ویرایش ژن کلسترول می‌تواند بزرگ‌ترین قاتل روی زمین را متوقف کند

داوطلبی در نیوزیلند برای اولین‌بار به‌منظور کاهش کلسترول خون تحت ویرایش DNA قرار گرفت. این گام می‌تواند نویدبخش استفاده گسترده از این فناوری برای پیشگیری از حملات قلبی در آینده باشد. آزمایش جدید به‌عنوان بخشی از کارآزمایی بالینی شرکت بیوتکنولوژی آمریکایی ورو تراپیوتیکس (Verve Therapeutics)، شامل تزریق نسخه‌ای از ابزار ویرایش‌کننده ژن کریسپر به‌منظور اصلاح یک حرف DNA سلول‌های کبد بیمار می‌شد.

به‌گفته‌ی شرکت ورو تراپیوتیکس، این ویرایش کوچک باید برای کاهش دائمی سطح کلسترول بد (LDL) کافی باشد. کلسترول LDL نوعی مولکول چربی است که در طول زمان موجب انسداد و سخت شدن شریان‌ها می‌شود.

بیمار نیوزیلندی دارای خطر ارثی کلسترول بالا بود و از قبل دچار بیماری قلبی بود. اگرچه، شرکت معتقد است که همین فناوری درنهایت می‌تواند برای پیشگیری از بیماری قلبی‌عروقی در میلیون‌ها نفر استفاده شود. سکار کاتیرسان، پژوهشگر ژنتیک که سه سال پیش ورو را راه‌اندازی کرد و مدیرعامل این شرکت است، می‌گوید: «اگر این روش کارآمد و بی‌خطر باشد، پاسخ و درمان حمله قلبی است.»

از زمانی که دانشمندان کریسپر را کشف کردند، ده سال می‌گذرد. کریسپر فناوری برای ایجاد تغییرات هدفمند در DNA سلول‌ها است، اما تاکنون این روش فقط روی افرادی آزمایش شده بود که دچار بیماری‌های نادری مانند کم‌خونی سلول داسی بودند و فقط به‌عنوان بخشی از کارآزمایی‌های اکتشافی انجام شده بود.

اگر آزمایش ورو کارآمد باشد، می‌تواند پیام‌آور استفاده گسترده‌تر از ویرایش ژن برای پیشگیری از بیماری‌های شایع باشد. بخش بزرگی از جمعیت جهان دارای LDL بسیار بالا هستند، اما بسیاری از مردم نمی‌توانند آن را کنترل کنند. در سراسر جهان، تعداد افرادی که براثر بیماری قلبی‌عروقی آترواسکلروتیک جان خود را از دست می‌دهند، بیش از مرگ‌و‌میر ناشی از عوامل دیگر است. اریک توپول، متخصص قلب و پژوهشگر مؤسسه تحقیقاتی اسکریپس می‌گوید:

از میان ویرایش‌های ژنوم مختلفی که در کلینیک‌ها انجام می‌شود، این مورد می‌تواند عمیق‌ترین تأثیر را داشته باشد، زیرا تعداد افرادی که می‌توانند از آن بهره ببرند، بسیار زیاد است.

برخی از پزشکان معتقدند که کاهش شدید LDL و پایین نگه داشتن آن در طول زندگی می‌تواند از مرگ براثر بیماری قلبی‌عروقی پیشگیری کند. یوجین برانوالد، پزشک بیمارستان زنان و بریگام در بوستون که از مشاورین ورو است، نیز همین نظر را دارد. او می‌گوید: «هرچه LDL پایین‌تر باشد، بهتر است. LDL نمی‌تواند خیلی پایین باشد. مشکلی که وجود دارد این است که چگونه می‌توانید آن را کاهش دهید.»

رژیم‌های غذایی سختگیرانه مانند رژیمی که در آن از خوردن تخم‌مرغ، گوشت و حتی روغن زیتون پرهیز کنید، می‌تواند در کاهش LDL مؤثر باشد. اما تعداد کمی از مردم می‌توانند از چنین رژیم غذایی پیروی کنند. بنابراین، چاره دیگر استاتین‌ها هستند که ازنظر میزان تجویز در ایالات متحده در رتبه نخست قرار دارند.

انواعی از داروهای بیوتکنولوژی جدیدتر شامل تزریق دو بار در ماه یا حتی فقط دو بار در سال می‌شود. این داروها بسیار قوی هستند و برانوالد اخیراً به این مسئله پرداخت که اگر از آن‌ها به شکل مداخله بهداشت عمومی در سطح جمعیت استفاده شوند، چه اتفاقی می‌افتد. او می‌گوید: «طبق محاسبات من، اگر از ۳۰ سالگی این داروها را دریافت کنید، بدون ابتلا به بیماری عروق کرونر تا ۱۰۰ سالگی زندگی خواهید کرد.»

اگرچه این داروها هنوز به‌طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته‌اند. آن‌ها هزینه بالایی دارند، مصرف آن‌ها راحت نیست و شرکت‌های بیمه از پرداخت هزینه آن‌ها امتناع می‌کنند. برانوالد می‌گوید:

بنابراین، ویرایش ژن روش کارآمد و قدرتمندی است، زیرا فقط یک بار انجام می‌شود و نیازی به مراجعه مکرر بیمار نیست. این دستاورد بسیار مهمی است، زیرا بیماری قلبی آترواسکلروتیک شایع‌ترین علت مرگ‌و‌میر در دنیای صنعتی به حساب می‌آید و LDL علت اصلی آن است.

در نیوزیلند، جایی که کارآزمایی بالینی ورو در آن درحال انجام است، ۴۰ فرد مبتلا به یک شکل ارثی از کلسترول بالا به نام هیپرکلسترولمی فامیلی، این نوع ژن‌درمانی را دریافت خواهند کرد.

افراد مبتلا به هیپرکلسترولمی فامیلی حتی در دوران کودکی می‌توانند خوانش کلسترول دو برابر میانگین داشته باشند. بسیاری از افراد تنها زمانی که دچار حمله قلبی می‌شوند (غالباً در سنین پایین)، متوجه می‌شوند دچار این بیماری هستند.

در این مطالعه همچنین از نسخه جدیدی از کریسپر (base editing) استفاده می‌شود که اولین‌بار در سال ۲۰۱۶ توسعه پیدا کرد. ویرایش بنیادی برخلاف کریسپر مرسوم که یک ژن را برش می‌دهد، یک حرف از DNA را با حرف دیگری عوض می‌کند.

ژنی که ورو درحال ویرایش آن است، PCSK9 نام دارد. این ژن نقش مهمی در حفظ سطح LDL دارد و شرکت می‌گوید درمان آن‌ها با تغییر یک حرف (باز DNA)، ژن مذکور را غیرفعال می‌کند.

قبل از راه‌اندازی ورو، کاتیرسان به‌عنوان متخصص ژنتیک در مؤسسه برود کمبریج روی علت‌های ارثی بیماری قلبی کار می‌کرد . او شرکت ورو را پس از اینکه برادرش سنتیل به‌طور ناگهانی براثر حمله قلبی از دنیا رفت، راه‌اندازی کرد. او فکر می‌کرد که ویرایش پایه می‌تواند راهی برای پیشگیری از چنین فاجعه‌هایی باشد.

یکی از دلایل پیشرفت سریع فناوری ویرایش بنیادی ورو این است که این فناوری تا حد زیادی شبیه واکسن‌های mRNA کووید ۱۹ است. درست مانند واکسن‌ها، این درمان از دستورالعمل‌های ژنتیکی تشکیل شده که در نانوذراتی قرار دارند که محتویات خود را به سلول‌ها تحویل می‌دهند.

درحالی‌که واکسن به سلول‌ها دستور می‌دهد که جزئی از ویروس SARS-CoV-2 را تولید کند، درمان ورو نسخه PCSK9 سلول را تغییر می‌دهد و اشتباه کوچکی را وارد آن می‌کند.

در آزمایش‌هایی که روی میمون‌ها انجام شد، درمان ورو کلسترول بد را تا ۶۰ درصد کاهش داد. این اثر بیش از یک سال در حیوانات باقی ماند و می‌تواند دائمی باشد.

آزمایش انسانی می‌تواند با خطراتی همراه باشد. نانوذرات تاحدودی سمی هستند و گزارش‌هایی از عوارض جانبی ازقبیل درد عضلانی در افرادی که از دیگر داروهای کاهش PCSK9 استفاده می‌کنند، وجود دارد. علاوه‌بر‌این، درحالی‌که در صورت بروز مشکل می‌توان درمان با داروهای معمولی را متوقف کرد، هنوز برنامه‌ای برای بازگردان ویرایش ژنتیکی به حالت اول وجود ندارد.

تاکنون، ژن‌درمانی‌های معدود موجود در بازار همگی هزینه‌های صدها هزار دلاری داشته‌اند. اما درمان ورو، خصوصاً اگر به‌طور گسترده استفاده شود، باید بسیار ارزان‌تر باشد. یکی از دلایل این امر آن است که درحالی‌که ژن‌درمانی‌های دیگر از ویروس‌های مخصوصی برای حمل ژن‌ها استفاده می‌کنند، نانوذرات طی فرایند شیمیایی تولید می‌شوند و افزایش مقیاس تولید آن‌ها عملی‌تر است.

کیران موسونورو، متخصص ویرایش ژن در دانشگاه پنسیلوانیا که هم‌بنیان‌گذار ورو است، می‌گوید: «دنیاگیری و نیاز فوری به واکسن‌ها ظرفیت تولید در مقیاس وسیع را ایجاد کرد. می‌توان به‌راحتی از این ظرفیت در ژن‌درمانی استفاده کرد و البته ظرفیت فراوان به‌معنای کاهش قیمت است.»

موسونورو می‌گوید برخی پژوهشگران معتقدند که اگر اولین نوبت ویرایش ژن کامل انجام نشود، یا به‌منظور غیرفعال کردن سایر ژن‌های کلسترول و عمیق‌تر کردن تأثیر این رویکرد، می‌توان از دوزهای تقویت‌کننده استفاده کرد.

این خوش‌شانسی‌ای برای بنیان‌گذاران ورو است که علت اصلی مرگ‌و‌میر در جهان همچنین اولین بیماری شایعی است که ویرایش ژن می‌تواند آن را برطرف کند. کاتیرسان که برای پایین نگه داشتن LDL خود استاتین مصرف می‌کند، فکر می‌کند ویرایش ژن برای کلسترول می‌تواند درمان مادام‌العمر باشد. او می‌گوید: «علت اصلی مرگ‌و‌میر در جهان حمله قلبی است. اگر دارویی بدهید که از حمله‌ی قلبی پیشگیری کند، مردم بیشتر عمر خواهند کرد.»