التطبيقات العملية على تقنية إعادة إتحادDNA

الإنتـاج المكثـف لنواتـج الجينـات Mass Producing Gene Products

وهو أول تطبيق علمى للهندسة الوراثية وقد تم فيه عزل الجينات وعمل نسخ خضرى Cloning للجينات التى تنتج هرمون النمو Growth Hormon ( GH ) وهرمون الأنسولين Insulin فى الإنسان وهذه الجينات الآن تدمج روتينيا فى البكتريا وتنمى وبالتالى تنتج كميات كبيرة من هذه الهرمونات ( لاحظ أنها هرمونات بروتينية – راجع تركيب البروتينات ) للاستخدام التجارى فى علاج بعض الأمراض سواء الوراثية أو غيرها ، وبمعنى أخر أن هذه البكتريا تحولت إلى مصانع للهرمونات .
ولإيضاح التقدم الذى أحرزته الهندسة الوراثية فى هذا المجال ، نجد أنه قبل استخدامها كان دواء هرمون الأنسولين لمرض البول السكرى يستخلص من بنكرياس الحيوانات مثل الخنزير والأبقار والجاموس والأغنام وكان هذا مكلفا جدا كما كان يستغرق وقتا طويلا ، بالإضافة إلى ذلك فهو ينتج هرمونات غير مطابقة كيميائيا لتلك الموجودة فى الإنسان . ونتيجة لذلك كان الجسم يعامل هذه الهرمونات كمواد غريبة ويهاجمها عن طريق الجهاز المناعى ، وبالتالى فهذا يتطلب تغيير استخدام الهرمون المستخلص من حيوان معين إلى هرمونات مستخلصة من انواع أخرى من وقت لآخر . وبالمثل تستخدم الشركات الهندسة الوراثية لتصنيع هرمون النمو GH لمعالجة بعض الأطفال فى حالة خلل فى إفرازات الهرمون من النخامية .
وقبل التقدم فى الهندسة الوراثية كان من الصعب الحصول على هرمون النمو وكان عالى التكلفة بدرجة كبيرة .

نقـل الجينـات فـى النبـاتـات والحيـوانـات Gene Transfer In Plants And Animals

قام مربوا الحيوانات والنباتات منذ مئات السنين أو قد يكون آلاف السنين بانتخاب حيوانات ونباتات بها صفات وراثية لها قيمة اقتصادية . وبالتالى فيتضح لك من الوهلة الأولى أنهم كانوا ينتخبوا حيوان أو نبات به جينات معينة مما يؤكد استخدامهم لنوع من أنواع الهندسة الوراثية منذ زمن بعيد .
لكن عملية تحسين الصفات بالانتخاب بالرغم من أنها انتخاب لقيمة وراثية عالية إلا أنها عملية بطيئة جدا . أما الهندسة الوراثية فهى عملية سريعة ولا تحتاج لعدة أجيال مثل الانتخاب .
هذا وفى السنوات الماضية تمكن العلماء من غرس جين يستخدم كشفرة Code لتكوين هرمون النمو Growth Hormone (GH ) المأخوذ من الإنسان لزراعته فى أجنة الماشية وذلك بغية إنتاج ماشية أسرع نموا عن تلك الطرق التقليدية المستخدمة ( الانتخاب ) . وبالطبع فالماشية الأسرع نموا تستطيع إنتاج لحوم أكثر لكل وحدة وزن من الغذاء ، وبالإضافة إلى ذلك فإن هرمون النمو المزروع فى الماشية يزيد إنتاج اللبن فى حيوانات اللبن .
كما يعمل علماء تربية النبات وتربية المحاصيل مع علماء الوراثة حاليا على تحسين النباتات فقد تمكن هؤلاء العلماء من الحصول على جينات تسمح للشوفان بتحمل ملوحة التربة، كما أن نقل نفس هذه الجينات إلى أنواع أخرى من المحاصيل التى لها قيمة تجارية عالية يسمح للهيئات الزراعية باستخدام مساحات كبيرة من الأراضى غير المستعملة الآن بسبب تراكم الأملاح بها

Gene Therapyالعلاج بالجينات

هناك عدة حالات ليست بالقليلة من الأطفال الذين يولدون فى معظم بقاع العالم وهم يعانون من خلل وراثى Genetic disorder خطير مثل مرض أنيميا كريات الدم المنجليةSickle cell anemia وهو مرض وراثى أو من مرض وراثى آخر وهو مرض النزف الدموى : هيموفيليا Hemophilia ( لاحظ أن هذه الأمراض تصيب حوالى 1% من الأطفال ) . ومن الممكن أن يؤدى التقدم فى بحوث الهندسة الوراثية إلى استنباط طرق لاستبدال الجينات المختلة Defective genes بجينات سليمة ، وبذا تعالج كثير من الأمراض الخطرة ( قد تكون مميتة ) والمكلفة فى نفس الوقت ، لكن يجب ملاحظة أن هناك عقبة كبيرة سوف تقابل الباحثين فى هذا الشأن ألا وهى كيفية إدخال هذه الجينات واستبدالها فى خلايا جسم الإنسان .
هذا وقد حقق العلماء نجاحا فى معالجة حالة مرضية موجودة فى الفئران وهو مرض وراثى نادر يسمى Krabbe’s disease وهذا المرض ناتج عن نقص إنزيم واحد معين ، ويسبب نقص هذا الإنزيم تراكم الدهون فى الجهاز العصبى كما يسبب تحلل الخلايا العصبية أيضا . وهذا المرض يصيب الإنسان أيضا حيث يسبب له نوبات مرضية ومشاكل فى البصر فى بداية الحياة فى الإنسان ، ومعظم المرضى بهذا المرض فى الإنسان يموتون فى العامين الأولين من العمر . وقد تم اكتشاف سلالة من الفئران تعانى من نفس الحالة ونجح العلماء فى حقنها بخلايا نخاع عظام من فئران سليمة وراثيا حيث استقرت هذه الخلايا فى الكبد والرئتين وأعادت النشاط الإنزيمى طبيعيا ، كما نجحت أيضا فى الوصول إلى المخ ( لاحظ أن خلايا مخ المرضى بمرض Krabbe’s disease تعانى بشدة من نقص هذا الإنزيم ولذلك فالعلاج المطلوب فى هذه الحالة يجب أن يشمل استبدال المادة الوراثية فى هذه الخلايا ) .
ويجب ملاحظة أن هناك طرقاً كثيرة أخرى لكن الطريقة الأكثر احتمالا للنجاح هى استخدام الكريات الدقيقة Microspheres وهى كريات دهنية صغيرة . ويمكن إحاطة هذه الكريات بأجسام مضادة والتى تسمح لهم بتوصيل محتوياتها من جينات أو جينات بديلة لخلايا الجسم.
بالإضافة إلى ذلك فقد طور العلماء تقنية حديثة للغرس Implantation وهذه التقنية قد تساعد علماء الطب فى إدخال خلايا معامله وراثيا فى جسم الإنسان . فقد قام العلماء بإحداث تغيير وراثى فى خلايا كبد ( هذا التغيير تم فى مادة رغوية ـ إسفنجية Foam like ) وقاموا بحقن هذه الخلايا فى الفئران حيث غرست المادة الرغوية فى الفئران بعد تشربها بهرمون ينشط نمو الأوعية الدموية من الأوعية الأكبر القريبة. وبعد أسبوع من الغرس أصبح النسيج الشبه صناعى محاط بشبكة من الأوعية الدموية ،وبالتالى فيمكن تطبيق هذه التقنية باستعمالها فى إدخال خلايا معاملة وراثيا أو خلايا جنينية فى المرضى المصابين بأمراض وراثية ، كما يمكن استخدام هذه التقنية أيضا فى الأفراد المصابين بمرض السكر حيث يمكن استبدال خلايا Cells-ß فى البنكرياس والتى ضعف نشاطها بالنسبة لإنتاج هرمون الأنسولين بخلايا نشطة فى إنتاج هذا الهرمون ، وأيضا بالنسبة للمرضى المصابين بمرض Parkinson فيمكن إعطاؤهم خلايا منتجة للدوبامين Dopamine .