श्रवण हानि (एचएल) मनुष्यों में सबसे आम संवेदी विकलांगता बीमारी है।विकसित देशों में, बच्चों में भाषा-पूर्व बहरेपन के लगभग 80% मामले आनुवंशिक कारकों के कारण होते हैं।सबसे आम एकल-जीन दोष हैं (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है), 124 जीन उत्परिवर्तन मनुष्यों में गैर-सिंड्रोमिक सुनवाई हानि से जुड़े पाए गए हैं, बाकी पर्यावरणीय कारकों के कारण होते हैं।कॉक्लियर इम्प्लांट (आंतरिक कान में लगाया जाने वाला एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो श्रवण तंत्रिका को सीधे विद्युत उत्तेजना प्रदान करता है) गंभीर एचएल के इलाज के लिए अब तक का सबसे प्रभावी विकल्प है, जबकि श्रवण यंत्र (एक बाहरी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो ध्वनि तरंगों को परिवर्तित और प्रवर्धित करता है) मध्यम एचएल वाले मरीजों की मदद कर सकता है।हालाँकि, वंशानुगत एचएल (जीएचएल) के इलाज के लिए वर्तमान में कोई दवा उपलब्ध नहीं है।हाल के वर्षों में, जीन थेरेपी ने आंतरिक कान की शिथिलता के इलाज के लिए एक आशाजनक दृष्टिकोण के रूप में ध्यान आकर्षित किया है।

चित्र .1।बहरेपन से संबंधित भिन्नता प्रकार का वितरण।[1]

हाल ही में, साल्क इंस्टीट्यूट और शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने आणविक थेरेपी - तरीके और नैदानिक ​​​​विकास [2] में एक शोध परिणाम प्रकाशित किया, जिसमें वंशानुगत बहरेपन के विवो जीन थेरेपी के लिए व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं दिखाई गईं।साल्क इंस्टीट्यूट में सहायक अनुसंधान प्रोफेसर और वेट सेंटर फॉर एडवांस्ड बायोफोटोनिक्स के निदेशक उरी मैनर ने कहा कि वह गंभीर सुनवाई हानि के साथ पैदा हुए थे और उन्हें लगा कि सुनवाई बहाल करना एक अद्भुत उपहार होगा।उनके पिछले शोध में पाया गया कि Eps8 एक्टिन बाइंडिंग और कैपिंग गतिविधियों वाला एक एक्टिन नियामक प्रोटीन है;कॉकलियर बाल कोशिकाओं में, MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 और GNAI3 के साथ Eps8 द्वारा निर्मित प्रोटीन कॉम्प्लेक्स मुख्य रूप से लंबे स्टीरियोसिलिया की युक्तियों में मौजूद होता है, जो MYO15A के साथ मिलकर छोटी स्टीरियोसिलिया की युक्तियों पर BAIAP2L2 को स्थानीयकृत करता है, जो बालों के बंडलों के रखरखाव के लिए आवश्यक होते हैं।इसलिए, Eps8 बाल कोशिकाओं के स्टीरियोसिलिया की लंबाई को नियंत्रित कर सकता है, जो सामान्य श्रवण क्रिया के लिए आवश्यक है;ईपीएस8 के विलोपन या उत्परिवर्तन से छोटी स्टीरियोसिलिया हो जाएगी, जो मस्तिष्क की धारणा के लिए ध्वनि को विद्युत संकेतों में ठीक से परिवर्तित करने में असमर्थ बनाती है, जिसके परिणामस्वरूप बहरापन होता है।.उसी समय, शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर, सहयोगी वाल्टर मार्कोटी ने पाया कि ईपीएस8 की अनुपस्थिति में बाल कोशिकाएं सामान्य रूप से विकसित नहीं हो सकती हैं।इस अध्ययन में, मनोर और मार्कोटी ने मिलकर यह जांच की कि क्या स्टीरियोसिलरी कोशिकाओं में ईपीएस8 जोड़ने से उनके कार्य को बहाल किया जा सकता है और बदले में, चूहों में सुनने की क्षमता में सुधार हो सकता है।अनुसंधान टीम ने राउंड विंडो मेम्ब्रेन इंजेक्शन द्वारा Eps8-/- नवजात P1-P2 चूहों के कोक्लीअ में वाइल्ड-टाइप EPS8 युक्त कोडिंग अनुक्रम देने के लिए एडेनो-एसोसिएटेड वायरस (AAV) वेक्टर Anc80L65 का उपयोग किया;माउस कॉकलियर बाल कोशिकाओं में स्टीरियोसिलिया के कार्य की मरम्मत उनके परिपक्व होने से पहले की गई थी;और मरम्मत प्रभाव को इमेजिंग तकनीक और स्टीरियोसिलिया के माप द्वारा चित्रित किया गया था।परिणामों से पता चला कि Eps8 ने स्टीरियोसिलिया की लंबाई बढ़ा दी और कम आवृत्ति वाली कोशिकाओं में बाल कोशिका के कार्य को बहाल कर दिया।उन्होंने यह भी पाया कि, समय के साथ, कोशिकाएं इस जीन थेरेपी द्वारा बचाए जाने की अपनी क्षमता खोती दिख रही थीं।निहितार्थ यह है कि इस उपचार को गर्भाशय में प्रशासित करने की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि चूहों के जन्म के बाद Eps8-/- बाल कोशिकाएं परिपक्व हो गई हैं या मरम्मत से परे क्षति जमा कर चुकी हैं।मनोर ने कहा, "ईपीएस8 कई अलग-अलग कार्यों वाला एक प्रोटीन है और इसमें अभी भी बहुत कुछ खोजा जाना बाकी है।"भविष्य के शोध में विभिन्न विकासात्मक चरणों में सुनवाई बहाल करने में ईपीएस 8 जीन थेरेपी के प्रभाव की जांच शामिल होगी, और क्या उपचार के अवसरों को लम्बा खींचना संभव हो सकता है।संयोग से, नवंबर 2020 में, इज़राइल में तेल अवीव विश्वविद्यालय के प्रोफेसर करेनबी अव्राहम ने एक हानिरहित सिंथेटिक एडेनो-जुड़े वायरस AAV9-PHP बनाने के लिए एक अभिनव जीन थेरेपी तकनीक का उपयोग करके ईएमबीओ मॉलिक्यूलर मेडिसिन [3] पत्रिका में अपने परिणाम प्रकाशित किए।बी, Syne4-/- चूहों की बाल कोशिकाओं में जीन दोष की मरम्मत चूहों के आंतरिक कान में Syne4 के कोडिंग अनुक्रम वाले एक वायरस को इंजेक्ट करके की गई, जिससे यह बालों की कोशिकाओं में प्रवेश कर सके और ले जाई गई आनुवंशिक सामग्री को छोड़ सके, जिससे वे परिपक्व हो सकें और सामान्य रूप से कार्य कर सकें (जैसा कि चित्र 2 में)।

अंक 2।कोर्टी के अंग और नेस्प्रिन-4 के सेलुलर कार्य पर ध्यान देने के साथ आंतरिक कान की शारीरिक रचना का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।

यह देखा जा सकता है कि उपचार के लिए किसी भी उत्परिवर्तित जीन को सम्मिलित करने, हटाने या सही करने (अर्थात् रोग में आनुवंशिक परिवर्तनों को नियंत्रित करने) द्वारा जीन स्तर पर वंशानुगत रोगों के इलाज के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए जीन थेरेपी का उपयोग उच्च नैदानिक ​​​​प्रभाव रखता है।आवेदन की संभावनाएं.आनुवंशिक रूप से कम बहरेपन के लिए वर्तमान जीन थेरेपी विधियों को निम्नलिखित श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

जीन प्रतिस्थापन

जीन प्रतिस्थापन यकीनन जीन थेरेपी का सबसे "सीधा" रूप है, जो एक दोषपूर्ण जीन की पहचान करने और उसे जीन की सामान्य या जंगली-प्रकार की प्रतिलिपि से बदलने पर आधारित है।वेसिकुलर ग्लूटामेट ट्रांसपोर्टर 3 (वीजीएलयूटी3) जीन के विलोपन के कारण होने वाली श्रवण हानि के लिए पहला सफल आंतरिक कान जीन थेरेपी अध्ययन;आंतरिक कान की बाल कोशिकाओं (IHCs) में बहिर्जात VGLUT3 ओवरएक्प्रेशन की AAV1-मध्यस्थता डिलीवरी के परिणामस्वरूप निरंतर श्रवण सुधार, आंशिक रिबन सिनैप्टिक आकृति विज्ञान पुनर्प्राप्ति और ऐंठन प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं [4]।हालाँकि, ऊपर परिचय में वर्णित दो एएवी-डिलीवर जीन प्रतिस्थापन सहित उदाहरणों में, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कुछ प्रकार के जीन विलोपन वंशानुगत श्रवण हानि विकारों के लिए उपयोग किए जाने वाले माउस मॉडल अस्थायी रूप से मनुष्यों से भिन्न होते हैं, और पी 1 चूहों में, आंतरिक कान विकास के परिपक्व चरण में है।इसके विपरीत, मनुष्य एक परिपक्व आंतरिक कान के साथ पैदा होते हैं।यह अंतर मानव वंशानुगत बहरेपन विकारों के इलाज के लिए माउस परिणामों के संभावित अनुप्रयोग को रोकता है जब तक कि जीन थेरेपी को परिपक्व माउस कानों तक नहीं पहुंचाया जाता है।

जीन संपादन: CRISPR/Cas9

"जीन प्रतिस्थापन" की तुलना में, जीन संपादन तकनीक के विकास ने आनुवंशिक रोगों का जड़ से इलाज करने की शुरुआत की है।महत्वपूर्ण रूप से, जीन संपादन विधि पारंपरिक ओवरएक्सप्रेशन जीन थेरेपी विधियों की कमियों को पूरा करती है जो प्रमुख वंशानुगत बहरेपन रोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं, और समस्या यह है कि ओवरएक्सप्रेशन विधि लंबे समय तक नहीं टिकती है।चीनी शोधकर्ताओं द्वारा विशेष रूप से AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2 जीन संपादन प्रणाली का उपयोग करके Myo6WT/C442Y चूहों में Myo6C442Y उत्परिवर्ती एलील को बाहर निकालने के बाद, और नॉकआउट के 5 महीने के भीतर, चूहों में मॉडल का श्रवण कार्य बहाल हो गया था;साथ ही, यह भी देखा गया कि आंतरिक कान में बाल कोशिकाओं की जीवित रहने की दर में सुधार हुआ, सिलिया का आकार नियमित हो गया, और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल संकेतक सही हो गए [5]।Myo6 जीन उत्परिवर्तन के कारण होने वाले वंशानुगत बहरेपन के उपचार के लिए CRISPR/Cas9 तकनीक का उपयोग करने वाला यह दुनिया का पहला अध्ययन है, और यह वंशानुगत बहरेपन के उपचार के लिए जीन संपादन तकनीक की एक महत्वपूर्ण शोध प्रगति है।उपचार का नैदानिक ​​अनुवाद एक ठोस वैज्ञानिक आधार प्रदान करता है।

जीन थेरेपी वितरण विधियाँ

जीन थेरेपी के सफल होने के लिए, नग्न डीएनए अणु अपनी हाइड्रोफिलिसिटी और फॉस्फेट समूहों के नकारात्मक चार्ज के कारण कोशिकाओं में प्रभावी ढंग से प्रवेश नहीं कर सकते हैं, और पूरक न्यूक्लिक एसिड अणुओं की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए, एक सुरक्षित और प्रभावी विधि का चयन किया जाना चाहिए।पूरक डीएनए को लक्ष्य कोशिका या ऊतक तक पहुंचाया जाता है।एएवी को इसके उच्च संक्रामक प्रभाव, कम इम्युनोजेनेसिटी और विभिन्न प्रकार के ऊतक के लिए व्यापक ट्रॉपिज़्म के कारण रोग उपचार के लिए वितरण वाहन के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।वर्तमान में, अनुसंधान कार्यों के एक बड़े समूह ने माउस कोक्लीअ में विभिन्न कोशिका प्रकारों के सापेक्ष एएवी के विभिन्न उपप्रकारों के ट्रॉपिज्म को निर्धारित किया है।सेल-विशिष्ट प्रमोटरों के साथ संयुक्त एएवी डिलीवरी विशेषताओं का उपयोग करके सेल-विशिष्ट अभिव्यक्ति प्राप्त की जा सकती है, जो ऑफ-टारगेट प्रभावों को कम कर सकती है।इसके अलावा, पारंपरिक एएवी वैक्टर के विकल्प के रूप में, नए सिंथेटिक एएवी वैक्टर लगातार विकसित किए जा रहे हैं और आंतरिक कान में बेहतर पारगमन क्षमता दिखाते हैं, जिनमें से AAV2/Anc80L65 सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।गैर-वायरल वितरण विधियों को भौतिक तरीकों (माइक्रोइंजेक्शन और इलेक्ट्रोपोरेशन) और रासायनिक तरीकों (लिपिड-आधारित, पॉलिमर-आधारित और सोने के नैनोकणों) में विभाजित किया जा सकता है।दोनों दृष्टिकोणों का उपयोग वंशानुगत बहरापन विकारों के उपचार में किया गया है और अलग-अलग फायदे और सीमाएं दिखाई हैं।एक वाहन के रूप में जीन थेरेपी के लिए डिलीवरी वाहन के अलावा, विभिन्न लक्ष्य सेल प्रकारों, प्रशासन के मार्गों और चिकित्सीय प्रभावकारिता के आधार पर विवो जीन प्रशासन के लिए अलग-अलग तरीकों को नियोजित किया जा सकता है।आंतरिक कान की जटिल संरचना के कारण लक्ष्य कोशिकाओं तक पहुंचना मुश्किल हो जाता है और जीनोम संपादन एजेंटों का वितरण धीमा हो जाता है।झिल्लीदार भूलभुलैया टेम्पोरल हड्डी की हड्डी की भूलभुलैया के भीतर स्थित होती है और इसमें कॉक्लियर डक्ट, अर्धवृत्ताकार डक्ट, यूट्रिकल और बैलून शामिल होते हैं।इसका सापेक्ष अलगाव, न्यूनतम लसीका परिसंचरण, और रक्त-भूलभुलैया बाधा द्वारा रक्त से पृथक्करण केवल नवजात चूहों तक चिकित्सीय चिकित्सा की प्रभावी प्रणालीगत डिलीवरी को सीमित करता है।जीन थेरेपी के लिए उपयुक्त वायरल टाइटर्स प्राप्त करने के लिए, आंतरिक कान में वायरल वैक्टर का सीधा स्थानीय इंजेक्शन आवश्यक है।इंजेक्शन के स्थापित मार्गों में शामिल हैं [6]: (1) राउंड विंडो मेम्ब्रेन (आरडब्ल्यूएम), (2) ट्रेकियोस्टोमी, (3) एंडोलिम्फेटिक या पेरिलिम्फेटिक कोक्लिओस्टॉमी, (4) राउंड विंडो मेम्ब्रेन प्लस ट्यूब फेनेस्ट्रेशन (सीएफ) (जैसा कि चित्र 3 में है)।

चित्र3.जीन थेरेपी की आंतरिक कान डिलीवरी।

यद्यपि क्लिनिकल ट्रांसलेशनल लक्ष्यों के आधार पर जीन थेरेपी में कई प्रगति हुई है, लेकिन आनुवांशिक बीमारियों वाले रोगियों के लिए जीन थेरेपी पहली पंक्ति के उपचार का विकल्प बनने से पहले और अधिक काम करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से सुरक्षित और प्रभावी वैक्टर और वितरण पद्धति के विकास में।लेकिन हमारा मानना ​​है कि निकट भविष्य में, इस प्रकार के उपचार व्यक्तिगत चिकित्सा का प्रमुख हिस्सा बन जाएंगे और आनुवंशिक विकार वाले लोगों और उनके परिवारों के जीवन पर बेहद सकारात्मक प्रभाव डालेंगे।

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