שאלות

שאלות מנחות להוראת המאמר "טיפול במחלה ADA-SCID על ידי ריפוי גני של תאי גזע ממוח עצם"

 גירסה להורדה

מבוא

  1. כיצד יכולים פגמים בגנים שונים לגרום לאותה מחלה (במקרה זה SCID)?
  2. סכמו בצורת טבלה את המאפיינים של שלושת סוגי הטיפולים המוצעים למחלת ה-ADA-SCID. התייחסו לנוחות הטיפול, הצורך לחזור על הטיפול, בעיות של תואם רקמות וסיכון לחולה.
  3. מאפייניה של המחלה SCID תרמו לכך, שמחקרי החלוץ בריפוי גני נעשו דווקא בחולים במחלה זאת. ציינו מאפיינים כאלה ב-SCID לעומת:
    • חולים במחלה תורשתית המתבטאת באי תפקוד של תאי כליה.
    • חולים באי תפקוד חיסוני אחר, שבו הפגם הגנטי אינו ידוע.
    • חולים באי תפקוד מסוים במערכת החיסון שאינו חמור, ואינו גורם למוות.

שיטות

  1. סכמו מה הם התפקידים של החלבונים המקודדים על ידי נגיף רטרו הנחוצים להתרבות בתוך תאים. אילו גנים יש להרחיק מתוך הגנום של הנגיף המשמש כנשא בריפוי גני על מנת לא לגרום נזק לגוף?
  2. מדוע הסתפקו החוקרים בהחדרת הגן ADA התקין לתאים של החולה, ולא הוציאו מהם לפני כן את הגן הפגום?
  3. ערכו רשימה של השיטות שבהן נעשה שימוש במאמר. ליד כל שיטה, רשמו למה נועדה (הפרדת תאים, סימון, כימות וכדומה). נסו לשער, לאיזה שלב בתהליך הריפוי הגני של החולות יכולה השיטה לשמש? חזרו לרשימה שערכתם כשתהיו בפרק התוצאות.
  4. על מנת להפריד את תאי הגזע מתוך מגוון התאים הקיימים במוח העצמות, החוקרים עשו שימוש בנוגדנים המזהים חלבונים ייחודיים על גבי הקרומים של התאים. אף כי שיטת הפרדה זו אינה מתוארת במאמר, הידע שרכשתם עד עכשיו יכול לעזור לכם על מנת לתכנן שיטה מתאימה ברמה עקרונית.
    • נסו לסכם את השיטה לבידוד תאי גזע מתוך מוח העצמות בצורת תרשים זרימה.
    • ציינו לאיזה מידע נוסף תזדקקו על מנת להביא את השיטה משלב התכנון לשלב היישום.
  5. חזרו על עיקרי שיטת ה-PCR המתוארים במבנית המבוא של היחידה (עמודים 50-53). ציינו לעצמכם בתרשים זרימה או באיור את רצף האירועים המתרחשים במהלך תגובת PCR.
  6. בפרק השיטות במאמר נאמר: " שיטה זו (PCR כמותי) מבוססת על כך, שכאשר מופסקת תגובת ה-PCR זמן קצר לאחר תחילתה (כלומר, לאחר מספר קטן של מחזורי שכפול) מתקבלת כמות של DNA הנמצאת ביחס ישר לכמות ה-DNA ההתחלתית שקדמה לשכפול". הסבירו את הדברים לפי תשובותיכם לשאלה 18.
  7. מהי הסיבה לכך, שהגן לעמידות לניאומיצין שימש כסמן לתאים של החולות שמכילים את הגן התקין ל-ADA ולא הגן ADA עצמו?

תוצאות

  1. התבוננו בתוצאות המובאות גרף 1:
    • נסחו את שאלת המחקר
    • ציינו את המשתנה התלוי והבלתי תלוי
    • מדוע לדעתכם בחרו החוקרים כמשתנה התלוי את " אחוז התאים המכילים את הגן המקנה עמידות לניאומיצין" ? על מה הוא מעיד?
  2. התבוננו בגרף 2:
    • תארו את התוצאות באופן מילולי.
    • מהי הביקורת בניסוי? ומה תפקידה?
    • מדוע בחרו החוקרים להציג את התוצאות בגרף עמודות?
  3. אחד הקריטריונים שנבדק במחקר הוא פעילות האנזים, המקודד על ידי הגן התקין שהוכנס לתאי החולות ADA (גרף2). לפניכם תרשים המתאר את הקשר בין DNA לתכונה:
    • ציינו על גבי הסכמה איזה שלב נבדק על ידי החוקרים בגרף 2.
    • ציינו לפחות עוד שתי בדיקות אפשריות שיצביעו על כך שהגן התקין אכן הוחדר לתאי החולות.
  4. במאמר מתוארות תוצאות של שני ניסויים שונים בסדר הבא: א. השתנות מספר תאי T תקינים לאחר החזרת התאים המהונדסים לחולות ב. פעילות האנזים ADA בפלסמת הדם של החולות לאחר הטיפול. הסבירו מדוע לדעתכם בחרו החוקרים בסדר הצגה זה של התוצאות?
  5. התוצאות המתוארות במאמר התקבלו בשיטות מחקר שונות. חיזרו לרשימת השיטות שהכנתם בפרק השיטות (שאלה 7). רשמו ליד השערתכם לגבי השלב בריפוי הגני שבו נעשה שימוש בשיטה את התוצאות שהתקבלו בעזרתה. האם יש התאמה בין השערותיכם מפרק השיטות לגבי השלב שבו נעשה בהן שימוש, ובין פרק התוצאות?

דיון

  1. (שאלה מיועדת לתלמידים שלמדו תורשה) מחלת ADA-SCID היא מחלה תורשתית הנובעת מפגם רצסיבי בגן ל- ADA – כיצד לדעתכם יכולה להשפיע תורשה דומיננטית או רצסיבית של מחלה על הגישה שבה יש לנקוט בריפוי גני של אותה מחלה?
  2. מדוע קל יותר לבצע ריפוי גני ל-ADA-SCID לעומת ריפוי גני לסרטן בתאי מוח עצם?
  3. ריפוי גני יכול להיות מסוכן, אם הגן משתלב בגנום בקרבת גן אחר ומפעיל אותו ברמת ביטוי גבוהה. אירוע מסוג זה התרחש בשני ילדים שטופלו על ידי קבוצות אחרות – מספר שנים לאחר הריפוי הגני של מחלת ה- SCID הילדים חלו בלויקמיה. האם לפי דעתכם יש לשקול הפסקת טיפולים בריפוי גני עד שתמצא דרך אחרת להחדיר את הגן התקין? איזה מידע יש לקחת בחשבון על מנת לדון בשאלה הזאת?