ابتکاری که دقت ویرایش ژن را افزایش میدهد!

به گزارش مجله خبری نگار/برنا،سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) اخیرا با نخستین درمان ژنی مبتنی بر فناوری CRISPR-Cas ۹ موافقت کرده است؛ رویدادی که به‌عنوان نقطه عطفی مهم در پزشکی زیستی کارایی ویرایش ژن را به‌عنوان راهکاری نویدبخش برای درمان بیماری‌هایی مانند کم‌خونی داسی‌شکل، دیستروفی عضلانی و برخی انواع سرطان تأیید می‌کند.

به گزارش phys.org فناوری CRISPR-Cas ۹ که اغلب به قیچی مولکولی تشبیه می‌شود امکان برش دقیق رشته‌های DNA در نقاط هدف را برای حذف، ترمیم یا جایگزینی ژن‌ها فراهم می‌سازد. با وجود این توانمندی یکی از چالش‌های مهم آن باقی‌ماندن طولانی‌مدت آنزیم فعال Cas ۹ درون سلول است که می‌تواند منجر به ایجاد برش‌های ناخواسته در DNA و بروز جهش‌های مضر در ژن‌های سالم شود؛ پدیده‌ای که به آن اثرات خارج از هدف (Off-target effects) گفته می‌شود.

اکنون پژوهشگران آزمایشگاه‌های رونالد رینس و آمیت چودری اعضای برنامه زیست‌شناسی شیمیایی و علوم درمانی موسسه براد (Broad Institute)، موفق به طراحی روشی دقیق برای خاموش‌کردن آنزیم Cas ۹ پس از انجام وظیفه‌اش شده‌اند. این دستاورد میزان اثرات خارج از هدف را به‌طور چشمگیری کاهش داده و ایمنی بالینی ویرایش ژن را افزایش می‌دهد. نتایج این تحقیق در نشریه معتبر Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده است.

به گفته رینس استاد شیمی محصولات طبیعی در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، برای خاموش‌کردن Cas ۹ پس از دستیابی به نتیجه مطلوب در ویرایش ژن، نخستین سامانه ضد-CRISPR نفوذپذیر به سلول را توسعه دادیم. این فناوری با نام LFN-Acr/PA شناخته می‌شود و از یک سامانه پروتئینی برای انتقال سریع و کارآمد پروتئین‌های ضد-CRISPR به سلول‌های انسانی بهره می‌برد.

پروتئین‌های طبیعی ضد-CRISPR نوع دوم (Type II Acrs) پیش‌تر به‌عنوان مهارکننده Cas ۹ شناخته شده بودند، اما کاربرد درمانی آنها محدود بوده است؛ زیرا اغلب اندازه بزرگی دارند یا دارای بار الکتریکی بالایی هستند که مانع ورودشان به سلول می‌شود. همچنین روش‌های مرسوم انتقال این پروتئین‌ها معمولاً کند یا ناکارآمد هستند.

سامانه LFN-Acr/PA با استفاده از بخشی از سم آنتراکس، این موانع را برطرف کرده و پروتئین‌های ضد-CRISPR را ظرف چند دقیقه به داخل سلول وارد می‌کند. حتی در غلظت‌های بسیار پایین (پیکومولار)، این سامانه می‌تواند فعالیت Cas ۹ را به‌سرعت و با دقت بالا متوقف کرده و دقت ویرایش ژنوم را تا ۴۰ درصد افزایش دهد.

برادلی پنتلوت استاد شیمی MIT و از متخصصان سامانه انتقال آنتراکس، و همچنین آمیت چودری استادیار پزشکی در دانشکده پزشکی هاروارد از نویسندگان این پژوهش هستند.

به گفته تیم تحقیقاتی این نوآوری می‌تواند راه را برای توسعه درمان‌های ژنی دقیق‌تر، سریع‌تر و ایمن‌تر هموار کند و خطر عوارض ناخواسته را کاهش دهد. با ثبت درخواست‌های ثبت اختراع فناوری LFN-Acr/PA گامی مهم در کنترل و بهره‌برداری بهینه از CRISPR-Cas ۹ به‌شمار می‌رود.