duke marrë rastin e veshkës, këto mini organe artificiale, edhe pse mund të funksionojnë mirë, nuk janë në gjendje të garantojnë të gjtiha funksionet endokrine të veshkës natyrale. Kjo bën që e ardhmja e këtyre organeve artificiale në miniaturë të jetë akoma e paqartë dhe e largët.

Një shembull tjetër është ai i zemrës, sepse muskuli kardiak ka një funksion të vetëm relativisht të thjeshtë. Në kontekstin e zemrës ekziston VADi, Ventricuar Assist Device, që është një pompë materiali biokompatibël që implantohet në majën e ventrikullit që nuk funksionon mirë dhe që lidhet me jashtë me një kavo. Në dallim nga një zemër e transplantuar, kjo mini-zemër e transplantuar ka potencialin që të funksionojë në infinit sepse ka një pjesë aktive që punon e varur brenda një fushe magnetike për të eleminuar fërkimin dhe ndaj nuk konsumohet.
Kjo lloj paisje është transplantuar aktualisht në mbi 18 pacientë që janë seleksionuar në të gjithë botën për të marrë pjesë në provën (trial) klinike.

 

Ksenotrapiantet

Që prej viteve 1980të ka patur shpresa gjithnjë e më të mëdha për realizuar transplante me prejardhje prej kafshëve, dhe kjo ka qenë për njëfarë kohe një shpresë realistike. Por si atëhere e akoma edhe sot ka patur disa pengesa kryesisht imunologjike. Së pari, si mund të arrijmë të transplantojmë një organ prej një kafshe pa ngecur në refuzimin hiperakut që ndodh pak orë pas ndërhyrjes kirurgjikale dhe që shkakton humbjen e organit? Si të mund të zgjidhim riskun që ka pacienti marrës njerëzor për të hasur infeksione virale që derivojnë nga kafsha? Viruse këto që duke bërë të ashtuquajturin kapërcim specieje, në linjë teorike mund të godasin edhe pacientin duke e bërë ndërhyrjen të kotë dhe mëpastaj të përhapen edhe në persona të tjerë.

Studimet që janë realizuar në vitet e fundit janë përqëndruar mbi primatët jo-njerëzore dhe mbi derrat. Por të vetmet tre specie që mund t’i garantojnë një zemër një individi të njëfarë mase trupore janë shpimpanzeja, orangutani dhe gorriall, që përveçse janë të vështirë për t’u menaxhuar në laboratorë ajnë të gjitha specie në zhdukje dhe pra të mbrojtura. Në të kundërt derrat që rriten që ferma sakrifikohen për ushqyerjen njerëzore kur peshojnë rreth 120-150kg e kështu nëse i zgjedhim për ksenotrapiante nuk do të paraqesnin asnjë problem madhësie mes zemrës dhe organizmit marrës.

Një aspekt tjetër ka të bëjë me faktin se kur lindin, primatët jo-njerëzorë, sjellin në jetë një ose dy individë sikundër specia njerëzore, dhe kjo do të thotë se nuk do të ishte e lehtë të arrihej ai numrë i madh organesh për transplant për të cilat kemi nevojë. Ndër të tjera majmunët rriten ngadalë ndërsa derri rritet me një shpejtësi prej rreth 10 kg në muaj dhe kështu që është një specie shumë më e lehtë për t’u kultivuar sipas nevojave.

Së fundmi, ka rëndësi edhe problemi i transmetimit të infeksioneve; sa mëtë afërta të jenë speciet aq më i lartë është rreziku që sistemi imunitar të shohi disa ngjashmëri imunologjike dhe kështu nga një anë të luftojë më pak kundër organit të huaj të transplantuar por nga ana tjetër edhe të jetë më pak i efektshëm ndaj një virusi.

Kështu pra, derri, edhe pse nuk e përjashton rrezikun për infeksione, duhet se është obiektivi i studimeve të sektorit të transplanteve

 

Organet në provëz

Së fundmi ekzistojnë edhe qelizat staminale, ato që kanë ngjallur interesin më të madhe të medias dhe të pulikut. Por qelizat staminale nuk janë të vetme, së bashku me to shkon edhe inxhinieria e indeve.

Para pak vitesh kërkuesit shkencorë arritën të formonin organe të vogla kafshësh duke u nisur prej qelizave staminale në laborator. Bëhet fjalë për mushkërinë e formuar në Yale University, dhe për mëlçinë e formuar nga Wake Forest University në Boston. Por këto organe nuk u formuan tërësisht nga qeliza staminale, por edhe nga struktura mbështetëse të nxjerra nga materiale plastike apo sisteme të derivuara nga nanoteknilogjitë të mbuluara me qeliza sikundër do të bënte një shtresë lëkure.

Në mars të vitit 2010 dhe në qershor të vitit 2011 u realizuan dy ndërhyrjet e para të transplantit të trakesë bioartificiale. Të dyja këto ndërhyrje, të parat e llojit të tyre në botë, u koordinuan nga  Paolo Macchiarini.

–

 

Frederick Sanger – 2 çmime Nobel në Kimi

Biokimisti Frederick Sanger

Frederick Sanger (1918-2013), ishte një biokimist britanik. Ai ka qenë një nga katër shkencëtarët që ka fituar dy (2) çmime Nobel, që të dy në fushën e kimisë.

Sangeri e fitoi çmimin eparë në vitin 1958 për punën e tij në përcaktimin e njëpasnjëshmërisë (sekuencës) së aminoacidëve që përbëjnë proteinën e insulinës. Puna e tij mbi insulinën mundësoi të kuptonim mënyrën se si ADNja kodon për bërjen e proteinave, duke treguar se çdo proteinë ka një sekuencë unike aminoacidesh.

Çmimin e dytë Nobel në fushën e kimisë ai e fitoi në vitin 1980 për punën e tij të mëvonëshme mbi sekuencimin e ADNsë. Ekipi i Sangerit sekuencoi ADNnë mitokondriale njërëzore (një set prej 37 gjenesh që gjenden në mitokondri – të trashëguara vetëm nga nëna).

Si i përgatisin biologët vaksinat?

Biologët aplikojnë praktikisht teorinë evolutive për të përgatitur vaksinat kundër virusit të gripit.

Ekzistojnë shumë varietete të virusit të gripit që qarkullojnë ndër popullatën njerëzore dhe kafshë të tjera vertebrate çdo vit, por vetëm pak prej këtyre varieteteve virale janë në gjendje të mbijetojnë dhe të lënë kopje të vetes së vet.

Siç e kemi përshkruar edhe më parë, një nga mënyrat se si virusi i gripit ndryshon, pra evoluon, është duke ndryshuar konfiguracionin e proteinave në sipërfaqen e vet. Proteinat sipërfaqësore të virusit janë shenjestra e cila njihet nga sistemi imunitar i organizmit bartës. Kur ndodh ndonjë ndryshim në këto proteina sipërfaqësore të virusit të gripit sistemi imunitar i organizmit bartës mund të mos jetë më në gjendje ta njohi virusin mësymës, kështu që virusi ka më shumë gjasa që ttë shumohet në mënyrë të suksesshme, duke shkaktuar edhe probleme specifike tek qelizat dhe indet ku shumohet, replikohet.

Varietetet e virusit të gripit me më shumë ndryshime në këto proteina sipërfaqësore janë në gjendje t’u shpëtojnë detektimit nga sistemi imunitar i organizmit bartës, dhe si pasoj shumohen më lehtësisht dhe po ashtu kanë më shumë gjasa që të përhapen midis individëve të ndryshëm të popullatës bartëse duke rezultuar kështu në një epidemi gripi.
Me fjalë të tjera, disi më teknike, ekziston një seleksion pozitiv për ndryshime në proteinat e sipërfaqes së viruseve të gripit.

Biologët krahasojnë normën e mbijetesës dhe të shumimit të varieteteve të ndryshme të viruseve të gripit të cilët kanë sekuenca gjenike të ndryshme që kodifikojnë për proteinat sipërfaqësore – në këtë mënyrë ata mnd të studiojnë përshtatjen e viruseve në kalimin e kohës.

Nëse biologët arrijnë të parashikojnë se cilat varietete qarkulluese të virusit të gripit janë më me gjasa që t’i shpëtojnë detektimit nga bartësi, atëherë ata mund të identifikojnë varietetet që janë më probabël të shkaktojnë epideminë e ardhshme të gripit dhe kështu t’i shënjestrojnë ato nëpërmet prodhimit të një vaksine.

Si janë biologët të aftë të bëjnë parashikime të tilla rreth varieteteve virale?

Duke përcaktuar raportin e zëvendësimeve sinonimike/josinonimike në gjenet që kodifikojnë për proteinat sipërfaqësore tek virusi i gripit. Në këtë mënyrë biologët janë të aftë të përcaktojnë se ndryshime në kodone (mutacione) janë nën një seleksion pozitiv.

Mëpastaj shkencëtarët mund të përcaktojnë se cilat nga varietete virale që qarkullojnë aktualisht shfaqin numrin më të madh të ndryshimeve, pra mutacioneve, në këto kodone të selektuara pozitivisht. Janë pikërisht këto varietete virale që janë më me gjasa që të mbijetojnë, të shumohen dhe të shpienë në një epidemii gripi në të ardhmen. Kështu që këto varietete janë shënjestra logjike për të cilat duhet përgatitur një vaksinë.

Sa përshkruam më sipër nuk është gjë tjetër veçse një aplikim praktik i teorisë evolutive, që shpie në përgatitjen paraprake dhe të suksesshme të vaksinave duke reduktuar çdo vit numrin e sëmundjeve dhe të vdekjeve nga gripi.

–

© Rinstinkt blog

Njerëzit dhe bimët e bananes kanë të përbashkët 50% të ADN-së së tyre.

Njerëzit dhe bimët e bananes kanë të përbashkët 50% të ADN-së së tyre. Duket e çuditshme? Po, nëse vihen në dukje vetëm ndryshimet që janë më se evidente. Duket sikur njerëzit dhe babanet nuk kanë asgjë të përbashkët…

Ndryshimet mund t’i shikojmë të gjithë. Bananet janë bimë që prodhojnë frutin e bananes, ndërsa njerëzit janë kafshë. Si bimët e tjera bananat e përftojnë energjinë e vetë nga fotosinteza ndërsa njerëzit sikundër gjithë kafshët e tjera e përftojnë energjinë duke ngrënë gjallesa të tjera.

Por cilat janë këto të përbashkëta?

Të përbashkëtat mes bananes dhe njeriut, janë po të njëjtat të përbashkëta që lidhin bananen, dhe njeriun, me pjesën tjetër të gjallesave shumë qelizore.

Të gjitha gjallesa shumëqelizore kanë nevojë për energji për të furnizuar dhe bërë të mundur realizimin e proceseve të jetës. Që prej ndarjes qelizore, prodhimit të pjesëve pra organeleve qelizore, mbajtjes së qelizave të ngjitura njëra me tjetrën, kominikimit mes qelizave etj etj. Të gjitha këto, dhe shumë të tjera procese, kanë nevojë për energji. Pra ngjashmëria në metabolizmin qelizor është e para gjë që duhet përmendur.
Të gjitha gjallesat kanë mekanizma që bëjnë të mundur thyerjen e molekulave organike të glukozit në mënyrë që të lëshojnë/përftojnë energji për të qëndruar në jetë. Transferimi i energjisë prej molekulave organike tek proceset e organizmit kërkon procese si glikoliza, ciklin e acidit citrik (pra Ciklin e Krebsit), zinxhirin e transportit të elektroneve, dhe/apo fermentimin. Këto procese bazike të jetës, janë ruajtur shumë mirë në terma evolutivë në të gjitha gjallesat.

Një gjë e rëndësishme që duhet theksuar është se, nga e gjithë ADNja jonë, e njerëzve, dhe nga e gjithë ADNja e bimëve, vetëm një përqindje e vogël e materialit gjenetik është “funksionale”. Pjesa më e madhe e materialit gjenetik të gjallesave duket se nuk ka ndonjë funksion të dukshëm, ndaj me njohuritë që kemi sot është quajtur “jo funksionale” në kuptimin që nuk kodifikon për proteina.
Ndërsa vetëm rreth 1-2% e materialit gjenetik kodifikon për proteina. Pra kur themi se 50% e materialit tonë gjenetik është e ngjashme me të bananeve, apo të ndonjë bime tjetër, i referohemi kësaj pjese të vogël, funksionale, kodifikuese, që nevojitet për të marrë informacionin për prodhimin e proteinave.

Ky fraksion i vogël i materialit gjenetik, pra fraksioni protein-kodifikues është, siç e përmenda më sipër, tejet i konservuar mes specieve, pra shumica e organizmave kanë qeliza që mbështeten mbi të njëjtat procese. Pra mes bimëve dhe njerëzve rreth 50% e sekuencave të ADN-së protein-kodifikuese janë të konservuara, sepse pavarësisht diferencave makroskopike, në nivelin qelizor ne kemi të ngjashme shumë reaksione biokimike dhe komponente qelizore.

Kuriozitet: Njerëzit dhe majmunët kanë të përbashkët 98% të sekuencës së materialit gjenetik protein-kodifikues. Kjo do të thotë se filogjenetikisht njerëzit janë shumë shumë më të afërt me majmunët sesa me bimët.

–

© Rinstinkt Blog 2018