اهمیت روش‌های استاندارد در درمان‌ ژنی؛ ضرورت یا انتخاب؟

تحقیقات جدید در زمینه درمان‌های ژنتیکی

در یک یافته که پیامدهای مهمی برای یکی از نویدبخش‌ترین درمان‌های پزشکی مدرن دارد، محققان چندین تکنیک اندازه‌گیری را که به طور معمول در درمان‌های ژنتیکی استفاده می‌شوند، ارزیابی کردند. این مطالعه نشان داد که یکی از محبوب‌ترین تکنیک‌ها “مشکل‌دار” است و نیاز به توسعه و استانداردسازی بیشتری دارد.

در درمان‌های ژنتیکی، ژن‌های معیوب یک فرد یا جایگزین می‌شوند یا تغییر می‌یابند تا بیماری را درمان یا از آن پیشگیری کنند. با وجود حدود دو دوجین محصول در بازار و صدها آزمایش بالینی در حال انجام یا برنامه‌ریزی شده، این درمان به عنوان یک روش انقلابی برای هدف قرار دادن علل ژنتیکی اصلی بیماری‌ها از جمله سلول داسی و سرطان شناخته می‌شود.

برخی از درمان‌های ژنتیکی از ویروس‌های مرتبط با آدنو (AAV) اصلاح‌شده برای انتقال مواد ژنتیکی درمانی به سلول‌های بیمار استفاده می‌کنند. این AAVها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نوع خاصی از سلول‌ها را هدف قرار دهند. سپس مواد ژنتیکی عفونی آن‌ها با مواد ژنتیکی درمانی جایگزین می‌شود و به بیمار تزریق می‌گردد. اندازه‌گیری صحیح و دقیق وکتورهای AAV، که به این نام شناخته می‌شوند، برای ایمنی و اثربخشی آن‌ها حیاتی است.

مطالعه‌ای در زمینه اندازه‌گیری وکتورهای AAV

در یک مطالعه که به تازگی منتشر شده است، محققان در مؤسسه ملی استانداردها و فناوری، مؤسسه ملی نوآوری در تولید داروهای بیولوژیک (NIIMBL) و داروسازی ایالات متحده (USP) شش آزمایشگاه صنعتی در ایالات متحده و اروپا را برای اندازه‌گیری نمونه‌های وکتور AAV استخدام کردند. از این آزمایشگاه‌ها خواسته شد تا غلظت مواد ژنتیکی و ذرات ویروسی در وکتورها را اندازه‌گیری کنند. آن‌ها از چهار تکنیک اندازه‌گیری استفاده کردند و نتایج خود را به نویسندگان مطالعه گزارش دادند.

از چهار روش اندازه‌گیری به کار رفته، روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز-آزمایش ایمنوسوربنت مرتبط با آنزیم (PCR-ELISA) کمترین دقت و صحت را داشت. محققان، دقت را به این معنا می‌دانند که اندازه‌گیری چقدر به ارزش صحیح نزدیک است و صحت به این اشاره دارد که آیا روش نتایج مشابهی را به طور مداوم تولید می‌کند یا خیر. عدم دقت PCR-ELISA باعث شد که نویسندگان مطالعه نتیجه‌گیری کنند که این روش “تکرارپذیری ضعیفی” دارد و نتایج آن نمی‌توانست به طور قابل اعتمادی هم در همان آزمایشگاه و هم در آزمایشگاه‌های مختلف تکرار شود. آن‌ها افزودند که این روش “نباید برای اندازه‌گیری‌های کمی [وکتورهای AAV] بدون توسعه و هماهنگی بیشتر استفاده شود.”

در واقع، PCR-ELISA ترکیبی از دو ابزار جداگانه است. PCR برای اندازه‌گیری مواد ژنتیکی استفاده می‌شود و ELISA پروتئین‌هایی را که پوسته ویروسی را تشکیل می‌دهند، اندازه‌گیری می‌کند. هر دو آزمایش دهه‌هاست که وجود دارند و ده‌ها نسخه از هر یک در حال حاضر در بازار به فروش می‌رسد.

تفاوت‌های مهم در روش‌های PCR-ELISA

به گفته وایات ن. وری‌لند، مهندس شیمی NIST، تفاوت‌های ظریف اما مهمی در نحوه تولید و استفاده از PCR-ELISA وجود دارد. او بیان کرد که همه ممکن است فکر کنند که در حال انجام همان آزمایش PCR-ELISA هستند، اما در واقع اغلب این‌گونه نیست. وری‌لند که محقق اصلی این مطالعه بود، گفت: “این مانند یک دستور پخت برای یک کیک شکلاتی است. شما می‌توانید همان مواد را به کسی بدهید، اما وقتی از تجهیزات مختلف برای تهیه یا پخت آن استفاده می‌کنید، کیک‌ها به یک شکل درنمی‌آیند.”

یافته‌های مطالعه درباره سه روش دیگر

این مطالعه نشان داد که روش SEC-MALS (کروماتوگرافی جداسازی اندازه با پراکندگی نور چندزا و UV/Vis و/یا شاخص انکسار) دقیق‌ترین و معتبرترین روش آزمایش شده بود. روش SV-AUC (سانتریفیوژ تحلیلی با سرعت رسوب) با استفاده از اپتیک‌های UV/Vis و/یا تداخل ریلی، دقت و صحت کمتری نسبت به SEC-MALS داشت که محققان را شگفت‌زده کرد، زیرا SV-AUC به عنوان “استاندارد طلایی” برای اندازه‌گیری وکتور AAV شناخته می‌شود. با این حال، SV-AUC در ایجاد یک “نقشه” دقیق از توزیع ذرات ژنتیکی و ویروسی در وکتور AAV بهتر عمل کرد. مطالعه پیشنهاد کرد که “SEC-MALS می‌تواند به عنوان یک روش عمومی پیاده‌سازی شود و [SV-AUC] برای تحلیل‌های کامل‌تر در صورت نیاز استفاده شود.”

طیف‌سنجی UV دو طول موج A260/A280، که جذب نور فرابنفش توسط یک نمونه را اندازه‌گیری می‌کند، نسبت به سایر روش‌ها محدودیت‌های قابل توجهی دارد. این روش نمی‌تواند بین وکتورهای AAV نیمه پر یا بیش از حد پر تمایز قائل شود. علاوه بر این، ذرات پروتئینی AAV برای تجهیزات، بیش از حد بزرگ هستند و این موضوع منجر به بروز خطا می‌شود. این مشکلات مربوط به طیف‌سنجی به خوبی مستند شده‌اند و به طور کلی به این روش برای اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق اعتماد نمی‌شود.

نتایج و توصیه‌های آینده

این مطالعه هیچ نتیجه‌گیری درباره تحقیقات گذشته، جاری یا آینده در زمینه درمان‌های ژنی که به این روش‌ها برای اندازه‌گیری وکتورهای AAV تکیه کرده‌اند، انجام نداد و همچنین هیچ توصیه‌ای در زمینه سیاست یا مقررات ارائه نکرد. در کارهای آینده، محققان NIST، USP و NIIMBL، که یک همکاری عمومی-خصوصی تحت حمایت NIST برای حمایت از تولید داروهای بیولوژیک است، قصد دارند رویه‌های عملیاتی استاندارد (SOPs) برای SV-AUC توسعه دهند. SOPها مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های دقیق و مکتوب برای یک فناوری یا روش خاص هستند. دانشمندان معتقدند که داشتن SOPهای پذیرفته‌شده به طور گسترده برای SV-AUC، عملکرد تکرارپذیری آن را به سطحی مشابه با SEC-MALS که برای آن SOPهایی وجود دارد، بهبود خواهد بخشید.

وری‌لند گفت: “تمام روش‌های مختلفی که آزمایش کردیم محدودیت‌ها و عدم قطعیت‌های خود را دارند. آنچه مهم است این است که شما درک کنید تکنیک اندازه‌گیری شما چه چیزی را می‌تواند و نمی‌تواند به شما بگوید.”