دانشمندان راهی برای ویرایش دقیق ژنها در مغز انسان پیدا کردند.
مجله علمی ایلیاد - محققان روشی را ایجاد کردهاند که امکان ویرایش ژن در نورونها را فراهم میکند؛ کاری که قبلاً غیرممکن تصور میشد. این ابزار جدید فرصتهای نوینِ خارقالعادهای را برای تحقیقات علم عصبشناسی ارائه خواهد کرد. فناوریهای طراحی شده برای ویرایش ژنوم انسان در حال ایجاد تحولی در علم زیست پزشکی بوده و راهکارهای سادهای را برای اصلاح و ویرایش ژنها در اختیارمان میگذارند.
با این حال، ویرایش دقیق سلولهایی که دست از تقسیم شدن کشیدهاند، مثل سلولهای عصبی بالغ، امکانپذیر نشده است. این کار بدان معنا است که ویرایش ژن تابهحال کاربرد محدودی در تحقیقات عصبشناسی داشته است. محققان در موسسهی عصبشناسی مکس پلانک فلوریدا ابزار جدیدی ساختهاند که برای نخستین بار امکان ویرایش دقیق ژنوم را در سلولهای عصبی بالغ مهیا میکند. این کار میزان محدودیتهای قبلی را کاهش داده و فرصتهای نوین فوقالعادهای را برای تحقیقات عصبشناسی میگشاید.
این ابزار جدید بر پایهی فناوری ویرایش ژن «CRISPR-Cas9» قرار دارد. در اصل، «CRISPR» در باکتریها کشف شد؛ مکانیزمی دفاعی در مقابل حملات ویروسی است. این ابزار درصدد ویرایش ژنومها در سلولها هستند، زیرا وقتی درون سلولها باشد، دیانای را در موقعیت هدف با اختلال مواجه کرده و صدماتی را به بار میآورد و سپس به یکی از دو روش نسبت به تعمیر آن اقدام میکند.
دانشمندان از طریق روش تعمیر هدفمند هومولوژِی «HDR» به کارهای تعمیری دست میزنند که احتمال خطا در آن بسیار پایین است، دقت بالایی دارد و امکان جایگذاری ژنهای بهخصوص را فراهم میکند. به عبارت دیگر، محققان از روش HDR استفاده میکنند، چون این قابلیت را به آنها میدهد تا ژنها را افزوده، حذف کرده یا اصلاح کنند.
استفاده از روش CRISPR در نورونها با مانعی اساسی روبهرو بود؛ باور بر این بود که مکانیزم تعمیر HDR فقط مختص سلولهایی است که هنوز در بدن تقسیم میشوند. نورونها سلولهای مغزی بالغ هستند و پس از مرحلهی تکثیر قادر به استفاده از مکانیزم تعمیر HDR نبودند. تمامی اینها حقیقت داشت، اما توسعهی این راهبرد جدید منجر به ایجاد فرصتهای بیبدیلی با استفاده از نورونهای بالغ شده است.
ویرایش نورونها
این تکنیک را «Vslendr» نامگذاری کردهاند، که معنی برچسبزنی تک سلولی پروتئینهای درونزاد با مکانیزم تعمیر هومولوژی محور CRISPR-Cas9 را دارد. این روش به نورونها اجازه میدهد تا از مکانیزم تعمیر HDR استفاده کنند و با ترکیب ویروس مرتبط با آدنو «AAV» و CRISPR-Cas9 عمل میکند. محققان از AAV برای تحویل انواع مختلفی از ژنها استفاده نمودهاند که غیرسمی نیز است. این ویروس در بالا بردن میزان بازدهی روش HDR نقش بهسزایی دارد.
محققان در ابتدا به کمک AAV، تجهیزات ضروری ویرایش ژنوم را در اختیار نورونهای موش بیانکنندهی «Cas9» قرار دادند. سپس، گروه تحقیق سیستمی دو ویروسی مشابه بهوجود آورد. این سیستم در آن دسته از حیواناتی کارایی دارد که توان بیان Cas9 را ندارند. آنها روش vSLENDER را در موش پیر آلزایمری آزمایش کرده و تایید کردند که امکان بهکارگیری آن حتی در مدلهای پاتولوژیک نیز وجود دارد.
خلاصه، این گروه توانست نشان دهد که vSLENDER تقریباً در هر نوع سلولی و در هر بخش از بدن میتواند به ویرایش دقیق اطلاعات ژنتیکی بپردازد. لذا ما این اجازه را خواهیم داشت تا بیمارهای نوروپاتولوژیک را بهتر درک کرده و ظرفیت خود را برای انجام تحقیقات و شیوههای درمانی نوین را توسعه ببخشیم. همچنین، شرایط مساعدی برای نوآوری و بهبود شیوههای درمانی پیشگیرانه فراهم میآید.
نوشته: کارلا لانت
ترجمه: منصور نقیلو - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: منصور نقیلو - مجله علمی ایلیاد