https://bodybydarwin.com
Slider Image

قام الأطباء بتغيير جينات الشخص باستخدام كريسبر لأول مرة في الولايات المتحدة. إليك ما يمكن أن يكون بعد ذلك.

2021

في الأسبوع الماضي ، ولأول مرة ، استخدم الأطباء في الولايات المتحدة أداة تحرير الجينات كريسبر في محاولة لعلاج مرض وراثي في ​​شخص حي. ولدت فيكتوريا جراي ، وهي امرأة تبلغ من العمر 41 عامًا من ولاية مسيسيبي ، بمرض منجل ، وهي حالة مؤلمة وموهنة في كثير من الأحيان بسبب طفرة جينية تغير شكل خلايا الدم الحمراء. اعتبارا من الآن ، يوجد علاج واحد فقط للحالة - زرع متبرع يعمل لصالح 10 في المائة فقط من المرضى - لكن الأطباء يعتقدون أن تحرير الخلايا المستخرجة من نخاع العظام في جراي يمكن أن يعيد تكوين خلايا الدم الحمراء المناسبة. إذا نجحت ، فقد يكون العلاج 90٪ من مرضى الخلايا المنجلية.

الأشخاص المصابون بمرض الخلايا المنجلية لا يصنعون بيتا - الهيموغلوبين - وهو البروتين الذي يجعل خلايا الدم الحمراء لطيفة ومستديرة ويساعد في نقل الأكسجين عبر الجسم. وبدلاً من ذلك ، ينتجون بروتينًا معيبًا يُسمى الهيموغلوبين S يغير كيمياء خلايا الدم الحمراء ويسبب لهم التورط في أنفسهم ويصبحون جامدين ومنجلين. لا تشبه الخلايا الشبيهة بخطاف في نقل الأكسجين بنفس كفاءة نظيراتها الدائرية السليمة. بدلاً من ذلك ، تتعثر في الأوعية الدموية الصغيرة وتتحلل قبل الأوان ، مما يحرم الأنسجة والأعضاء من الأكسجين الذي تمس الحاجة إليه ، مما يؤدي إلى الألم والتعب الشديد. لمحاولة علاجه ، قام الأطباء بإزالة الخلايا الجذعية من نخاع جرايز العظمي واستخدموا كريسبر لتعديل الحمض النووي لتشغيل بروتين معين من شأنه أن يسمح بإنتاج خلايا الدم الحمراء بشكل مناسب.

غراي هي أول شخص في الولايات المتحدة يغير خلاياها باستخدام كريسبر والثاني على مستوى العالم. تم علاج أول مريض في ألمانيا ، وفقًا لإعلان صادر عن كريسبر ثيرابوتيك (إحدى شركتي التكنولوجيا الحيوية المتجهين إلى الدراسة) في فبراير ، بسبب اضطراب وراثي مماثل في الدم يسمى بيتا ثلاسيميا. وفقًا لبيان صحفي صدر مؤخرًا ، فإن المريض (الذي لم يتم الكشف عن هويته) يتحسن ولم يحتاج إلى نقل الدم - وهو العلاج المعتاد للمرض - خلال أربعة أشهر.

CRISPR Therapeutics ، شركة مقرها كامبريدج ، ماساتشوستس تركز على تطوير علاجات قائمة على الجينات ، وستسجل Vertex Pharmaceuticals في بوسطن في نهاية المطاف حوالي 45 شخصًا تتراوح أعمارهم بين 18 و 35 عامًا في دراسة مشتركة بين الشركتين لمعرفة ما إذا كان الدم المعدل وراثياً الخلايا مع كريسبر يمكن علاج هذه الخلايا المنجلية الخاطئة من أجل الخير.

يرمز CRISPR إلى التكرارات القصيرة المتداخلة قصيرة التجميع المنتظمة. إنها تكرارات متسلسلة من الحمض النووي ، عندما تتطابق مع إنزيم في هذه الحالة Cas9 act مثل مقصات قطع الحمض النووي ويمكن أن تقطع شرائح مختلفة من الحمض النووي وتزيلها وتحل محلها.

حدد العلماء لأول مرة كريسبر كنظام دفاعي في البكتيريا. عندما تحاول الفيروسات السيطرة على خلية بكتيرية ، تحافظ الكائنات الحية الدقيقة على أجزاء من الحمض النووي للفيروس ، بحيث إذا نجت البكتيريا من الهجوم ، فستكون لديها طريقة للتعرف على الغزاة في المرة القادمة. إذا عاد الفيروس ، ستستخدم الخلية الحمض النووي المسروق لصنع الحمض النووي الريبي المسمى "مرشد الحمض النووي الريبي RNA" ، المسمى بذلك لأنه يرشد حرفياً إنزيم تقطيع الحمض النووي ، Cas9. يجد دليل الحمض النووي الريبي (RNA) مطابقته في الحمض النووي الفيروسي الغازي ، ثم يقوم Cas9 بعمل قطع يضر الحمض النووي الفيروسي ويدافع عن الخلية البكتيرية من السيطرة الفيروسية.

أعاد العلماء تغيير نظام CRISPR-Cas9 للقيام بكل أنواع الأشياء. يصممون دليل الحمض النووي الريبي (RNA) لمطابقة أي جينات قد يرغبون في إزالتها أو تغييرها ، مثل طفرة تسبب المرض في البشر أو جينًا ينظم النمو في النباتات ، ثم يعلق Cas9. بالنسبة لعلاج الخلايا المنجلية ، استهدفوا BCL11A في خلايا الدم الحمراء. BCL11A له العديد من الأدوار المهمة في الجسم ، لكن في خلايا الدم الحمراء ، يقوم بقمع البروتين المسمى هيموغلوبين الجنين. إذا تم تعطيلها ، فإن الخلايا ستجعل الهيموغلوبين الجنيني الذي يمنع الخلايا من المنجل.

يقول باو إنه بالنسبة للعلاج ، يقوم الطبيب بإزالة الخلايا الجذعية من نخاع عظام جراي. بعد ذلك ، استخدموا كريسبر-كاس 9 لقطع وتعطيل الجين BCL11A بحيث الخلية لم تعد تنتج المكثف.

بمجرد حقن الخلايا المحررة مرة أخرى في النخاع العظمي للمريض ، يجب أن تبدأ في إنتاج هيموغلوبين الجنين. ينتج جميع البشر الهيموغلوبين الجنيني عندما يكونون أطفالًا ، ولكن بمرور الوقت يسقط الهيموغلوبين الجنيني بشكل كبير ويحل الجسم محل الهيموغلوبين بيتا ، عادة ، أو الهيموغلوبين S في المرضى الذين يعانون من الخلايا المنجلية.

يقول فيفيان شيهان ، أخصائي أمراض الدم بجامعة بايلور: "في عام 1941 لاحظ طبيب أطفال يدعى جين واتسون أن الأطفال المصابين بالخلايا المنجلية لم تظهر عليهم أعراض حتى عمر 6 أشهر إلى سنة واحدة". لاحظت أيضًا أن الأطفال المصابين بمرض الخلايا المنجلية ينتجون الهيموغلوبين الجنيني لفترة أطول ، حتى حوالي عامين من العمر.

منذ اكتشاف واتسون ، كان هناك الكثير من الأبحاث التي تشير إلى أن زيادة الهيموغلوبين في الجنين هي استراتيجية علاجية فعالة ، كما يقول شيهان. يمنع الهيموغلوبين الخاطئ من الرضوخ في خلايا الدم الحمراء. لكن الأمر استغرق ما يقرب من 80 عامًا لإيجاد طريقة لتنفيذ الاستراتيجية بالفعل.

العلاج ، ومع ذلك ، لا يخلو من المخاطر. قبل أن يتمكن الأطباء من حقن الخلايا المحررة في النخاع العظمي للمريض ، يجب عليهم إتلاف خلاياهم الجذعية الأخرى باستخدام الإشعاع والعلاج الكيميائي. إذا لم يفعلوا ذلك ، ستستمر الخلايا الجذعية غير المحررة في إنتاج خلايا الدم الحمراء المنجلية بشكل أسرع من الخلايا المعدلة التي يمكن أن تنتج خلايا صحية. لإعطاء الهيموغلوبين الجنين ميزة والتأكد من صحة خلايا الدم المستديرة والمضي قدماً ، فإنها تجرح الخلايا الجذعية الأصلية التي تنتج خلايا منجلية.

بعد ذلك ، تصبح لعبة انتظار. ينتظرون زيادة الهيموغلوبين في الجنين وتناقص كمية خلايا الدم المنجلية. وتقول شيهان ، لكي يكون العلاج يستحق كل هذا العناء بالنسبة للمريض ، فإنه يتعين عليه تحسين نوعية حياة المريض بشكل كبير. يجب أن يكون هناك دفع تعويضات وظيفية ، وتخفيف الحالة على المدى الطويل.

ينطوي تحرير الجينات على إمكانية علاج عدد من الأمراض الوراثية وغيرها من الأمراض المستعصية حاليًا ، بما فيها بعض أنواع السرطان. ولكن لأنها يمكن أن تقطع أي جزء من الدنا في الأساس يجب أن تستخدم بحذر شديد.

قبل بضعة أشهر ، استخدم العالم الصيني خه جيان كوي كريسبر لتحرير الأجنة البشرية. قام بعد ذلك بزراعة الأجنة في رحم المرأة وأنجبت فتاتين في نوفمبر من عام 2018. وكان هدفه هو تعطيل الجين المسمى CCR5 في الأجنة بحيث يكونون مقاومين للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية الذي يحمله والدهم. ولكن على عكس تجارب الخلايا المنجلية ، كانت تجربته بمثابة خطأ أخلاقي كبير وغير قانوني في العديد من البلدان.

عندما تستخدم العلماء كريسبر لتحرير الجنين ، فإنهم يغيرون كل خلية في جسم ذلك الشخص ، كما تقول شيهان. لذلك ، أوقف البروتين CCR5 في خلايا القلب التوأم ، وخلايا المخ ، وخلايا الجلد - في كل مكان. ليس لدى العلماء أي فكرة عن الآثار الجانبية التي يمكن أن تحدث ، خاصة وأن الجين نفسه يمكن أن يكون له أدوار مختلفة في أنواع مختلفة من الخلايا.

يضيف جانج باو ، وهو مهندس بيولوجي في جامعة رايس ، أن الجين الذي يقوم بتحرير الجنين يقوم أيضًا بإجراء تغييرات على خلايا الجنس. لذلك ، "أيًا من التعديلات الجينية التي يتم إجراؤها سيتم نقلها إلى أجيال جديدة - وهذا أمر خطير".

بالنسبة لمعالجات الخلايا المنجلية ، يحرر العلماء فقط نوعًا واحدًا من الخلايا الجسدية (أي خلية ليست خلية جنسية) ، كما يقول باو الذي يدرس علاجات كريسبر للخلايا المنجلية ولكنه لا يشارك في التجربة السريرية. هذا يعني أن التعديلات تؤثر فقط على الفرد الذي تتم معالجته ، ولا يمكن نقله إلى الأجيال الأخرى. قام الباحثون أيضًا بتحرير نوع معين من الخلايا الجذعية ، بحيث تكون خلايا الدم الحمراء هي النوع الوحيد من الخلايا المصابة. وبعبارة أخرى ، يتم تضمين العلاج التجريبي لنوع واحد من الخلايا في شخص واحد.

مع كريسبر هناك دائما خطر عواقب غير مقصودة ، كما يقول باو. من أجل هذه التجارب السريرية ، يُقصد من كريسبر صنع حبلا مزدوج في جين واحد ، لكن حتما سيكون هناك ما يسمى "الآثار غير المستهدفة". من الطبيعي عند استخدام كريسبر للإنزيم أن يقطع في بعض الأحيان في مكان ما لم يقم الباحثون اعتزم. هناك بعض الإصدارات الدقيقة للغاية من هذا الإنزيم ، ولكن حتى مع ذلك ، فإن عدد التخفيضات غير المستهدفة لا يساوي أبدًا ، كما يقول.

لمعرفة ما إذا كانت هذه القصاصات غير المقصودة ضارة أو قليلة العدد بحيث لا تشكل مشكلة ، سيتعين على الباحثين مراقبة جراي وغيرهم من المرضى لمدة 15 عامًا على الأقل ، كما تقول شيهان ، ربما لفترة أطول. قد يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لفهم ما إذا كان الهيموغلوبين الجنين هو حل طويل الأجل ومعرفة ما إذا كان هناك أي آثار غير مقصودة من استخدام كريسبر.

من المبكر جدًا استخلاص النتائج ، لكن الباحثين ما زالوا حريصين ، لأن الغالبية العظمى من المصابين بمرض الخلايا المنجلية ، كما تقول شيهان ، "هذا هو العلاج المحتمل الوحيد".

كيف ستكون أمريكا بدون وكالة حماية البيئة؟

كيف ستكون أمريكا بدون وكالة حماية البيئة؟

يمكن للسيدة المحبة للعلوم أن ترأس لجنة العلوم في مجلس النواب

يمكن للسيدة المحبة للعلوم أن ترأس لجنة العلوم في مجلس النواب

تتذكر 32 من أدوية الأطفال.  إليك ما تحتاج إلى معرفته

تتذكر 32 من أدوية الأطفال. إليك ما تحتاج إلى معرفته