روشی جدید در ویرایش ژنتیکی و نزدیک‌تر شدن دانشمندان به درمان بیماری‌های لاعلاج

دانشمندان با استفاده‌ از فناوری ژنتیکی کریسپر موفق شدند DNA سلول‌های بیماران هانتینگتون را اصلاح کنند. این موفقیت نشان می‌دهد که می‌توان با استفاده‌ از کریسپر بیماری لاعلاج و کشنده هانتینگتون را درمان کرد. کریسپر راهی است که می‌توان با استفاده‌ از آن، DNA را به‌صورت بسیار ارزان و مؤثر ویرایش کرد؛ پژوهشگران معتقدند کریسپر می‌تواند راه‌های درمانی ژنتیکی را تغییر دهد.

با این حال پیش از استفاده از روش کریسپر برای اصلاح و تغییر DNA انسان‌ زنده، باید از ایمنی و تأثیر آن اطمینان حاصل کرد. سلول‌های عصبی داخل مغز افرادی که دچار بیماری هانتینگتون هستند باگذشت زمان شروع‌ به تحلیل و فروپاشی می‌کند. این بیماری کشنده است و بین ۱۰ تا ۳۰ سال طول می‌کشد تا بیمار را پای دربیاورد و در حال حاضر درمانی برای آن نیست.

پژوهشگران اخیرا در مطالعه‌ای گامی مهم به‌سوی این هدف برداشتند. آن‌ها با استفاده‌ از پیشرفته‌ترین فناوری ژنتیکی موجود یعنی کریسپر، توانستند ژن‌هایی را که موجب بیماری هانتینگتون می‌شوند، دستکاری کنند.

در افراد مبتلا به این بیماری، به‌ دلیل تکرار رمز ژنتیکی یک بخش خاص، پروتئینی سمی تولید و باعث تخریب عصبی می‌شود. معمولا نشانه‌های این بیماری خود را در ۳۰ سالگی و ۴۰ سالگی بیماران نشان می‌دهند. بیماران پس‌ از این نشانه‌ها، در کنترل حرکات و حفظ تعادل خود دچار مشکل می‌شوند. همین عدم کنترل باعث می‌شود که آن‌ها در صحبت‌ کردن و عمل بلع و همچنین مسائل شناختی، دچار مشکل شوند.

گروهی‌ از پژوهشگران لهستانی موفق شدند سلول‌های بیماران هانتینگونی را اصلاح کنند. گروه، سلول‌های این بیماران را با استفاده‌ از کریسپر جدا و غیر فعال کردند. این عمل باعث کاهش چشمگیر حدود ۷۰ درصدی مقدار پروتئین تخریب‌کننده و تحلیل‌برنده عصبی شد. دکتر مارتا الجنیچک، دانشیاری در مؤسسه‌ی شیمی بیوارگانیک در لهستان که مسئولیت این مطالعه را برعهده داشت، در اخبار منتشرشده گفت:

استراتژی ما ایمن و مؤثر بود و هیچ اثر جانبی بدی هم مشاهده نشد.

رسیدن‌ به جایی که بتوانیم ژن‌ها را به‌طور بسیار دقیق ویرایش و بیماری هانتینگتون را با استفاده‌ از کریسپر درمان کنیم، موفقیت بزرگی است. این موفقیت نه‌تنها به پژوهشگران کمک می‌کند یک بیماری لاعلاج را درمان کنند؛ بلکه نشان می‌دهد می‌توان با فناوری کریسپر، سایر اختلالات مندل مانند کم‌خونی داسی‌شکل، بیماری تی‌-سَکس و فیبروز سیستیک را درمان کرد.

اینکه درمان بدون هیچ‌گونه اثر جانبی انجام می‌شود بسیار مهم است. از سویی این تکنیک روی سلول‌ها بسیار خوب جواب می‌دهد و درمان را برای انسان‌ها راحت‌تر کرده است.

کریسپر اساسا یک راه و روش آسان و ارزان برای ویرایش و اصلاح DNA است. این فناوری متشکل‌ از گروهی‌ کوچک‌ از مولکول‌هایی است که از RNA برای یافتن بخشی خاص از DNA که بتواند آن را تغییر دهد استفاده می‌کند. این گروه می‌تواند بخش فوق را جدا کند، مواد ژنتیکی جدیدی اضافه کند یا حتی رمز ژنتیکی جدیدی جایگزین یک بخش خاص کند (عملیات یافتن و جایگزینی بیولوژیکی برای رمز ژنتیکی).

 جنیفر دودنا، زیست‌شناسی در دانشگاه کالیفرنیا رد برکلی، یکی‌ از اولین پژوهشگران کشف‌کننده‌ی کریسپر است. او قبلا به بیزنس‌اینسایدر گفته بود:

ما اساسا می‌توانیم یک اسکالپل مولوکولی برای ژنوم‌ها داشته باشیم. فناوری‌های قبلی همگی شبیه‌به پتک بودند.

منظور او از گفته‌ی فوق این است که تغییر دادن ژنوم برای آن‌ها بسیار آسان و دقیق شده است.

اگر این ابزار روی افراد به‌خوبی کار کند، ممکن است استفاده از آن حتی فراتر از صرفا اختلالات ژنتیکی باشد. پژوهشگران می‌توانند ژن‌ها را تغییر دهند تا بدین ترتیب عوامل ریسک برای سایر بیماری‌ها را کاسته شود و حتی وضعیت سلامتی انسان را در جنبه‌های گوناگون بهبود بخشند. 

طبق نوشته پژوهشگران در این مطالعه‌ی جدید، مطالعات قبلی از ابزار دیگری برای ویرایش و اصلاح ژنتیکی استفاده می‌کردند تا اثبات کنند که می‌توانند بخشی‌ از رمز ژنتیکی را که مسئول بیماری هانتینگتون است، حذف کنند. متأسفانه انجام چنین روش‌هایی، پیچیدگی‌های خاص خودش را به‌ وجود می‌آورد؛ مخصوصا وقتی‌که ابزار اصلاح ژنتیک، هر دو رشته‌ی DNA را برش می‌داد.

اصلاح رمز ژنتیکی با استفاده‌ از کریسپر هم می‌تواند عواقب ناخواسته‌ای را به‌ دنبال داشته باشد. پژوهشگران توانستند به‌طور موفقیت‌آمیز اصلاحات دلخواهشان را با کریسپر  و انتقال مولکول‌ها به سلول‌ها انجام دهند؛ ولی بعضی‌ اوقات این انتقال‌ها تنها قسمتی‌ از ویرایش و اصلاح را به‌همراه خودش داشت و همه‌ی آن را شامل نمی‌شد. گاهی اوقات هم این ابزار، اصلاحات ناخواسته زیادی به‌ وجود می‌آورد که می‌توانستند خطرناک باشند.

تیم پژوهشی در این مطالعه‌ی ویژه، توانست موانع یادشده را با استفاده‌ از یک بسته‌ی کریسپر خاص که برای جلوگیری‌ از اهداف خارج‌ از برنامه طراحی شده بود، از پیش‌ رو بردارد. (تعداد مجموعه‌های مولکولی که می‌توانند ابزار کریسپر مختلف را تشکیل بدهند، بسیار زیاد هستند.)

این تیم لهستانی از مجموعه‌ی کریسپر کاس ۹ (پروتئین مربوطه کریسپر ۹) استفاده کرد. این مجموعه به‌جای برش هر دو رشته‌ی مارپیچ دوگانه DNA (چیزی که می‌تواند منجربه جهش‌های ناخواسته شود)، تنها یکی‌ از این رشته‌ها را برش داد و طبق گفته‌ی پژوهشگران، مطالعه‌ی اخیر، کار ویرایش را بسیار دقیق‌تر می‌کند.

روش جدید حداقل در سلول‌هایی که پژوهشگران تست کردند، به‌خوبی جواب داد.

البته پژوهشگران می‌گویند هنوز نیاز است تا این روش را به شیوه دقیق‌تری انجام دهند و قبل‌ از پیاده‌سازی آن روی انسان‌ها، باید درک بهتری از آن پیدا کنند. ما در حال حاضر چیز زیادی درمورد چگونگی تأثیر اصلاح رمز ژنتیکی بر بیماران نمی‌دانیم.

البته اصلاح و تغییر بدون اثرات خارج‌ از‌ برنامه، گام مهمی بود که سرانجام به‌وسیله‌ی کریسپر برای کمک‌ به افراد برداشته شد. پژوهشگران فکر می‌کنند که این کار می‌تواند حتی ویرایش جنین انسانی را میسر کند و حتی قبل‌ از به دنیا آمدن افراد، بخش مربوط‌ به این بیماری‌ها را اصلاح کند.