التحرير الجيني: استراتيجية جديدة لتحسين الكفاءة والدقة

يعتبرتحرير الجينات الحدود الأخيرة للطب الدقيق لأنه يجعل من الممكن تصحيح أخطاء المعلومات الوراثية في الحمض النووي بدقة كبيرة، المسؤولة عن الأمراض الخطيرة التي لا تزال غير قابلة للشفاء. يشرح سامويل فراري (Samuele Ferrari) (طالب دكتوراه في UniSR) وأوريليان جاكوب(Aurélien Jacob)، أول مؤلفي هذا العمل:

«اليوم، نحن قادرون على توجيه نظام الإصلاح هذا، وتزويد الخلية بالإصدار الصحيح الذي نريد إدراجه بدلاً من النسخة المتحولة. للقيام بذلك، يتم استخدام ناقل فيروسي، أي أن الفيروس أصبح غير ضار ولكنه قادر على إصابة الخلايا ونقل قالب التصحيح بحملها الجيني. ومع ذلك، فإن نظام التصحيح المستهدف هذا لا يعمل بشكل أفضل داخل الخلايا الجذعية المكونة للدم، والتي بطبيعتها تكون هادئة بشكل مغرض وبمجرد أن تشعر بتلف الحمض النووي، فإنها تميل إلى عدم التكاثر، أو حتى القضاء على نفسها. ثم درسنا كيفية تحفيزها وتجنب الآثار الجانبية لجراحتنا على المواد الوراثية».

بفضل الدراسات السابقة التي أجرتها مجموعة نالديني(Naldini)في المعهد وبالتعاون مع مجموعة (Raffaella Di Micco) ، وجد الباحثون أحد المفاتيح للتغلب على التأثير السلبي لقطع الحمض النووي على المكونة للدم الخلايا الجذعية، من خلال العمل على أحد أهم البروتينات لتنظيم تكاثر الخلايا (p53). يعمل هذا البروتين - الملقب بـ«وصي الجينوم» - كمثبط لنمو الخلايا في الحالات المرضية، لدرجة أن اختلال وظيفته يرتبط بالعديد من الأورام. من خلال إعطاء كوكتيل بروتين جديد للخلايا الجذعية في الدم أثناء تحرير الجينات، نجح الباحثون في منع عملها مؤقتًا وتحسين فعالية العملية التصحيحية بشكل كبير.

يواصل بيترو جينوفيس(Pietro Genovese)، رئيس الدراسة، الذي تم تجنيده مؤخرًا من قبل كلية الطب بجامعة هارفارد في بوسطن:

«هذا ليس الابتكار الوحيد الذي تم تقديمه. لقد أظهرنا أنه من الممكن إدخال في المتجه الفيروسي، بالإضافة إلى تسلسل الدليل لتصحيح الحمض النووي، تسلسل قصير إضافي يعمل كـ «رمز شريطي» حقيقي لتحديد كل خلية من الخلايا الجذعية المصححة بشكل فريد. بهذه الطريقة، يمكننا متابعتهم بمرور الوقت والتحقق من أن سلوكهم لم يتغير بسبب العلاج. سمح لنا ذلك بإثبات ليس فقط فعالية التحرير، ولكن أيضًا - ولأول مرة - الإجراء آمن : في الواقع تمكنا من استبعاد ظهور الخلايا التي يمكن أن تؤدي إلى أورام مستقبلية. بمعنى آخر إذا ربطنا كل رمز شريطي جزيئي بلون، فنحن سعداء عندما نرى الكثير من الألوان المختلفة: وهذا يعني أن هناك الكثير من الخلايا المصححة. على العكس من ذلك، إذا لاحظنا القليل من الألوان أو حتى لونًا واحدًا سائدًا، فهو بالنسبة لنا جرس إنذار يشير إلى خطر الإجراء».

حالة خاصة من العلاج الجيني هي تلك القائمة على تحرير الجينات، وهي تقنية حديثة تسمح بالتدخل الدقيق للعثور على الأخطاء الجينية وتصحيحها في الحمض النووي، حتى على مستوى حرف واحد. هذه التقنية مستوحاة من نظام دفاعي طورته البكتيريا في العصور القديمة ضد الفيروسات، مما يجعلها قادرة، في حالة الإصابة، على التعرف على الحمض النووي الفيروسي وتدميره.

لتحقيق ذلك، يستخدم الباحثون «مشرط جزيئي»(CRISPR/CAS9) ، والذي يتم توجيهه لقطع الحمض النووي في الموقع المطلوب، على سبيل المثال عندما يكون هناك طفرة تسبب المرض. الميزة الرئيسية تكمن في حقيقة أن الجين المعيب يتم تصحيحه «على الفور» ويحتفظ بتنظيمه الفسيولوجي، وبالتالي ضمان التعبير الذي لوحظ في ظل الظروف العادية. التطبيقات العلاجية المحتملة عديدة، من الأمراض الوراثية النادرة إلى الأورام.

تم تمويل الدراسة من قبل مؤسسة(Telethon) ، وبرنامج(Horizon 2020) التابع للاتحاد الأوروبي ، ووزارة الصحة الإيطالية ووزارة البحث العلمي ، وكذلك من قبل مؤسسة لويس جانيت (Louis-Jeantet) في جنيف التي منحت في عام 2019 على وجه التحديد لمدير (SR-Tiget) جائزتها للطب الانتقالي. سيتم تنفيذ تطبيق التكنولوجيا المدروسة لعلاج بعض الأمراض الوراثية في إطار تحالف استراتيجي بين(Sr-Tiget) و(Genespire).