احیای ژن انسانی که میلیون‌ها سال پیش از بین رفته بود برای مبارزه با نقرس

به گزارش مجله خبری نگار، نقرس نوعی آرتروز است که باعث درد ناگهانی و شدید و تورم در مفاصل می‌شود. این بیماری زمانی رخ می‌دهد که مقدار زیادی اسید اوریک در خون وجود داشته باشد که می‌تواند کریستال‌های تیزی را در مفاصل تشکیل دهد و منجر به التهاب دردناک شود. حملات دردناک می‌توانند به سرعت رخ دهند و ممکن است روز‌ها یا هفته‌ها ادامه داشته باشند.

در حالی که چندین دارو برای کنترل سطح بالای اسید اوریک توسعه داده شده‌اند، بسیاری از آنها موفقیت محدودی داشته‌اند یا دارای معایب قابل توجهی از جمله عوارض جانبی مانند پاسخ‌های ایمنی مضر بوده‌اند.

اما، در مطالعه‌ای که در مجله Scientific Reports منتشر شده است، محققان روش جدید بالقوه‌ای برای کاهش اسید اوریک ایجاد کرده‌اند: آنها با کمک فناوری ویرایش ژن CRISPR، عملکرد ژنی را که انسان میلیون‌ها سال پیش از دست داده بود، بازیابی کردند.

اریک گوتش، متخصص ژنتیک در دانشگاه ایالتی جورجیا و یکی از نویسندگان این مطالعه، به Live Science گفت: «سلول‌های انسان هنوز می‌دانند با آن پروتئین» که توسط ژن گمشده ساخته شده است، چه کنند.

تاکنون، محققان این ایده را فقط در مطالعات آزمایشگاهی روی سلول‌های انسانی بررسی کرده‌اند، اما می‌گویند یافته‌های آنها نشان می‌دهد که ژن‌درمانی ممکن است روزی به گزینه‌ای مناسب برای بیماران مبتلا به نقرس تبدیل شود.

اگرچه نقرس یک بیماری نسبتاً شایع است و از هر ۲۵ نفر در سراسر جهان ۱ نفر را تحت تأثیر قرار می‌دهد، اما در پستانداران غیر از نخستی‌سانان بسیار نادر است. دلیل این امر این است که سایر حیوانات ژن فعالی برای آنزیمی به نام اوریکاز یا اورات اکسیداز دارند که اسید اوریک را در خون تجزیه می‌کند و از تشکیل کریستال جلوگیری می‌کند.

با این حال، به دلیل تعدادی جهش که در طول تاریخ تکامل خود به دست آورده‌ایم، آنزیم اوریکاز در انسان نمی‌تواند اسید اوریک را پردازش کند. برخی محققان معتقدند که این امر به این دلیل رخ داده است که سطوح بالای اسید اوریک همچنین تبدیل قند‌های میوه به چربی را ممکن می‌سازد و به نخستی‌سانان کمک می‌کند تا در زمستان زنده بمانند و مغز‌های بزرگتری داشته باشند.

دانشمندان پیش از این توانسته بودند با ردیابی ژن‌های منتقل‌شده در طول نسل‌ها، ژن‌های باستانی مسئول تولید آنزیم اوریکاز را شناسایی کنند. این روش برای درک ساختار ژنتیکی موجودات منقرض‌شده، به مطالعه DNA موجودات فعلی متکی است.

محققان ژن‌های بین گونه‌های مختلف حیوانی و انسانی را مقایسه می‌کنند و سپس از برنامه‌های کامپیوتری تخصصی برای ترسیم شجره‌نامه‌های تکاملی استفاده می‌کنند. این فرآیند آنها را قادر می‌سازد تا توالی ژنتیکی اولیه ژن‌های باستانی را به طور دقیق تخمین بزنند.

پس از شناسایی توالی ژنتیکی بالقوه، دانشمندان می‌توانند این ژن‌های باستانی را در آزمایشگاه بازسازی کرده و سپس پروتئین‌هایی را که آنها کدگذاری می‌کنند، تولید کنند. این روش نوآورانه می‌تواند راه را برای توسعه درمان‌های جدید برای بیماری‌های مختلف هموار کند.

در مطالعه جدید، محققان از ویرایش ژن CRISPR برای وارد کردن ژن باستانی اوریکاز به ژنوم کوکسیدیوئید‌های کبد انسان استفاده کردند. کوکسیدیوئید‌ها توده‌های سه‌بعدی از بافت رشد یافته در آزمایشگاه هستند که اندام‌های پیچیده و کامل موجود در بدن را تقلید می‌کنند. وارد کردن ژن باستانی منجر به کاهش سطح اسید اوریک و همچنین کاهش تجمع چربی‌های مرتبط با قند‌های میوه شد.

درمان‌های موجود برای نقرس وجود دارد که از اوریکاز برای کنترل سطح بالای اسید اوریک استفاده می‌کنند. با این حال، این درمان‌های مبتنی بر پروتئین اغلب پاسخ‌های ایمنی قوی ایجاد می‌کنند و به دلیل خطر شوک آنافیلاکتیک نیاز به نظارت بالینی دارند.

در مقابل، ژن درمانی که توالی ژنی اصلی و باستانی انسان را بازیابی می‌کند، می‌تواند سلول‌های خود بدن را قادر به تولید اوریکاز کند.

از لحاظ تئوری، واکنش‌های ایمنی می‌توانند کاهش یابند، زیرا بخش زیادی از توالی پروتئین اوریکاز از قبل توسط بدن انسان شناسایی و پذیرفته شده است.

اما محققان راه درازی در پیش دارند تا بتوانند از چنین ژن‌درمانی در بیماران انسانی استفاده کنند. محققان امیدوارند که این رویکرد - گرفتن ژن‌های باستانی و تطبیق آنها برای درمان‌های مدرن - بتواند در آینده به طور گسترده‌تری مورد استفاده قرار گیرد.

منبع: لایو ساینس