به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، فعال‌سازی مجدد هموگلوبین جنینی (HbF) در سلول‌های اریتروئید بالغ از طریق ویرایش ژنوم یک استراتژی برای درمان بتا تالاسمی و بیماری سلول داسی شکل است. در گزارش‌های مرتبط، فعال‌سازی مجدد HbF به‌طور منظم در اریتروبلاست‌هایی که از سلول‌های بنیادی خونساز و پیش‌ساز CD34+ بالغ (HSPC) تولید می‌شوند، بررسی شده است. با این حال، تهیه سلول‌های بنیادی خونساز بالغ، چه از مغز استخوان (BM) یا از خون محیطی (mPB)، مشکل است. خون بندناف (CB) یک منبع به آسانی در دسترس سلول‌های بنیادی خونساز است. با این حال، سلول‌های بنیادی خون ساز خون بند ناف مقادیر بالایی از HbF را به دنبال تمایز به دودمان اریتروئید تولید می‌کنند. در این مطالعه گروهی از محققین دانشگاه عل.م پزشکی تهران برای بررسی  فعال‌سازی مجدد HbF در اریتروبلاست‌های مشتق از خون بند ناف از طریق CRISPR/Cas9  این ژن را ویرایش کرده‌اند.

بیماری بتا-هموگلوبینوپاتی‌ها و پیوند سلول‌های بنیادی خونساز

بتا هموگلوبینوپاتی‌ها گروهی از اختلالات ارثی مغلوب هستند که در اثر طیف وسیعی از جهش‌ها در جایگاه β-گلوبین ایجاد می‌شوند. تخمین زده می‌شود که تقریباً 400000 تولد مبتلا سالانه رخ می‌دهد. تا کنون، بیش از 300 جهش که بر بیان β-گلوبین تأثیر می‌گذارد، توصیف شده است که منجر به کاهش یا عدم تولید β-گلوبین (به ترتیب β + یا β0 تالاسمی) یا بیان یک نوع جهش یافته از β-گلوبین (سلول داسی شکل) می‌شود. در بتا تالاسمی، کاهش تولید زنجیره‌های β-گلوبین منجر به بیش از حد تا شدن زنجیره‌های آلفا-گلوبین نادرست (یک موضوع کمیت) می‌شود که در نتیجه باعث آسیب غشای گلبول‌های قرمز، آپوپتوز زودرس و اریتروپویزیس بی‌اثر می‌شود. پیامدهای ثانویه این نقایص اولیه عبارتند از کم خونی، خون سازی خارج مدولاری، طحال و تجمع آهن. بنابراین بتا-هموگلوبینوپاتی شایع ترین اختلالات ژنتیکی در سراسر جهان هستند که در صورت عدم پایبندی بیمار به درمان حمایتی با عوارض و مرگ و میر زودرس همراه هستند.

نتایج کسب شده

در اریتروبلاست‌های ویرایش‌شده، فرکانس‌های درج/حذف 74.0-80.4٪(indel) و سطوح کاهش RNA 92.6 ± 5.1٪ BCL11A به دست آمد. به نوبه خود، نسبت رونوشت γ/β-گلوبین به نسبت دو برابر افزایش یافت. در مجموع 43.5٪ از جمعیت اریتروبلاست‌های مشتق از خون بند ناف ویرایش ژنی شدند. در مجموع نتایج این گروه نشان می‌دهد که فعال‌سازی مجدد γ-گلوبین/HbF از طریق ویرایش ژنوم می‌تواند در اریتروبلاست‌های تولید شده از سلول‌های بنیادی خون ساز خون بند ناف شناسایی شود و این سلول‌ها را به یک مدل مفید برای مطالعات مشابه تبدیل کند.

درمان بیماری با پیوند سلول‌های بنیادی خونساز اصلاح شده

تاکنون پیوند آلوژنیک سلول‌های بنیادی خونساز (allo-HSCT) تنها گزینه درمانی بوده است، اگرچه نیاز ضروری به یک اهداکننده همسان با HLA به طور قابل توجهی کاربرد جهانی آن را محدود کرده است. تکامل رویکردهای ژن درمانی، تحویل خارج از بدن یک ژن بتا یا γ-گلوبین درمانی را به سلول‌های بنیادی خونساز مشتق از بیمار و سپس پیوند سلول‌های اصلاح شده به بیماران را امکان‌پذیر کرده که منجر به نرخ بالای استقلال از انتقال خون و رفع کامل بحران های دردناک (بیماری سلول داسی شکل-SCD) شده است. تداوم ارثی هموگلوبین جنینی (HPFH)، سندرمی که با افزایش سطح γ-گلوبین مشخص می‌شود، هنگامی که همراه با بتا تالاسمی یا SCD به ارث می‌رسد، هموگلوبینوپاتی‌ها را به یک وضعیت خوش خیم با فنوتیپ بالینی خفیف تبدیل می‌کند. توسعه سریع ابزارهای ویرایش دقیق ژنوم (ZFN، TALENs، CRISPR/Cas9) در دهه گذشته امکان معرفی هدفمند جهش‌ها را فراهم کرده است که منجر به پیامدهای اصلاح‌کننده بیماری می‌شود.

فن‌آوری‌های دستکاری گلوبین انسان

پس از دهه‌ها تحقیق، پیشرفت‌های اخیر در فن‌آوری‌های دستکاری ژنوم انسان که با درک بهتر از تنظیم ژن گلوبین همراه شده است، چشم‌انداز درمانی هموگلوبینوپاتی‌ها را با گنجاندن درمان‌های ژنتیکی مختلف با پتانسیل درمانی بالا به شدت تغییر داده است. ژن درمانی سلول‌های بنیادی خونساز با افزودن ژن و ویرایش ژنوم هر دو نتایج بالینی قابل توجهی در بتا تالاسمی و SCD وابسته به انتقال خون ارائه کرده است. اکنون نیز مطالعاتی در حال انجام است تا ایمنی طولانی مدت و پایداری مزیت بالینی ارائه شده توسط این دو رویکرد را تعریف کند.

انجام کارآزمایی بالینی بر روی دو بیمار

گروهی از محققین از مرکز سارا کانن برای سرطان خون در بیمارستان کودکان در TriStar Centennialبا استفاده از  الکتروپوراسیون سلول‌های بنیادی خونساز و پیش ساز CD34+ را که از اهداکنندگان سالم به دست آمده بود، را با CRISPR-Cas9 که تقویت‌کننده اختصاصی اریتروئید BCL11A هدف قرار دادند. تقریباً 80 درصد از آلل‌های این مکان بدون هیچ شواهدی مبنی بر ویرایش خارج از هدف اصلاح شدند. پس از انجام میلوابلیشن، دو بیمار - یکی با TDT و دیگری با SCD - سلول‌های CD34+ اتولوگ ویرایش شده با CRISPR-Cas9 را دریافت کردند که همان تقویت‌کننده BCL11A را هدف قرار می‌داد. بیش از یک سال بعد، هر دو بیمار دارای سطوح بالایی از ویرایش آللی در مغز استخوان و خون، افزایش هموگلوبین جنینی که به صورت پانسلولی توزیع می‌شد، استقلال از انتقال خون، و (در بیمار مبتلا به SCD) حذف دوره‌های انسداد عروقی داشتند.

پایان مطلب/.