به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، عوامل ویرایش ژنی که اخیراً توسعه یافته اند، دستکاری دقیق DNA ژنومی را در موجودات زنده امکان پذیر می‌کنند و امکان درمان ریشه بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی را افزایش می‌دهند. محققان چینی با موفقیت بینایی موش‌های مبتلا به رتینیت پیگمانتوزا، یکی از علل اصلی نابینایی در انسان را بازیابی کردند. این مطالعه از یک فرم جدید و بسیار متنوع از ویرایش ژنوم مبتنی بر CRISPR با پتانسیل اصلاح طیف وسیعی از جهش‌های ژنتیکی بیماری‌زا استفاده می‌کند. زیرا توانایی ویرایش ژنوم سلول‌های عصبی شبکیه، به ویژه گیرنده‌های نوری ناسالم یا در حال مرگ، شواهد قانع کننده تری برای کاربردهای بالقوه این ابزارهای ویرایش ژنوم در درمان بیماری‌هایی مانند رتینیت پیگمانتوزا ارائه می‌کند. نتایج این مطالعه در مجله پزشکی nature منتشر شده است.

رتینیت پیگمانتوزا (RP)

رتینیت پیگمانتوزا (RP) یک دیستروفی ارثی شبکیه است که به گروهی از دیستروفی‌های استوانه‌ها و مخروط‌های بینایی گفته می‌شود که باعث از دست دادن پیشرونده و غیرقابل برگشت گیرنده‌های نور شبکیه می‌شود. رتینیت پیگمانتوزا می‌تواند در اثر جهش در بیش از 100 ژن مختلف ایجاد شود و تخمین زده می‌شود که بینایی 1 نفر از 4000 نفر را مختل کند. رتینیت پیگمنتوزا که با شبکوری پیشرونده، تنگ شدگی میدان بینایی همراه با اسکوتوم (نقطه‌ی کور) مرکزی، کاهش حدّت بینایی و الکترورتینوگرام (ERG) غیر طبیعی همراه است. درواقع این بیماری با اختلال عملکرد و مرگ سلول‌های میله‌ای حساس به نور کم شروع می‌شود، قبل از گسترش به سلول‌های مخروطی مورد نیاز برای دید رنگی، و در نهایت منجر به از دست دادن دید شدید و غیرقابل برگشت می‌شود. در اکثر موارد، بیماری به دلیل جهش در ژن رودوپسین، پیگمان نوری استوانه‌ی بینایی، یا ژن پریفین (گلیکوپروتئین واقع در گیرنه نوری) ایجاد می‌شود. تا به امروز، کاربرد و اثربخشی ابزارهای ویرایش ژنوم مبتنی بر CRISPR به تدریج افزایش یافته و بهینه شده است و باعث پیشرفت‌های عمده در تقریباً هر جنبه مرتبط با ژن درمانی می‌شود. به عنوان نمایندگان این فناوری، BEs و PEs هم برای تحقیقات پایه و هم برای کاربردهای درمانی نوید زیادی دارند.

ویرایش ژنوم CRISPR-Cas

توسعه ابزارهای جدید ویرایش ژنوم CRISPR-Cas همچنان به پیشرفت‌های عمده در علوم زیستی منجر می‌شود. چهار دسته از عوامل ویرایش ژنوم مشتق شده از CRISPR-Cas-نوکلئازها، ویرایشگرهای پایه، ترانسپوزازها/ریکامبینازها و ویرایشگرهای اولیه-در حال حاضر برای اصلاح ژنوم در سیستم های آزمایشی موجود هستند. برخی از این عوامل نیز به سرعت وارد کلینیک شده اند. هر ابزاری با قابلیت‌ها و محدودیت‌های خاص خود همراه است و تلاش‌های عمده قابلیت‌های ویرایش آن‌ها را گسترش داده، دامنه هدف‌گیری آن‌ها را گسترش داده و ویژگی ویرایش را بهبود بخشیده است.این تکنیک‌ها فرصت‌هایی را برای پیشرفت‌ها و کاربردهای آینده در تحقیقات اساسی و درمانی فراهم کرده اند. در همین راستا ویرایشگرهای پایه (BEs) تبدیل‌های هدفمند تک نوکلئوتیدی را بدون نیاز به شکست‌های DNA دو رشته‌ای (DSB) واسطه می‌کنند و در نتیجه پیامدهای نامطلوب ویرایش مانند indels، حذف‌های بزرگ را به حداقل می‌رسانند.

موفقیت ویرایش ژنوم در بیماری‌های چشمی

محققان قبلاً از ویرایش ژنوم برای بازگرداندن بینایی موش‌های مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی مادرزادی مانند amaurosis لبر که بر اپیتلیوم رنگدانه شبکیه، لایه‌ای از سلول‌های غیر عصبی در چشم که از میله‌های حسگر نور و سلول‌های گیرنده نوری مخروطی حمایت می‌کند، استفاده کرده‌اند. . با این حال، اکثر اشکال ارثی نابینایی، از جمله رتینیت پیگمانتوزا، ناشی از نقص ژنتیکی در خود گیرنده‌های نوری عصبی است. هنگامی که استفاده از تکنیک ویرایش ژنوم برای هدف قرار دادن ژن PDE6β جهش یافته برنامه ریزی شد، سیستم PESpRY توانست به طور موثر جهش را اصلاح کند و فعالیت آنزیم را در شبکیه موش بازگرداند. این ویرایش ژنتیکی از مرگ گیرنده‌های نوری میله ای و مخروطی جلوگیری کرد و پاسخ های الکتریکی طبیعی آنها را به نور بازیابی کرد. گروهی در این مطالعه سعی کردند بینایی موش‌های مبتلا به رتینیت پیگمانتوزا را که در اثر جهش در ژن کدکننده آنزیم حیاتی به نام PDE6β ایجاد شده است، نجات دهند. برای انجام این کار، این تیم یک سیستم جدید و همه‌کاره‌ CRISPR به نام PESpRY ایجاد کرد که می‌تواند برای اصلاح بسیاری از انواع مختلف جهش‌های ژنتیکی، صرف نظر از اینکه در کجای ژنوم رخ می‌دهند، برنامه‌ریزی شود.

نتایج کسب شده از این مطالعه

Kai Yao و همکارانش آزمایش‌های رفتاری مختلفی انجام دادند تا تأیید کنند که موش‌های اصلاح‌شده ژنی، قادرند بینایی خود را حتی تا سنین بالا حفظ کنند. برای مثال، این حیوانات توانستند تقریباً مانند موش‌های سالم و معمولی راه خود را از یک پیچ و خم آبی که با هدایت بصری هدایت می‌شد، پیدا کنند و در پاسخ به محرک‌های بینایی، حرکات سر معمولی را نشان دادند. Yao هشدار می‌دهد که هنوز کار زیادی باید انجام شود تا ایمنی و اثربخشی سیستم PESpRY در انسان‌هاتایید شود. موش‌های تحت درمان پاسخ‌های قابل توجهی در الکترورتینوگرام نشان دادند و عملکرد خوبی نیز در هر دو آزمون اجتنابی غیرفعال و فعال نشان دادند. علاوه بر این، آنها بهبود آشکاری را در پاسخ‌های حرکتی نوری مبتنی بر محرک‌های بصری ارائه کردند و وظایف بصری را به طور موثر انجام دادند.

Yao همچنین می‌گوید: «با این حال، مطالعه ما شواهد قابل‌توجهی برای کاربرد in vivo این استراتژی جدید ویرایش ژنوم و پتانسیل آن در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی و درمانی، به‌ویژه برای بیماری‌های ارثی شبکیه مانند رتینیت پیگمانتوزا، ارائه می‌کند».

پایان مطلب/.