تحولات نوین درحوزه ژنتیك و بیوتكنولوژی؛

نتایج امیدبخش درمان سرطان و کرونا با روش کریسپرپایه

به گزارش مستر لمون رییس انجمن ژنتیک ایران با اشاره به امیدهای جدید در درمان کم خونی ˮداسی شکلˮ و تالاسمی ˮبتاˮ، سرطان و یک بیماری چشمی مونوژنیک که منجر به کوری در کودکی می شود، با روش کریسپرپایه اظهار داشت: علاوه بر آن کشف آنزیم Cas13 این پتانسیل را بوجود آورده است که بتوان از آن بعنوان یک ابزار درمانگر در مقابل COVID-19 بهره برد و با وجود این دستاوردها همچنان نگرانی هایی از کاربرد این فناوری وجود دارد و هنوز این روش ها متداول نشده اند.

دکتر محمود تولایی، استاد دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله(عج) و رییس انجمن ژنتیک ایران به مناسبت روز جهانی کریسپر در گفت و گو با ایسنا گفت: با افزایش آگاهی بشر از ساختار ژن های تشکیل دهنده صفات و خاصیت های موجودات زنده، کاربردهای نوینی برای آن شناخته می شود. افزایش دقت در تشخیص علل و عوامل بوجودآورنده بیماریها، نقایص و اختلالات ژنتیکی و عوامل مؤثر در بروز صفات مختلف همچون رنگ پوست، چشم، رنگ و حالت مو و تمامی صفات دیگر ممکن شده است.
وی با تاکید بر این که بموازات آن، کوشش برای حذف علل بیماری ها و اختلالات و کشف داروهای مؤثر بر فعال سازی و یا غیرفعال سازی مسیرهای ژنی مؤثر در بیماری هم، مورد توجه قرار گرفته است، افزود: از اوایل دهه ۱۹۹۰، پتانسیل درمان های جدید مبتنی بر مهندسی و اصلاح ژن و سلول نیز، انقلابی در زمینه های پزشکی و کشاورزی به وجود آورده است و هدف ژن درمانی، اصلاح نقائص ژنتیکی و یا بیان محصولات ژنی است که از نظر درمانی، مفید به نظر می رسند؛ بدین جهت امروزه برای ژن درمانی روش های مختلفی طراحی شده است که یکی از آنها سیستم برپایه کریسپر است.
تولایی، "ویرایش ژنوم" را دستکاری دقیق توالی های DNA سلولی توصیف کرد و تصریح کرد: این فرایندی است که از آن می توان سرنوشت سلول ها و خاصیت های ژنتیکی موجودات زنده را تغییر داد و این پروسه می تواند به ما در درک بهتر ژنتیک انسانی و درمان بیماریهای ژنتیکی کمک شایانی کند.
اجزای تشکیل دهنده فناوری کریسپر
رئیس انجمن ژنتیک ایران اشاره کرد: در سال ۲۰۱۲ میلادی برای نخستین بار نشان داده شد که سیستم کریسپر (CRISPR) که یکی از اجزاء مهم سازنده سیستم ایمنی بدن در برخورد با باکتری ها و ویروس ها است، می تواند بوسیله برش هدفمند DNA عمل کند. سیستم ویرایش ژنومی کریسپر در ساده ترین حالت خود، از یک "اندونوکلئاز" غیر اختصاصی (Cas۹) جهت برش ژنوم و از یک آر ان ای راهنمای (gRNA) کوچک، جهت هدایت این نوکلئاز به سمت جایگاه برش از پیش مشخص شده توسط کاربر، عمل می کند.
وی افزود: در ویرایش ژنومی کریسپرپایه، توالی هدف می بایست مکمل توالی فاصله انداز ۲۰ نوکلئوتیدی آر ان ای راهنما (gRNA) باشد و در سمت ´۳ خود، بلافاصله پس از جایگاهی که توسط آر ان ای راهنما (gRNA) هدف گیری می شود، دارای یک توالی "پم"(PAM) باشد. تنها در چنین شرایطی است که آر ان ای راهنما (gRNA) اندونوکلئاز Cas۹ را به محل توالی هدف برده و برش دو رشته ای دی ان ای هدف، به دست می آید.
وی افزود: این برش به وجود آمده کریسپری، می تواند ازطریق پیوند انتهای غیر هومولوگ (NHEJ) ترمیم شود و اگر یک الگوی ترمیمی (Repair Templet) فراهم گردد، محل برش دی ان ای می تواند بوسیله پروسه هدایت شده هومولوگ (HDR) ترمیم شود و امکان یک ویرایش ژنی دقیق و بی نقص را فراهم آورد.
این استاد دانشگاه بقیه الله به بیان گزینه های انتقال اجزاء کریسپر پرداخت و توضیح داد: در ویرایش ژنومی کریسپر- پایه، آنزیم های کریسپری، RNA راهنماها و الگوهای ترمیمی (در مواقعی که نیاز به اعمال ترمیم هدایت شده هومولوگ است) می بایست به درون سلول هایی که نیاز به ویرایش دارند، انتقال داده شوند و بطور معمول این انتقال در سه فرمت DNA، آر ان ای پیامرسان و آر ان ای راهنما و یا پروتئین و آر ان ای راهنما به داخل سلول های اندام هدف انتقال یابند. در کارهای بالینی برای انتقال این اجزا از وکتورهای ویروسی، نانو ذرات و الکتروپوریشن مجموعه ای از پروتئین و آر ان ای، کمک گرفته می شود.
محدودیت فناوری کریسپر: ضرورت توالی پم (PAM)
وی توالی پم (PAM) را یک توالی ژنومی ۳ تا ۵ نوکلئوتیدی دی ان ای دانست که برای آنزیم Cas۹ بعنوان یک علامت اتصالی عمل می کند و اظهار داشت: آنزیم های مشابه Cas۹ مشتق شده از موجودات مختلف، یا آنزیم هایCas۹ جهش یافته و تهیه شده در آزمایشگاه های مختلف، به توالی های پمی (PAM) متفاوتی وابسته هستند. این تفاوت ها، به پژوهشگران اجازه می دهند نقاط ژنومی وسیع تر و متفاوتی را مورد هدف ویرایشی خود قرار دهند.
تولایی اشاره کرد: به وضوح مشخص شده است که ویرایش ژنومی توسط CRISPR/Cas۹ می تواند به تغییرات ناخواسته بر روی نقاط غیر هدف، منجر شود. روش های کاهش این تغییرات ناخواسته که "اثرات برش نابجا" نامیده می شوند، شامل استفاده از Cas۹ گونه Nikase، کاهش بیان آنزیم Cas۹ و کوتاه کردن توالی آر ان ای راهنمای (gRNA) به کار برده شده برای هدف گیری می شود و بتازگی دو واریته کریسپری eSpCas۹ وSpCas۹-HF۱ کشف شده است که بوسیله استفاده از آنها عملکرد اختصاصی نوکلئاز Cas۹ بر روی اهداف مد نظر بهبود یافته است.
استاد دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله(عج) تصریح کرد: ویرایش ژنومی غیر دقیق بر روی اهداف نامطلوب زمانی شکل می گیرد که این توالی ها شباهت زیادی به توالی اهداف مطلوب داشته باشند. استفاده از رویکرد های ویرایشی ژنوم در مطالعات بالینی منوط به میزان دقت اعمال آن ویرایش دارد. این میزان از دقت به نسبت اهداف مطلوب در مقابل اهداف نامطلوب و همین طور به درصد ویرایش شکل گرفته بر روی اهداف مطلوب بستگی دارد.
وی با اعلان اینکه این مخاطرات باعث شده است که توسعه فناوری کریسپر به سمت و سویی سوق داده شود که در آن از برش DNA ژنومی دوری شود، نظیر فناوری CRISPR interference و CRISPR activation که در هر دو مورد از آنزیم Cas۹[۲] مرده استفاده می شود، اظهار داشت: همین طور در این راستا سیستم های کریسپری دیگری نیز درحال توسعه هستند که تغییرات ژنومی را بصورت "اپی ژنیک" اعمال می کنند تا بیان ژن را تحت کنترل بگیرند.
تولایی اظهار نمود: از دیگر مشکلاتی که در رابطه با بهره گیری از فناوری کریسپر در امور بالینی وجود دارد، ایمنی زایی پروتئین های ویرایشی هست که از باکتری ها مشتق شده اند. این ایمنی زایی آنزیم های کریسپری می تواند بوسیله اعمال تنها یک درمان ویرایشی بسیار کارآمد تک مرحله ای مدیریت شود، همین طور استفاده از آنزیم های ویرایشی مختلف نیز می تواند از بروز این شرایط نامطلوب پیشگیری کند.
به گفته وی همین طور نشان داده است که عدم دقت در بهینه سازی اعمال ویرایش کریسپری نیز می تواند منجر به غیر فعال شدن مسیر p۵۳ شود.
این استاد حوزه زیست فناوری اشاره کرد: با وجود تمامی مشکلات و مخاطراتی که به آن اشاره شد، گزارشات اخیر راجع به بیمار مبتلا به HIV که به وسیله دریافت سلول های بنیادی خون ساز ویرایش شده، تحت مداوا قرار گرفته بود، نشان داد که با گذشت حدودا دو سال نتیجه نامطلوبی که بتوان آنرا به ویرایش ژنومی کریسپری تعمیم داد، مشاهده نشد. بطور کلی این یافته ها نشان می دهند که هم اکنون در حوزه مسائل مربوط به ویرایش ژنوم انسان ها و توسعه کاربردهای بالینی مؤثر و ایمن موانعی وجود ندارد که نتوان از عهده آن بر آمد.
ژن درمانی کریسپر پایه بوسیله ایمونوتراپی
رییس انجمن ژنتیک ایران با اعلان اینکه در سال ۲۰۱۸ میلادی با صدور مجوز FDA نخستین مطالعات بالینی در رابطه با درمان کریسپر-پایه سرطان شروع شد، اظهار داشت: در این مطالعات از فناوری CRISPR/Cas۹ جهت ویرایش سلول های T بیمارانی که هیچ گزینه درمانی دیگری نداشتند، استفاده شد و در این مطالعه لنفوسیت های T از خون بیماران دریافت شدند و در محیط ex vivo به وسیله فناوری CRISPR/Cas۹ به گونه ای مهندسی شدند که گیرنده های سلولی T مخصوص به تومور را بیان کنند.
وی با تاکید بر این که این سلول ها متعاقبا به داخل بدن بیمار تزریق شدند، افزود: نتایج رضایت بخش این روش درمانی چنان موثر بود که از آن تاریخ به بعد تعداد زیادی از مطالعات بالینی با بهره گیری از فناوری کریسپر در انواع مختلفی از بیماران سرطانی مورد توجه قرار گرفته است.
ژن درمانی کریسپر پایه بوسیله بی نظمی ژنی
استاد دانشگاه علوم پزشکی دانشگاه بقیه الله به کاربردی شدن فناوری کریسپر بوسیله بی نظمی ژنی اشاره نمود و اضافه کرد: در این عرصه نخستین مطالعات بالینی مربوط به بیمارانی بود که از کم خونی "داسی شکل" و تالاسمی "بتا" رنج می بردند. در این نوع از درمان سطح هموگلوبین F را می افزایند و در نتیجه یک یا دو جایگاه از چهار جایگاه اتصال هموگلوبینی بر روی "اریتروسایت "ها اشغال می شود. این رویکرد در بهبود بیماریهای هموگلوبینی مهم نظیر کم خونی داسی شکل و تالاسمی بتا نقش مهمی ایفا می کند.
وی افزود: در این رویکرد سلول های بنیادی خونساز از خون خود بیمار جدا و با بهره گیری از فناوری کریسپر در ژن BCL۱۱A این سلول ها بی نظمی ایجاد می شود و در نتیجه سطح بیان هموگلوبین F افزایش می یابد. متعاقبا بعد از از بین بردن سلول های بنیادی خون ساز ویرایش نشده در مغز استخوان بدن بیمار، این سلول های بنیادی پیرایش شده بصورت وریدی به بدن بیمار تزریق می شوند.
تولایی اشاره کرد: نتایج این مطالعات بالینی به قدری امیدوارکننده است که پژوهشگران هم اکنون درحال ارزیابی خطرات طولانی مدت و مزایای این روش درمانی جدید هستند.
ژن درمانی کریسپر پایه در محیط درون تنی
رئیس انجمن ژنتیک افزود: بااینکه ویرایش های ژنی در محیط درون تنی به دلیل عدم دسترسی مناسب به بافت های هدف محدود شده است، اما تعداد کمی از اندام ها نظیر چشم این شرایط را فراهم آورده است. بیماری "لبر آموروزیس" مادرزادی (LCA) یک بیماری چشمی مونوژنیک است که در کودکی سبب کوری می شود. عامل این بیماری جهش از بین برنده کارایی تک "اللی" در ژن CEP۲۹۰ است که درمانی برای آن وجود ندارد. در مطالعه بالینی که صورت گرفت، اجزای سیستم CRISPR/Cas۹ مستقیما به داخل شبکیه چشم بیمار انتقال داده شدند که نهایتاً منجر به بیان پروتئین سالم و کارآمد شد.
وی اشاره کرد: بااینکه نتایج این مطالعه بالینی رضایت بخش است، اما با این وجود می بایست پتانسیل بوجود آمدن ایمونوتوکسیسیتی و اثرات اهداف نابجا و نامطلوب در این روش مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد. با تمام این تفاصیل درمان درون تنی کوری به وسیله فناوری کریسپر گام بزرگی است جهت استفاده هر چه بیشتر کریسپر در زمینه در رابطه با ژن درمانی.
ویرایش کریسپری جنین انسان
تولایی با اعلان اینکه در مورد ویرایش ژنوم سلول های غیر جنسی هر گونه عواقب ناشی از آن ویرایش بعد از گرفتن رضایتمندی از بیمار منحصر به خود فرد بیمار است، اظهار داشت: حال آنکه در مورد ویرایش ژنوم سلول های جنسی نه فقط ما به لحاظ حقوقی رضایت افرادی که متعاقبا به دنیا می آیند را نداریم، بلکه تمامی عوارض جانبی و دائمی ناشی از ژن درمانی را به نسل های آینده منتقل می نماییم. با این وجود مطالعه کریسپر-پایه بحث برانگیزی که بتازگی بر روی جنین انسان صورت گرفت، واکنش های چشمگیری درباب استانداردهای اخلاقی مربوط به این قبیل ویرایش های ژنومی بوجود آورده است.
وی تصریح کرد: در این مطالعه بنیادین ژن CCR۵ جنین انسان با هدف ایجاد مقاومت دربرابر HIV مورد مهندسی ژنتیکی واقع شد؛ چونکه بطور طبیعی در برخی از افراد، جهش ژن CCR۵ سبب بروز این مقاومت می شود. در این مطالعه دو جنین که در یکی، هر دو نسخه و در دیگری، تنها یکی از دو نسخه ژن مربوطه ویرایش شده بود، باردیگر در بدن مادر کاشته شدند و این مهم در حالی صورت گرفت که کماکان از ایجاد مقاومت در مقابل HIV اطمینان کاملی حاصل نشده بود.
این استاد دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله اشاره کرد: احتمال بروز اثرات مادام العمر اهداف نابجا و نامطلوب، از دیگر نگرانی های استفاده از این رویکرد در مطالعات انسانی است. پیشرفت های اخیری هم در حوزه توسعه ابزارهای ویرایشی کریسپری، جهت کاهش اثرات اهداف نابجا و نامطلوب، صورت گرفته است، نظیر استفاده از دیگر واریته های آنزیم Cas۹ که از کارآمدی بهتری برخوردار می باشند، ایجاد شده است؛ لکن هنوز این روش ها متداول نشده اند.
کریسپر و پاندمی کرونا
تولایی با اعلان اینکه علاوه بر کاربرد تشخیصی کریسپر، این فناوری می تواند گزینه مناسبی جهت درمان بیماران کرونائی باشد، توضیح داد: آنزیم Cas۱۳ یک اندونوکلئاز هدفگیر مولکول RNA است و در این راستا می تواند به وسیله RNA راهنما هدایت شود.
به گفته وی، کشف این آنزیم این پتانسیل را بوجود آورده است که بتوان از آن بعنوان یک ابزار درمانگر در مقابل COVID-۱۹ بهره برد.
این استاد دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله افزود: سیستم PAC-MAN از واریته ای از آنزیم Cas۱۳ بهره می برد که بخاطر اندازه کوچک آن عملا نه فقط جاگیری آنرا در وکتورهای ویروسی تسهیل می کند، بلکه در سلول های انسانی به آن عملکرد تخصصی و قدرت کاتالیکی بیشتری می دهد. این روش بمنظور هدف گیری همزمان چندین ناحیه ژنتیکی و در امتداد تجزیه RNA توسعه یافته است. بدین سبب با توسعه این روش، محتمل است که ساز و کار سیستم CRISPR/Cas بتواند به وظیفه اصلی خود که همانا مبارزه با ویروس می باشد، مبادرت ورزد و از این طریق به بشریت کمک نماید.
ملاحظات اخلاقی پیرامون ویرایش ژن های انسانی
رییس انجمن ژنتیک با تاکید بر این که هم اکنون بنظر می رسد با وضع قوانین مناسب و پایبندی به آن می توان به پژوهش های پایه و پیش بالینی در حوزه های ویرایش سلول های جنسی و غیر جنسی ادامه داد، اظهار داشت: کاربردهای بالینی سلول های غیر جنسی ارزشی بالقوه و آینده ای نویدبخش دارند، اما احتمال بروز خطراتی از قبیل ویرایش اهداف نابجا، می بایست همراه با فواید ویرایش هدفمند، مورد سنجش قرار گیرند و این که این کار باید در قالب وضع قوانین دقیق ژن درمانی صورت پذیرد.
وی افزود: گسترش اخیر آنزیم های جدید و ارتقاء یافته کریسپری و همین طور افزایش کارهای پژوهشی، به پیشرفت و بهبود ویرایش کریسپری کمک می نماید تا توسعه کاربردهای کلینیکی بر روی سلول های غیر جنسی بیشتر از پیش توسعه یابد.
تولایی معتقد می باشد که برای رسیدن به یک اجماع اجتماعی در حوزه چگونگی استفاده از فناوری کریسپر، مسیر دور و درازی در پیش است، خصوصا تا آن زمان که این فناوری به سمت ویرایش بالینی سلول های جنسی جلو برود و یادآور می شود، بااینکه برخی از پژوهشگران، طرفدار ویرایش رده های سلولی جنسی هستند، اما گروهی دیگر نگرانند که مبادا مناقشات در رابطه با ویرایش سلول های جنسی، موجب توقف مقبولیت کاربردهای بالینی ویرایش سلول های غیر جنسی شود. از آنجایی که، ذهن جامعه با این قبیل از مسائل اخلاقی درگیر است، مراودات و ارتباطات شفاف علمی، جهت اطمینان بخشی به جامعه لازم است تا عامه مردم، هم فواید و هم مخاطرات کاربردهای انسانی کریسپر را درک کنند.
وی اشاره کرد: جمهوری اسلامی ایران با برخورداری از دانشمندان برجسته و متعهد و در اختیار داشتن زیرساخت های خوب تحقیقاتی، درصورت حمایت هوشمندانه مسئولین، در کنار توجه به ابعاد اخلاق زیستی مبتنی بر شرع دین مبین اسلام، می تواند پابه پای دانشمندان موفق در عرصه های تولید دانش جهانی، در عرصه های نوین ژنتیک و بیوتکنولوژی برای پاسخ به نیاز بشر در حوزه های پزشکی، کشاورزی مولکولی و... سربلند و افتخارآفرین باشد.

منبع: mrlemon.ir

1400/07/28

10:04:48

5.0 / 5

585

تگهای خبر: بیماری , پزشك , پوست , تولید

مطلب مسترلمون را می پسندید؟

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۵ بعلاوه ۴

دوستان مسترلمون

آموزشگاه خیاطی انتخابات مجلس ، کاندیدای مجلس چگونه رمز دوربین مدار بسته را پیدا کنیم خرید و فروش خودرو دوره ICDL در تبریز طراحی سایت فیش حج فیش حج

پربیننده ترین ها

پربحث ترین ها

جدیدترین ها

تگها

بیماری پزشك برنامه درمان رپورتاژ خدمات آموزش تولید

صفحه اخبار

بازگشت به صفحه اصلی