ژن درمانی یک فناوری زیست پزشکی است که مواد ژنتیکی اگزوژن را به سلول‌های هدف مناسب بیماران وارد می‌کند و به ژن اگزوژن اجازه می‌دهد مستقیماً عمل کند یا محصولات هدف را برای درمان بیماری‌ها بیان کند. محصولات ژن درمانی می توانند در تنظیم ژن در سطح ژنتیکی مداخله کنند و بر محدودیت های داروهای مولکول کوچک سنتی و آنتی بادی های بیولوژیک که فقط در سطح تنظیم پروتئین دخالت می کنند، غلبه کنند. ژن درمانی می تواند به "درمان علائم و علل ریشه ای" واقعی تومورها یا بیماری های ژنتیکی دست یابد.
یکی از جنبه های کلیدی توسعه دارو برای ژن درمانی، این استفارماکودینامیکارزیابی (PD)، که اثرات بیولوژیکی محصول ژن درمانی را بر بدن اندازه گیری می کند. ارزیابی PD محصولات ژن درمانی به روش‌های بیولوژیکی غیرسنتی و جامع برای تشخیص بیان و فعالیت ژن هدف و پروتئین محصول آن نیاز دارد. روش‌های بیوانتحلیلی همچنین باید ایمنی‌زایی و سمیت بالقوه محصول ژن‌درمانی، و همچنین نشانگرهای زیستی مربوط به مکانیسم عمل و کارایی بالینی آن را در نظر بگیرند.
ارزیابی PD محصولات ژن درمانی معمولاً شامل جنبه های زیر است:
سطح بیان پروتئین محصول: روش تجزیه و تحلیل زیستی باید بتواند پروتئین محصول را در ماتریس های بیولوژیکی مختلف مانند بافت های هدف، خون، مایع مغزی نخاعی، زجاجیه و غیره به طور دقیق تشخیص و کمیت کند. همچنین این روش باید دارای حساسیت بالا و دامنه دینامیکی گسترده باشد تا تغییرات احتمالی در غلظت پروتئین محصول پس از ژن درمانی را پوشش دهد. روش ارجح، ایمونواسی است که نسبتاً ساده و مستقیم است، می تواند به سرعت معرف های تجاری را تهیه یا استفاده کند و دارای روش های استاندارد و خودکار است. این روش همچنین باید از تداخل بالقوه پروتئین‌های کوتاه‌شده یا غیرعملکردی، پروتئین‌های درون‌زا یا لیگاندهای اتصال‌دهنده جلوگیری کند.
فعالیت پروتئین محصول: علاوه بر آنالیز کمی و کیفی پروتئین محصول، برخی از محصولات ژن درمانی نیاز به ارزیابی فعالیت پروتئین محصول نیز دارند. روش ایده آل، سنجش فعالیت آنزیمی است که می تواند عملکرد کاتالیزوری پروتئین محصول را اندازه گیری کند. سنجش فعالیت آنزیمی می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد تغییرات زمانی فعالیت پروتئین محصول ارائه دهد، که ممکن است تحمل بالاتری برای تنوع تحلیلی و محدوده دینامیکی کمتری نسبت به آنالیز سطح پروتئین داشته باشد. ترکیب هر دو تجزیه و تحلیل می تواند اهمیت بیولوژیکی داده ها را بهبود بخشد و تفکیک تفاوت های ظریف بین گروه های درمانی را افزایش دهد. با این حال، در مقایسه با آنالیز سطح پروتئین، سنجش فعالیت آنزیمی معمولاً به پایداری دقیق‌تر پروتئین محصول در نمونه‌های بیمار نیاز دارد.
نشانگرهای زیستینشانگرهای زیستی برای نظارت بر تشخیص، پیش‌آگهی، پیش‌بینی، ایمنی و غیره مهم هستند. توصیه می‌شود که آنالیز زیستی نشانگرهای زیستی را در پروتکل‌های کارآزمایی بالینی گنجانده شود تا یک سیستم داده‌های بیولوژیکی کامل تشکیل شود، که ممکن است برای کاربرد بازاریابی محصولات ژن درمانی مفیدتر باشد. برای مثال، ژن درمانی ممکن است باعث تغییراتی در بیومارکرهای مختلف سرم شود، مانند اینترلوکین‌ها (به عنوان مثال، IL-2، IL-4، IL{12}}8، IL{15}}10)، سیتوکین‌های پیش التهابی (به عنوان مثال، IFN-، TNF-، فاکتورهای رشد (به عنوان مثال، TNF-;) و همچنین تغییرات در تعداد سلول های ایمنی، نسبت، فنوتیپ (مانند سلول های CD{19}}، CD{20}}، سلول های NK، و غیره). چالش تشخیص بیومارکر طراحی پانل های سیتوکین معقول و پانل های سلول ایمنی و همچنین انتخاب پلتفرم های زیست تحلیلی مناسب است.
ژن درمانی زمینه امیدوار کننده ای است که پتانسیل بالایی برای درمان بیماری های مختلف دارد. با این حال، چالش‌های زیادی برای تجزیه و تحلیل زیستی ایجاد می‌کند، که نیازمند روش‌های جدید و قوی برای مشخص کردن ایمنی و کارایی محصولات ژن درمانی است. بیوانالیست ها باید تجربه کافی و استراتژی مورد به مورد داشته باشند تا بر این چالش ها غلبه کنند و داده های قابل اعتمادی برای توسعه دارو ارائه دهند.
