به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ابزار CRISPR قادر است نقص ژنتیکی مسئول بیماری ایمنی «بیماری گرانولوماتوز مزمن» را ترمیم کند. با این حال، محققان دانشگاه زوریخ اکنون نشان داده‌اند که احتمال دارد این ابزار به طور ناخواسته نقص‌های دیگری را نیز وارد کند. ابزار CRISPR با توانایی اصلاح دقیق بخش‌های معیوب ژنوم، پتانسیل انقلابی در درمان بیماری‌های ژنتیکی دارد. با این حال، مشکلی وجود دارد: در شرایط خاص، ترمیم‌ها می‌توانند به ایجاد نقص‌های جدید ژنتیکی منجر شوند - مانند آنچه در مورد بیماری گرانولوماتوز مزمن مشاهده شده است. این مطلب توسط تیمی از محققان و پزشکان از برنامه تحقیقاتی بالینی ImmuGene در دانشگاه زوریخ گزارش شده است.

بیماری گرانولوماتوز مزمن

بیماری گرانولوماتوز مزمن یک بیماری نادر ارثی است که حدود یک نفر از هر ۱۲۰,۰۰۰ نفر را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این بیماری سیستم ایمنی را مختل کرده و باعث می‌شود که بیماران مستعد عفونت‌های جدی و حتی تهدیدکننده زندگی شوند. این بیماری به دلیل عدم وجود دو حرف خاص در توالی DNA ژن NCF1 به وجود می‌آید. این نقص باعث می‌شود که بدن نتواند ترکیب آنزیمی که در دفاع ایمنی علیه باکتری‌ها و قارچ‌ها نقش مهمی دارد را تولید کند.

سیستم CRISPR-Cas

سیستم CRISPR-Cas یک فناوری نوین و قدرتمند در زمینه ویرایش ژنوم است که امکان تغییر دقیق و هدفمند DNA در موجودات زنده را فراهم می‌کند. این سیستم در ابتدا در باکتری‌ها کشف شد که به عنوان یک مکانیسم دفاعی در برابر ویروس‌ها عمل می‌کرد، اما از آن زمان به ابزاری انقلابی در زیست‌شناسی مولکولی و ژنتیک تبدیل شده است.

کاربردهای CRISPR-Cas

1. ویرایش ژنوم: یکی از مهم‌ترین کاربردهای CRISPR در تحقیقات ژنتیک و درمان بیماری‌ها است. این فناوری می‌تواند برای حذف، اضافه کردن یا تغییر دقیق ژن‌ها در موجودات زنده به‌ویژه در مدل‌های حیوانی و انسانی استفاده شود.
2. درمان بیماری‌های ژنتیکی: CRISPR می‌تواند برای اصلاح جهش‌های ژنتیکی که باعث بیماری‌هایی مانند فیبروز کیستیک، آنی‌می داسی، تالاسمی و بسیاری از بیماری‌های دیگر می‌شود، استفاده شود.
3. تحقیقات پزشکی و داروسازی: از CRISPR برای ایجاد مدل‌های بیماری جدید در حیوانات و آزمایش داروهای مختلف استفاده می‌شود.
4. کشاورزی: از CRISPR برای اصلاح ژنوم گیاهان و جانوران استفاده می‌شود تا ویژگی‌هایی مانند مقاومت به بیماری‌ها، تحمل به خشکی یا بهبود بازده محصول را افزایش دهد.
5. پژوهش‌های بنیادی: CRISPR ابزاری ارزشمند برای درک بهتر عملکرد ژن‌ها، تعاملات پروتئین‌ها و مسیرهای سلولی است.

چالش‌ها و نگرانی‌های سیتم

با وجود قدرت و دقت بالای CRISPR، این فناوری چالش‌هایی نیز دارد: وجود آثار جانبی یکی از نگرانی‌های اصلی در استفاده از CRISPRو برش‌های تصادفی در نقاط دیگر DNA است که ممکن است منجر به جهش‌های ناخواسته و مشکلات غیرقابل پیش‌بینی شود. اخلاق و ایمنی: ویرایش ژنوم انسان به‌ویژه در نطفه‌های انسانی (embryo) ممکن است مسائل اخلاقی و اجتماعی را به همراه داشته باشد، مانند تغییرات ژنتیکی که به نسل‌های بعدی منتقل می‌شود. در نهایت، سیستم CRISPR-Cas انقلابی در زمینه ژنتیک و پزشکی ایجاد کرده است و امیدهای زیادی برای درمان بیماری‌های ژنتیکی، بهبود کشاورزی و پیشرفت‌های علمی به‌وجود آورده است.

شیوه تحقیقاتی

تیم تحقیقاتی به سرپرستی یانین رایشنباش، استاد ژن درمانی  so matic در بیمارستان دانشگاه کودکان زوریخ و موسسه پزشکی بازسازی دانشگاه زوریخ اکنون موفق شده است با استفاده از سیستم CRISPR، حروف گمشده را در مکان مناسب وارد کند. آنها این آزمایش‌ها را در کشت سلول‌های ایمنی که همان نقص ژنتیکی مشابه افراد مبتلا به بیماری گرانولوماتوز مزمن را داشتند، انجام دادند. این یک نتیجه امیدوارکننده برای استفاده از فناوری CRISPR در اصلاح جهش زیرساختی این بیماری است.

نتایج حاصل از کار

جالب توجه است که برخی از سلول‌های ترمیم‌شده اکنون نقص‌های جدیدی نشان دادند. بخش‌هایی از کروموزوم که ترمیم در آنجا صورت گرفته بود، ناپدید شدند. دلیل این امر، وضعیت ژنتیکی خاص ژن NCF1 است: این ژن سه بار بر روی یک کروموزوم وجود دارد، یک بار به صورت ژن فعال و دو بار به شکل شبه‌ژن‌ها. این شبه‌ژن‌ها همان توالی را دارند که ژن معیوب NCF1 و معمولاً برای تشکیل ترکیب آنزیمی استفاده نمی‌شوند. ابزار CRISPR نمی‌تواند تفاوت بین نسخه‌های مختلف این ژن‌ها را تشخیص دهد و بنابراین گاهی اوقات رشته DNA را در چندین مکان مختلف روی کروموزوم برش می‌دهد - هم در ژن فعال NCF1 و هم در شبه‌ژن‌ها. هنگامی که این بخش‌ها مجدداً به هم متصل می‌شوند، ممکن است بخش‌هایی از ژن‌ها به اشتباه تنظیم شده یا ناپدید شوند. عواقب پزشکی این مسئله غیرقابل پیش‌بینی است و در بدترین حالت ممکن است به توسعه لوسمی (سرطان خون) منجر شود. "این موضوع نیازمند احتیاط در استفاده از فناوری CRISPR در محیط‌های بالینی است.

در جستجوی روش‌های ایمن‌تر

برای کاهش خطرات، تیم تحقیقاتی تعدادی از رویکردهای جایگزین از جمله نسخه‌های اصلاح‌شده با اجزای CRISPR را آزمایش کرد،  آنها همچنین به استفاده از عناصر محافظتی که احتمال برش DNA در چندین محل را کاهش می‌دهد، را بررسی کردند. متأسفانه، هیچ‌کدام از این تدابیر نتوانستند به طور کامل از بروز عوارض جانبی ناخواسته جلوگیری کنند. این مطالعه هم ابعاد امیدوارکننده و هم چالش‌های موجود در درمان‌های مبتنی بر CRISPR را روشن می‌کند"، می‌گوید مارتین جینک، یکی از نویسندگان این تحقیق و استاد دپارتمان بیوشیمی دانشگاه زوریخ. او می‌گوید این مطالعه بینش‌های ارزشمندی برای توسعه درمان‌های ویرایش ژن برای بیماری گرانولوماتوز مزمن و سایر اختلالات ارثی فراهم می‌آورد. "با این حال، برای ایمن‌تر و مؤثرتر شدن این روش در آینده، نیاز به پیشرفت‌های بیشتر تکنولوژیکی است."

پایان مطلب/.