حذف موفقیت‌آمیز ویروس HIV از بدن موش با روش کریسپر

پیدا کردن راه درمانی موثر و دائمی برای مبارزه با عفونت ناشی از ویروس HIV به دلیل ویژگی‌های خاص این ویروس و پنهان شدن آن در دی‌ان‌ای فرد تا به امروز نتیجه‌ی چشم‌گیری نداشته است. با این حال پژوهشگران دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه Temple با همکاری گروهی از دانشگاه پیتزبورگ با استفاده از تکنیک‌ CRISPR توانسته‌اند که دی‌ان‌ای ویروس اچ‌آی‌وی را از ژنوم یک موجود زنده جدا کنند. نتیجه‌ی این آزمایش می‌تواند امید‌ها برای پیدا شدن راهی برای درمان بیماری ایدز را افزایش دهد.

در سال ۲۰۱۶، همین گروه تحقیقاتی با انتشار مقاله‌ای ادعا کرده بودند که می‌توان با استفاده از روش کریسپر و آنزیم cas9 دی‌ان‌ای ویروس اچ‌آی‌وی را از بیشتر سلول‌های آلوده در یک موش تراریخته‌ حاوی دی‌ان‌ای ویروس در ژنوم خود پاک کرد. اگرچه این مقاله وارد فاز عملی نشده بود، اما مقاله‌ی تازه منتشر شده با عملیاتی کردن روش نشان می‌دهد که تکنیک CRISPR در پاک‌سازی ژنوم موثر است. دکتر هو در این مورد بیان می‌کند:

مطالعه‌ی جدید کامل‌تر به حساب می‌آید. مطالعه‌ی قبلی ما به داشتن یک استراتژی تحقیقاتی و رسیدن به یک نتیجه‌ی کلی کمک زیادی کرده است. روش کریسپر روی دو گروه نمونه‌ی دیگر از موش‌ها نیز عملیاتی شده است. یکی از این گروه‌ها به عفونت حاد HIV مبتلا و دیگری به وسیله‌ی سلول‌های ایمنی بدن انسان حاوی ویروس اچ‌آی‌وی نهفته عفونی شده بودند.

در نمونه‌ی اول که شامل یک موش تراریخته بود، پژوهشگران موفق به از کار انداختن دی‌ان‌ای HIV-1 و کاهش سرعت فرآیند همانندسازی RNA این ویروس تا ۹۵ درصد شدند. در موش‌های مبتلا به عفونت حاد EcoHIV (مشابه نمونه‌ی انسانی HIV-1) نیز نتیجه‌ای مشابه گرفته شد.  دکتر خلیلی از دیگر اعضای گروه تحقیقاتی اضافه می‌کند:

در نمونه‌ی دوم عفونت به صورت فزاینده‌ای در سلول‌های موش در حال تکثیر بود. با استفاده از تکنیک کریسپر توانستیم جلوی فرآیند همانندسازی دی‌ان‌ای را بگیریم و به صورت سیستماتیک عفونت را در بدن موش کنترل کنیم. بهره‌وری پاک‌سازی در این نمونه به ۹۶ درصد رسید.

دکتر هو در مورد گروه سوم که به وسیله‌ی سلول‌های انسانی آلوده به ویروس، شامل سلول‌های T، مبتلا به عفونت شده بودند توضیح می‌دهد:

موش‌های این گروه حامل ویروس نهفته‌ی HIV در ژنوم سلول‌های T انسانی بودند. در این وضعیت، شناسایی ویروس به سختی انجام می‌گیرد. خوشبختانه با استفاده از روش CRISPR/Cas9 قطعه‌ی ویروسی از محل اختفای خود درون سلول‌های انسانی در بافت‌های موش جداسازی شد.

در تمامی این سه گروه، محققین از ذرات نوترکیب  adeno-associated vector یا rAAV به منظور جابه‌جایی آنزیم‌ cas9 استفاده کردند. دکتر هو دلیل این انتخاب را بیان می‌کند:

استفاده از یکی از زیرمجوعه‌های rAAV با نام AAV-DJ/8 به ما این اجازه را می‌داد تا سروتیپ‌های گوناگونی را به طیف بیشتری از سلول‌ها حمل کنیم تا کارایی سیستم CRISPR/Cas9 افزایش پیدا کند. همچنین این ذرات نوترکیب بازمهندسی شدند و حالا قادر به حمل ۴ نوع RNA هستند. این آر‌ان‌ای‌ها طوری طراحی شده‌اند که دی‌ان‌ای HIV-1 یکپارچه شده با ژنوم سلول میزبان را جدا سازند و مانع تغییرات جهشی HIV-1 می‌شوند.

اما موفقیت این روش چگونه ارزیابی شد؟ پژوهشگران این گروه از نوع جدیدی از سیستم تصویربرداری زیست‌تابی یا bioluminescence استفاده کردند. دکتر خلیلی در مورد این روش می‌گوید:

سیستم تصویربرداری ما این امکان را دارد تا مکان سلول‌های آلوده به HIV-1 را ردیابی کند. بنابراین قادر خواهیم بود تا فرآیند همانندسازی و مکان‌های اختفای HIV-1 را به صورت هم‌زمان مشاهده کنیم.

مطالعه‌ی حاضر جهشی بلند به سمت درمان قطعی بیماری ایدز به حساب می‌آید. دکتر خلیلی ادامه می‌دهد:

مرحله‌ی بعدی تحقیق ما شامل آزمایش این روش روی جانوران بیشتر، مخصوصا پستانداران راسته‌ی نخستی‌سانان خواهد بود. در جهت افزایش کارایی این روش و حذف کامل دی‌ان‌ای HIV-1 از سلول‌های T آلوده و پاک‌سازی ویروس از بخش‌های مهم بدن همچون سلول‌های مغزی، نیازمند تکرار آزمایش‌ها در نمونه‌های بیشتر حیوانی هستیم. هدف نهایی رسیدن به آزمایش‌های بالینی است.

نتایج این پژوهش علمی را می‌توانید در نشریه‌ی Molecular Therapy مطالعه کنید.