دانشمندان ثابت کرده اند که CRISPR می تواند ژن های بدن انسان را ویرایش کند

یک دهه پیش، زیست‌شناسان جنیفر دودنا و امانوئل چرپنتیر مقاله‌ای را منتشر کردند که یکی از سیستم‌های ایمنی طبیعی موجود در باکتری‌ها و پتانسیل آن را به عنوان ابزاری برای ویرایش ژن‌های موجودات زنده توصیف می‌کرد.

یک سال بعد، در سال 2013، فنگ ژانگ و همکارانش در موسسه برود و هاروارد گزارش دادند که از سیستم موسوم به CRISPR برای ویرایش سلول های انسانی و حیوانی در آزمایشگاه استفاده کرده اند. کار این دو تیم منجر به انفجار علاقه محققان به استفاده از CRISPR برای درمان بیماری های ژنتیکی شد و همچنین منجر به دریافت جایزه نوبل 2020 برای Doudna و Charpentier شد.

بسیاری از بیماری‌ها به دلیل جهش‌های ژنی ایجاد می‌شوند، بنابراین اگر CRISPR بتواند ژن غیرطبیعی را حذف کند یا آن را با یک ژن طبیعی جایگزین کند، از نظر تئوری می‌تواند بیماری را اصلاح کند. اما یکی از چالش‌های تبدیل اکتشافات CRISPR در لوله آزمایش به درمان برای بیماران این است که چگونه اجزای ویرایش ژن را به جایی که درمان در بدن مورد نیاز است تحویل دهیم.

یک شرکت بیوتکنولوژی به نام Crisper Therapeutics با ویرایش سلول های خارج از بدن بیماران بر این مشکل غلبه کرده است. دانشمندان از این ابزار برای درمان ده ها نفر مبتلا به کم خونی سلول داسی شکل و بتا تالاسمی (دو اختلال شایع خون) استفاده کرده اند.

در این کارآزمایی‌ها، محققان گلبول‌های قرمز خون بیماران را استخراج می‌کنند، آنها را ویرایش می‌کنند تا جهش ایجادکننده بیماری را اصلاح کنند و سپس آنها را به بدن بیمار برگردانند. اما این رویکرد برون بدنی دارای اشکالاتی است. اجرای آن پیچیده است، رویکرد گران است و کاربردهای محدودی دارد.

بیشتر بیماری‌ها در سلول‌ها و بافت‌هایی رخ می‌دهند که نمی‌توان آن‌ها را به راحتی از بدن خارج کرد، درمان کرد و به بدن بازگرداند. بنابراین، موج بعدی تحقیقات CRISPR بر ویرایش درون بدن بیمار متمرکز است.

  مقاومت ضد میکروبی به دلیل کووید در حال افزایش است

سال گذشته، Intelli Therapeutics برای اولین بار نشان داد که این امر در آمیلوئیدوز transthyretin امکان پذیر است. اخیراً، شرکت بیوتکنولوژی مستقر در ماساچوست، ویرایش درون بدن را در یک بیمار دیگر نشان داد. این شرکت در کنفرانسی در آلمان اعلام کرد که درمان با کریسپر تورم را در شش بیمار مبتلا به یک بیماری نادر به نام آنژیوادم ارثی کاهش داد.

این شرکت در بیانیه‌ای جداگانه اعلام کرد که در بیانیه‌ای جداگانه، یکی دیگر از درمان‌های CRISPR این پروتئین مضر را بیش از 90 درصد در 12 فرد مبتلا به آنژیوادم ارثی، یک بیماری ژنتیکی که می‌تواند باعث نارسایی قلبی و در نهایت مرگ شود، کاهش داد. این نتایج بر اساس داده های یک مطالعه قبلی روی شش بیمار است که سال گذشته در مجله پزشکی نیوانگلند منتشر شد.

مقالات مرتبط:

آنژیوادم ارثی شامل دو ژن مختلف است و در هر دو مورد CRISPR توانست با خیال راحت و با موفقیت آنها را ویرایش کند. جان لئونارد، مدیرعامل اینتل گفت: «این دستاورد نشان می‌دهد که ما می‌توانیم دقیقاً همان نتایج را در ژن کاملاً متفاوت داشته باشیم. اگرچه هر دو مطالعه کوچک هستند و آخرین نتایج هنوز در یک مجله معتبر منتشر نشده است، یانگ ژانگ، استادیار دانشگاه میشیگان که CRISPR را مطالعه می‌کند، می‌گوید این نتایج نقطه عطف مهمی برای زمینه ویرایش ژن است. او می‌گوید: داده‌های مثبت اخیر اینتلی نویدبخش استفاده از درمان‌های CRISPR برای ویرایش مستقیم ژن‌ها در بدن انسان است.

اجزای CRISPR به طور طبیعی نمی توانند وارد سلول ها شوند، بنابراین اینتل از یک سیستم انتقال به نام نانوذرات لیپیدی (حباب های چربی ریز) برای رساندن آنها به کبد استفاده می کند. در آزمایشات Intelli، این نانوذرات بارگذاری شده با CRISPR به صورت داخل وریدی برای بیماران تجویز شد.

با عبور خون از کبد، نانوذرات لیپیدی می توانند به راحتی از جریان خون به آنجا برسند. در کبد، نانوذرات توسط سلول‌هایی به نام سلول‌های کبدی جذب می‌شوند. وقتی این نانوذرات وارد این سلول‌ها می‌شوند، تجزیه می‌شوند و به CRISPR اجازه می‌دهند تا کار خود را برای ویرایش ژن مشکل‌ساز انجام دهد.

  سامسونگ اولین آپدیت نرم افزاری گلکسی اس 21 FE را منتشر کرد

در هر دو بیماری، یک جهش ژنتیکی اجازه می دهد تا یک پروتئین غیر طبیعی از کنترل خارج شود و باعث آسیب شود. در آنژیوادم ارثی، درمان CRISPR Intelli برای از بین بردن ژن KLKB1 در سلول های کبد طراحی شده است که تولید پروتئین کالیکرئین را کاهش می دهد. کالیکرئین بیش از حد باعث تولید بیش از حد پروتئین دیگری به نام برادی کینین می شود که مسئول ادم مکرر، ناتوان کننده و بالقوه کشنده است.

طبق بیانیه مطبوعاتی Intelli، بیماران قبل از دریافت درمان CRISPR بین یک تا هفت بار در ماه دوره‌های تورم را تجربه کردند. در طول دوره مشاهده 16 هفته ای، درمان CRISPR این حملات را به طور متوسط ​​91 درصد کاهش داد. در آمیلوئیدوز ترانس تیرتین، جهش در ژن TTR باعث می شود کبد نسخه های غیر طبیعی پروتئین ترانس تیرتین را تولید کند. این پروتئین های معیوب به مرور زمان جمع می شوند و عوارض جدی در بافت هایی مانند قلب، اعصاب و دستگاه گوارش ایجاد می کنند.

نوع دیگری از این بیماری می تواند باعث نارسایی قلبی شود و 200000 تا 500000 نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار دهد. پس از تشخیص، انتظار می رود که بیماران تنها دو تا شش سال زندگی کنند.

درمان کریسپر اینتلی برای غیرفعال کردن ژن TTR و کاهش تجمع پروتئین عامل بیماری که این ژن تولید می کند طراحی شده است. ویشالی سانچوراوالا، مدیر مرکز آمیلوئیدوز در دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون، می گوید کاهش گزارش شده توسط Intelli هیجان انگیز است. او می گوید: «این رویکرد می تواند پیش آگهی بیماری را متحول کند.

یکی از سوالات بزرگ این است که آیا ویرایش ها دائمی خواهند بود یا خیر. به گفته لئونارد، در برخی از بیماران، CRISPR بیش از یک سال است که امیدوار کننده است. اما سلول‌های کبد در نهایت بازسازی می‌شوند و دانشمندان آن‌قدر بیماران را دنبال نکرده‌اند تا بدانند آیا سلول‌های جدید حاصل از تقسیم سلول‌های ویرایش‌شده، تغییرات ژنتیکی را با خود به همراه خواهند داشت یا خیر. لئونارد می گوید:

چیزی که ما می دانیم این است که وقتی یک سلول را ویرایش می کنید، برای همیشه ویرایش می شود. راهی برای پس گرفتنش نیست اگر بازگشتی وجود داشته باشد، سوال این است که سلول های جدید از کجا می آیند؟ در مورد کبد، آنها از سایر سلول های کبدی می آیند. ما فکر می کنیم که با تغییر سلول های بالادستی که سلول های دیگر از آنها به وجود می آیند، یک تغییر دائمی خواهیم داشت.

دانشمندانی که روی درمان‌های in vivo CRISPR کار می‌کنند، روی کبد به‌عنوان یکی از اهداف اصلی تمرکز کرده‌اند، زیرا بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی با آن مرتبط هستند. از آنجایی که چربی ها مانند لیپیدها به راحتی توسط کبد جذب می شوند، دانشمندان اینتل و مراکز دیگر دریافته اند که می توان از آنها برای رساندن کریسپر به کبد استفاده کرد. دو شرکت دیگر، Beam Therapeutics و Vero Therapeutics نیز از نانوذرات لیپیدی برای هدف قرار دادن کبد یا ویرایش ژن ها استفاده می کنند.

  پاسخ رئیس جمهور چین به تحریم تراشه های آمریکا: ما در حال استخدام ارتشی از مغزها هستیم

در ژوئیه، Vero آزمایشی را برای درمان شکل ژنتیکی کلسترول بالا با استفاده از ویرایش پایه، که شکل دقیق‌تری از CRISPR است، آغاز کرد. لئونارد می گوید، اما تحویل CRISPR به سلول ها و اندام های دیگر همچنان یک چالش است. او می گوید:

در رسیدن به مغز و ریه ها مشکل دارد. وقتی به سال‌های آینده فکر می‌کنید، این‌ها زمینه‌هایی هستند که فناوری نانوذرات لیپیدی ممکن است دیگر مؤثر نباشد و ممکن است به سیستم‌های دیگری نیاز داشته باشید.

دیدگاهتان را بنویسید