دانشمندان به تازگی موفق شده‌اند که در آزمایشگاه یک کروموزوم اضافه را از سلول‌ها حذف کنند. شاید این روش جدید روزی راه را برای درمان سندروم داون هموار کند.
سندروم داون زمانی رخ می‌دهد که به جای دو نسخه، سه نسخه از کروموزوم ۲۱ در بدن وجود داشته باشد. این وضعیت بر رشد مغز اثر می‌گذارد و می‌تواند باعث ناتوانی ذهنی، دشواری در یادگیری و سایر مشکلات سلامتی شود.
حذف کروموزوم اضافه با کمک CRISPR
گروهی از پژوهشگران دانشگاه میه در ژاپن از فناوری CRISPR-Cas9، ابزاری که به عنوان «قیچی مولکولی» شناخته می‌شود، برای حذف کروموزوم اضافه استفاده کرده‌اند. این سیستم توانست نسخه تکراری کروموزوم ۲۱ را از دو نسخه اصلی والدین تشخیص دهد و کاری کند که سلول تنها یک نسخه از هر والد را حفظ کند. پس از این تغییر، سلول‌های اصلاح‌شده الگوهای طبیعی‌تری از فعالیت ژنی و رفتار سلولی نشان دادند، به‌ویژه در مسیرهایی که به رشد مغز مربوط می‌شوند.
با وجود این، متخصصان تأکید دارند که این پژوهش هنوز در مراحل اولیه است و تا تبدیل شدن به یک روش درمانی فاصله زیادی دارد. راجر ریوز از دانشکده پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز توضیح داده که حذف یک کروموزوم اضافه از یک سلول بیش از یک دهه است که امکان‌پذیر شده و فناوری CRISPR این کار را بسیار دقیق‌تر کرده است. او تصریح کرد که بدن انسان از تریلیون‌ها سلول ساخته شده که همگی کروموزوم اضافه دارند، بنابراین فعلاً هیچ راهی برای به‌کارگیری این روش در بدن یک فرد وجود ندارد. به گفته ریوز، سلول‌های کشت‌شده در آزمایشگاه ابزار ارزشمندی برای پژوهش هستند، اما پیچیدگی کامل رشد یک انسان را بازسازی نمی‌کنند.
چالش‌های علمی و محدودیت‌ها
یکی از چالش‌های بزرگ در مسیر، این است که هنوز دقیقاً مشخص نیست کدام ژن‌ها در کروموزوم ۲۱ مسئول علائم و مشکلات سلامتی سندروم داون هستند. علاوه بر این، تفاوت‌های ژنتیکی میان افراد، پیدا کردن الگوهای ثابت را دشوارتر می‌کند و همین موضوع شناسایی «امضاهای ژنتیکی» قابل هدف برای درمان را پیچیده می‌سازد.
اگرچه درمان قطعی برای این اختلال وجود ندارد، اما دانشمندان ژاپنی امیدوارند که روش آن‌ها در آینده مسیر تازه‌ای برای مداخله بگشاید. این روش روی دو نوع سلول آزمایشگاهی امتحان شد: سلول‌های بنیادی پرتوان القایی که از بافت‌های بالغ بازبرنامه‌ریزی شده بودند و فیبروبلاست‌های پوستی. فناوری CRISPR-Cas9 چندین نقطه از کروموزوم اضافه ۲۱ را برش داد. این شکستگی‌ها باعث شد که سلول به جای ترمیم، کروموزوم آسیب‌دیده را به‌طور کامل حذف کند. از آنجایی که سلول‌های مبتلا سه نسخه از کروموزوم ۲۱ دارند، محققان مطمئن شدند که تنها نسخه تکراری حذف شود و نسخه‌های اصلی والدین باقی بماند.
پژوهشگران همچنین برای افزایش موفقیت، سیستم ترمیم DNA در سلول را غیرفعال کردند. در حالت عادی سلول‌ها سریعاً DNA شکسته را ترمیم می‌کنند، اما در این آزمایش خاموش شدن این عملکرد احتمال حذف کامل کروموزوم اضافه را بیشتر کرد. با این حال، تنها درصد کمی از میلیون‌ها سلول آزمایش‌شده توانستند کروموزوم اضافه را از دست بدهند.
ریوز درباره بزرگی این چالش گفت که برای ایجاد یک فرد عادی از نظر ژنتیکی باید بیش از ۸۰۰ میلیون سلول کروموزوم اضافه ۲۱ خود را از دست بدهند. او افزود که در حال حاضر هیچ راهی برای هدف‌گیری همه سلول‌ها وجود ندارد و بیشتر سلول‌ها در این فرآیند از بین می‌روند، بنابراین استفاده از این روش در یک نوزاد زنده غیرممکن است.
جنبه‌های اخلاقی و آینده پژوهش
در حال حاضر بیشتر تحقیقات مربوط به سندروم داون روی مدیریت علائم یا درمان مشکلات سلامتی مرتبط تمرکز دارند، نه بر اصلاح علت ژنتیکی. برای نمونه، برخی از جراحی‌های جنینی می‌توانند نقص‌های قلبی را پیش از تولد اصلاح کنند و درمان‌های پس از تولد اغلب بر مشکلات یادگیری یا مسائل پزشکی دیگر تمرکز دارند. در مقابل، حذف مستقیم کروموزوم اضافه ریشه اختلال را هدف می‌گیرد، اما هم از نظر فنی و هم اخلاقی بسیار پیچیده است.
پژوهشگران ژاپنی نیز به این محدودیت‌ها اذعان کرده‌اند. رساندن ویرایش‌های CRISPR به سلول‌های مناسب بدن، جلوگیری از آسیب ناخواسته به DNA و تضمین ایمنی در جنین یا افراد زنده همچنان موانع بزرگی محسوب می‌شوند. حتی اگر علم در این حوزه پیشرفت کند، باز هم مسائل اخلاقی مانع بزرگی برای استفاده از ابزارهایی مانند CRISPR در جنین‌های انسانی خواهد بود. این روش در بیشتر کشورها ممنوع است، چراکه نگرانی‌هایی درباره پیامدهای غیرقابل پیش‌بینی وجود دارد.
با این همه، پژوهشگران این دستاورد را نقطه عطفی مهم می‌دانند، زیرا نشان می‌دهد که می‌توان یک کروموزوم کامل را به کمک CRISPR حذف کرد. این موفقیت دریچه‌های تازه‌ای برای مطالعه سندروم داون در سطح سلولی باز می‌کند و شاید در آینده مسیر درمان‌های نوین را هموار سازد.
بدون نظر