ژن درمانی استفاده از مواد ژنتیکی برای درمان بیماری های ژنتیکی است که ممکن است شامل افزودن یک نسخه ی سالم از ژن، غیرفعال کردن ژن های ناکار آمد یا جایگزینی ژن های عامل بیماری با سازه های ژنی مهندسی شده باشد. از طرف دیگر درمان های مبتنی بر سلول های بنیادی از جمله سلول های بنیادی پرتوان و سلول های بنیادی مزانشیمی چندتوان اخیرا به عنوان یک بازیگر کلیدی در پزشکی بازساختی مطرح شده است. ترجمه حاضر مشتمل بر ۹ فصل می باشد که در آن با مفاهیم مختلفی از جمله مقدمه بر ژن و سلول درمانی، وکتورهای غیر ویروسی و ویروسی، چالش های ژن درمانی، سلول های بنیادی و بازسازی بافت، راهکارهای ژن درمانی، ویرایش ژن و کاربردهای ژن درمانی آشنا می شویم.

فصل اول : ژن‌درمانی و سلول‌درمانی  |  ۱۵

۱. ژن‌درمانی و سلول‌درمانی / ۱٦

۱-۱. مفاهیم ژن‌ و سلول‌درمانی / ۱٦

۲-۱. انواع ژن‌درمانی / ۲۱

۳-۱. راهکار‌های ژن‌درمانی/ ۲۳

۴-۱. انتخاب هدف درمان / ۲٦

۵-۱. راه‌های تجویز / ۲۷

۶-۱. سیستم‌های انتقال/  ۲۹

۷-۱. بیان و پایداری درمان / ۳۱

۸-۱. هدف‌گیری سلول /۳٤

۹-۱. پاسخ ایمنی به درمان / ۳۷

۱۰-۱. نقاط برجسته در تاریخ ژن‌ و سلول‌درمانی / ۳۸

۱۱-۱. وضعیت کنونی ژن‌درمانی / ٤۳

۱۲-۱. پرسش‌ها و نگرانی‌های اخلاقی در مورد ژن‌ و سلول‌درمانی/  ٤٦

خلاصه‌ی فصل / ٤۸

پرسش‌های چندگزینه‌ای/ ٤۹

منابع / ٥۱

فصل دوم : وکتورهای غیرویروسی در ژن‌درمانی  |  ۵۵

۲. وکتورهای غیرویروسی در ژن‌درمانی /۵۶

۱-۲. روش‌های فیزیکی / ۶۰

۱-۱-۲. انتقال هیدرولیکی / ۶۰

۲-۱-۲. میکرواینجکشن / ۶۱

۳-۱-۲. الکتروپوزیشن / ۶۱

۴-۱-۲. نوکلئوفکشن / ۶۲

۵-۱-۲. امواج فراصوت و سونوپوزیشن/  ۶۲

۶-۱-۲. تفنگ ژنی / انتقال ژن بالستیک/  ۶۳

۷-۱-۲. مگنتوفکشن و مگنتوپوریشن / ۶۳

۸-۱-۲. میکروسوزن‌ها / ۶۴

۲-۲. سیستم‌های شیمیایی / ۶٤

۱-۲-۲. نانوحامل‌های مبتنی‌بر پلیمر/  ۶٤

۲-۲-۲. سیستم‌های مبتنی‌بر لیپید / ۶۵

۳-۲-۲. مواد غیرآلی / ۷۳

خلاصه‌ی فصل/  ۷۷

پرسش‌های چندگزینه‌ای/  ۷۸

منابع / ۸۰

فصل سوم: وکتورهای ویروسی در ژن‌درمانی  |  ۸۵ 

۳. وکتورهای ویروسی در ژن‌درمانی / ۸۶

۱-۳. وکتورهای لنتی‌ویروسی/  ۸۸

۱-۱-۳. چرخه تکثیر / ۹۰

۲-۱-۳. از لنتی‌ویروس‌ها تا وکتورهای لنتی‌ویروسی / ۹٤

۳-۱-۳. سایر پیشرفت‌ها در وکتورهای لنتی‌ویروسی / ۹۹

۴-۱-۳. تولید وکتور لنتی‌ویروسی/  ۱۰۳

۵-۱-۳. وکتورهای لنتی‌ویروسی در کارآزمایی‌های بالینی / ۱۰۶

۲-۳. گاما رتروویروس‌ها / ۱۰۷

۳-۳. وکتورهای آدنوویروسی/  ۱۰۹

۱-۳-۳. چرخه‌ی تکثیر / ۱۱۱

۲-۳-۳. آدنوویروس‌ها تا وکتورهای آدنوویروسی / ۱۱۲

۳-۳-۳. تغییرات وکتور آدنوویروسی/  ۱۱۴

۴-۳-۳. تولید وکتور آدنوویروسی / ۱۱۵

۵-۳-۳. وکتورهای آدنوویروسی در کارآزمایی‌های بالینی / ۱۱۶

۴-۳. ویروس‌های مرتبط با آدنو (AAV) / ۱۱۷

۱-۴-۳. چرخه‌ی تکثیر/  ۱۲۰

۲-۴-۳. از AAV تا وکتورهای ۱۲۱AAV 

۳-۴-۳. تغییرات  ۱۲۴AAV 

۴-۴-۳. تولید ۱۲۶AAV 

۵-۴-۳. AAV در کارآزمایی‌های بالینی /۱۲۷

۵-۳. ویروس‌های هرپس‌سیمپلکس /۱۲۹

۱-۵-۳. چرخه‌ی تکثیر /۱۳۱

۲-۵-۳. HSV تا وکتورهای ۱۳۲HSV

۳-۵-۳. تغییرات ۱۳۵HSV

۴-۵-۳. تولید۱۳۶HSV

۵-۵-۳. HSV در کارآزمایی‌های بالینی/  ۱۳۷

۶-۳. واکسینیا/  ۱۳۹

۱-۶-۳. چرخه‌ی تکثیر /۱۴۰

۲-۶-۳. از ویروس واکسینیا تا وکتورهای واکسینیا/  ۱۴۱

۳-۶-۳. تغییرات واکسینیا /۱۴۲

۴-۶-۳. تولید وکتور واکسینیا/  ۱۴۳

۵-۶-۳. کارآزمایی بالینی واکسینیا /۱۴۳

۷-۳. با کولوویروس/  ۱۴۴

۱-۷-۳. چرخه‌ی تکثیر/  ۱۴۵

۲-۷-۳. از باکولوویروس‌ تا وکتورهای باکولوویروس/  ۱۴۶

۳-۷-۳. تغییرات باکولوویروس‌ /۱۴۷

۴-۷-۳. تولید باکولوویروس‌ /۱۴۸

۵-۷-۳. کارآزمایی بالینی باکولوویروس‌/  ۱۴۸

۸-۳. انتخاب وکتور ویروسی/  ۱۴۸

۹-۳. کاربردهای ویروس انکولیتیک/  ۱۵۰

خلاصه‌ی فصل /۱۵۲

پرسش‌های چندگزینه‌ای/  ۱۵۴

منابع /۱۵۶

فصل چهارم: موانع انتقال ژن|  ۱۶۳

۴. موانع انتقال ژن/  ۱۶۴

۱-۴. موانع خارج سلولی/  ۱۶۴

۱-۱-۴. میانکنش‌های غیراختصاصی/  ۱۶۴

۲-۱-۴. موانع اندوتلیال /۱۶۷

۳-۱-۴. واکنش‌های التهابی و ایمنی /۱۶۹

۲-۴. موانع داخل سلولی/  ۱۷۱

۱-۲-۴. جذب سلولی /۱۷۱

۲-۲-۴. گریز اندوزومال/  ۱۷۴

۳-۲-۴. عبور و مرور درون سلولی/  ۱۷۵

۴-۲-۴. انتقال هسته‌ای/  ۱۷۵

۳-۴. موانع فنی/  ۱۷۵

۱-۳-۴. محدودیت‌های فیزیکی /۱۷۵

۲-۳-۴. هدف‌گیری سلولی /۱۷۶

۳-۳-۴. پایداری ژن /۱۷۶

۴-۳-۴. بیان پایه از ژن/  ۱۷۶

خلاصه‌ی فصل/  ۱۷۸

پرسش‌های چندگزینه‌ای/  ۱۷۹

منابع/  ۱۸۰

فصل پنجم: سلول‌های بنیادی و بازسازی بافت‌ها  |  ۱۸۳

۵. سلول‌های بنیادی و بازسازی بافت‌ها /۱۸۴

۱-۵. سلول‌های بنیادی عصبی بزرگسالی و جنینی/  ۱۸۷

۲-۵. سلول‌های بنیادی جنینی /۱۸۹

۳-۵. سلول‌های بنیادی تولیدشده از طریق برنامه‌ریزی مجدد سلول/۱۹۰

۱-۳-۵. سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) /۱۹۱

۲-۳-۵. سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده با مواد شیمیایی (CiPSC) /۱۹۴

۳-۳-۵. تغییر مسیر اپی‌ژنتیک متابولیکی و سلولی توسط مولکول‌های کوچک جهت القای پرتوانی /۱۹۴

۴-۳-۵. برنامه‌ریزی مجدد مستقیم باواسطه عوامل برنامه‌ریزی مجدد و یا مولکول‌های کوچک /۱۹۶

۵-۳-۵. مسائل مربوط به iPSC و پیش‌سازهای عصبی مشتق‌شده از ۱۹۷Ipsc 

۴-۵. مغز در پتری‌دیش: از ارگانوئیدها تا چاپ سه‌بعدی بیولوژیک/  ۱۹۷

۱-۴-۵. ارگانوئیدها /۱۹۷

۲-۴-۵. چاپ زیستی سه‌بعدی (۳D)/ ۲۰۰

خلاصه‌ی فصل /۲۰۳

پرسش‌های چندگزینه‌ای/  ۲۰۴

منابع /۲۰۶

فصل ششم: راهکارهای ژن‌درمانی افزایش بیان ژن  |  ۲۱۱

۶. راهکارهای ژن‌درمانی افزایش بیان ژن /۲۱۱

۱-۶. جایگزین ژن/  ۲۱۳

۲-۶. افزودن ژن /۲۱۶

۳-۶. افزودن ژن به منظور تعدیل اتوفاژی /۲۱۹

۱-۳-۶. مسیر اتوفاژی/  ۲۲۰

۲-۳-۶. واژه‌نامه اصلاحات اتوفاژی /۲۲۳

۳-۳-۶. افزایش بیان مسیرهای اتوفاژی بعنوان یک راهکار درمانی برای بیماری ماچادو–جوزف و ... /۲۲۳

خلاصه‌ی فصل/  ۲۲۵

پرسش‌های چندگزینه‌ای/  ۲۲۶

منابع /۲۲۷

فصل هفتم: راهکارهای ژن‌درمانی مهار بیان ژن  |  ۲۳۱

۷. راهکارهای ژن‌درمانی مهار بیان ژن/ ۲۳۲

۱-۷. الیگونوکلئوتیدهای آنتی‌سنس (ASOs) /۲۳۲

۱-۱-۷. تولید (ASOs) /۲۳۳

۲-۱-۷. ملاحظات مهم برای استفاده از ASOs در ژن‌درمانی /۲۳۷

۳-۱-۷. مکانیسم‌های عملکردی/  ۲۳۸

۴-۱-۷. کاربردهای ASOs در ژن‌درمانی /۲۳۹

۲-۷. تداخل۲۴۴RNA 

۱-۲-۷. تنظیم بیان ژن در یوکاریوت‌ها/  ۲۴۵

۲-۲-۷. مسیر RNA های کوچک مداخله‌گر /۲۴۸

۳-۲-۷. مسیر۲۵۰miRNA

۴-۲-۷. RNA های کوچک مداخله‌گر در مقابل۲۵۱miRNA

۵-۲-۷. RNA های کوچک مداخله‌گر در مقابل  RNAهای سنجاق‌سری /۲۵۱

۶-۲-۷. کاربردهای ژن‌درمانی۲۵۴RNAi

۷-۲-۷. واژه‌نامه اصلاحات۲۵۵RNAi

۸-۲-۷. مهار بیان ژن در درمان بیماری‌های ماچادو–جوزف / آتاکسی مخچه‌ای نخاعی نوع ۳ /۲۵۶

۳-۷. چشم‌انداز آینده در مورد خاموش‌کردن ژن/ ۲۵۷

خلاصه‌ی فصل /۲۵۹

پرسش‌های چندگزینه‌ای /۲۶۰

منابع /۲۶۲

فصل هشتم: ویرایش ژن  |  ۲۶۷

۸. ویرایش ژن/  ۲۶۸

۱-۸. بازنویسی ماشین رونویسی /۲۶۸

۲-۸. مبانی پایه‌ای ویرایش ژن/  ۲۶۹

۳-۸. مکانیسم ترمیم شکست دورشته‌ای۲۷۰DNA 

۱-۳-۸. اتصال انتهاهای غیرهمولوگ (NHEJ)/ ۲۷۲

۲-۳-۸. ترمیم هدایت‌شده‌ی همولوگ (HDR) /۲۷۲

۳-۳-۸. دستکاری مکانیسم‌های ترمیم شکست دورشته‌ی‌ DNA برای ویرایش ژنوم /۲۷۳

۴-۸. نوکلئازها با قابلیت برنامه‌ریزی در ویرایش ژن/  ۲۷۴

۱-۴-۸. مگانوکلئازها/  ۲۷۶

۲-۴-۸. نوکلئازهای انگشت‌روی /۲۷۷

۳-۴-۸. نوکلئازهای افکتور شبه فعال‌کننده‌ی رونویسی (TALENs) /۲۷۸

۴-۴-۸. سیستم‌های (CRISPR-Cas) /۲۷۸

۵-۴-۸. مقایسه چهار نوع از نوکلئازهای قابل برنامه‌ریزی در ویرایش ژن/  ۲۸۰

۵-۸. ویرایش ژن با استفاده از۲۸۱CRISPR-Cas

۶-۸. افزایش احتمالات ویرایش ژن با۲۸۳CRISPR-Cas

۱-۶-۸. ویرایش ژن فراتر از شکست دو رشته۲۸۳DNA

۲-۶-۸. انواع۲۸۶Cas

۷-۸. محدودیت‌ها و چالش‌های راهکارهای فعلی ویرایش ژن/  ۲۸۶

۸-۸. ویرایش ژن به‌عنوان ابزاری برای درمان بیماری‌های انسانی/  ۲۸۸

خلاصه‌ی فصل /۲۹۰

پرسش‌های چندگزینه‌ای /۲۹۱

منابع /۲۹۲

فصل نهم: کاربردهای ژن‌درمانی  |  ۲۹۷

۹. کاربردهای ژن‌درمانی/  ۲۹۸

۱-۹. مطالعات پیش‌بالینی و کارآزمایی‌های بالینی/  ۲۹۸

۲-۹. ژن‌درمانی برای سرطان /۳۰۰

۱-۲-۹. ژن‌در مانی خودکشی /۳۰۲

۲-۲-۹. ژن‌درمانی انکولیتیک /۳۰۳

۳-۲-۹. ژن‌درمانی تعدیل‌کننده‌ی سیستم ایمنی /۳۰۴

۴-۲-۹. درمان با استفاده از ژن‌های سرکوب‌گر تومور/  ۳۰۵

۵-۲-۹. مقایسه‌ی راهکارهای ژن‌درمانی مطرح در درمان سرطان/  ۳۰۵

۶-۲-۹. چالش‌های مطرح در استفاده از ژن‌درمانی در درمان سرطان/  ۳۰۶

۳-۹. ژن‌درمانی برای درمان بیماری‌های چشمی/  ۳۰۹

۱-۳-۹. ارگانی با امتیاز ایمونولوژیک/  ۳۰۹

۲-۳-۹. مسیرها و وکتور‌های انتقال ژن/  ۳۱۰

۳-۳-۹. کارآزمایی‌های ژن‌درمانی برای بیماری‌های چشمی /۳۱۱

۴-۳-۹. چالش‌های ژن‌درمانی که چشم را هدف قرار می‌دهند/ ۳۱۲

۴-۹. ژن‌درمانی بیماری‌های قلبی‌عروقی (CVDs)/  ۳۱۳

۵-۹. ژن‌درمانی بیماری‌های زوال‌ عصبی/  ۳۱۶

۱-۵-۹. مسیرهای تجویز به۳۱۷CNS

۲-۵-۹. بیماری‌های مناسب برای ژن‌درمانی/  ۳۱۸

۳-۵-۹. وکتورهای رسانش ژن به۳۱۸CNS

۴-۵-۹. بیماری‌ آلزایمر/  ۳۲۰

۵-۵-۹. بیماری پارکینسون /۳۲۱

۶-۵-۹. بیماری‌های ذخیره‌ای لیزوزومی (LSDs)/  ۳۲۴

۷-۵-۹. اسکلروز جانبی آمیوتروفیک/  ۳۲۵

۸-۵-۹. بیماری‌های پلی‌گلوتامین/  ۳۲۶

٦-۹. چشم‌انداز آینده در مطالعات ژن‌درمانی /۳۲۶

خلاصه‌ی فصل/  ۳۲۶

پرسش‌های چندگزینه‌ای /۳۲۸

منابع /۳۳۱

پاسخنامه‌ی پرسش‌های چندگزینه‌ای/  ۳۲۵