تصحيح الأخطاء الإملائية الجينية باستخدام الجيل التالي من Crispr

كان سام بيرنز صديقي. بفضل حكمة الحكيم، ألهمني وكثيرين آخرين حول كيفية تحقيق أقصى استفادة من الحياة. أصيب بمرض نادر يسمى بروجيريا، وشيخ جسده بمعدل سريع، وتوفي بسبب قصور القلب في عمر 17 عامًا فقط، وهي حياة شجاعة قطعتها كثيرًا.

اكتشف مختبري السبب الجيني لمرض سام قبل عقدين من الزمن: حرف واحد فقط من الحمض النووي انحرف عن مساره، وهو حرف T الذي كان من المفترض أن يكون حرف C في جين مهم يسمى lamin A. تم العثور على نفس الخطأ الإملائي في جميع الأفراد البالغ عددهم 200 فرد تقريبًا في جميع أنحاء العالم. العالم مع بروجيريا.

وكانت فرصة معالجة هذا المرض عن طريق الإصلاح المباشر للأخطاء الإملائية في أنسجة الجسم ذات الصلة مجرد خيال علمي قبل بضع سنوات. ثم جاء كريسبر، وهو الجهاز الأنزيمي الأنيق الذي يسمح بتوصيل مقص الحمض النووي إلى هدف محدد في الجينوم. في ديسمبر 2023، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على أول علاج قائم على تقنية كريسبر لمرض فقر الدم المنجلي. يتطلب هذا النهج إخراج خلايا نخاع العظم من الجسم، وإجراء قطع معطل في جين معين ينظم الهيموجلوبين الجنيني، وعلاج المريض بالعلاج الكيميائي لإفساح المجال في النخاع، ثم إعادة زرع الخلايا المعدلة. ويجري الآن تقديم علاج لمرضى فقر الدم مدى الحياة ونوبات الألم المؤلمة لمرضى فقر الدم المنجلي، وإن كان ذلك بتكلفة عالية للغاية.

بالنسبة لمرض الشيخوخة المبكرة والآلاف من الأمراض الوراثية الأخرى، هناك سببان لعدم نجاح هذا النهج نفسه. أولاً، لن يتم عادةً تحقيق التعديل المطلوب لمعظم الأخطاء الإملائية عن طريق قطع الجين المعطل. وبدلا من ذلك، هناك حاجة إلى التصحيح. في حالة مرض الشيخوخة المبكرة، يحتاج حرف T المسبب للمرض إلى تحريره مرة أخرى إلى حرف C. وقياسًا على معالج النصوص، ما نحتاجه ليس “البحث والحذف” (الجيل الأول من Crispr)، بل “البحث والاستبدال” ( الجيل القادم من كريسبر). ثانياً، يجب إصلاح الأخطاء الإملائية في أجزاء الجسم الأكثر تضرراً من المرض. في حين أنه يمكن إخراج خلايا نخاع العظم، والخلايا المناعية، وخلايا الجلد من الجسم لإدارة العلاج الجيني، فإن ذلك لن ينجح عندما تكون المشكلة الرئيسية في الجهاز القلبي الوعائي (كما هو الحال في الشيخوخة المبكرة) أو الدماغ (كما هو الحال في العديد من الحالات النادرة). الأمراض الوراثية). في لغة المعالج الجيني، نحن بحاجة في الجسم الحي خيارات.

والخبر المثير في عام 2025 هو أن هذين الحاجزين بدأا في الانهيار. إن الجيل القادم من برامج تحرير الجينات المعتمدة على تقنية كريسبر، والتي ابتكرها بشكل أنيق ديفيد ليو من معهد برود، يسمح بالتحرير التصحيحي الدقيق لأي خطأ إملائي في الجينات تقريبا، من دون التسبب في قطع المقص. أما بالنسبة لأنظمة التوصيل، فإن عائلة نواقل الفيروسات المرتبطة بالعدوى (AAV) توفر بالفعل القدرة على الإنجاز في الجسم الحي التحرير في العين والكبد والعضلات، على الرغم من أنه لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لتحسين توصيل الأنسجة الأخرى وضمان السلامة. تخضع أنظمة التوصيل غير الفيروسية مثل الجسيمات الدهنية النانوية إلى تطوير مكثف وقد تحل محل النواقل الفيروسية في غضون سنوات قليلة.

من خلال العمل مع ديفيد ليو، والدة سام بيرنز، وليزلي جوردون من مؤسسة أبحاث الشيخوخة المبكرة، أظهرت مجموعتي البحثية بالفعل أن حقنة واحدة من عقار بروجيريا يتم حقنها في الوريد. في الجسم الحي يستطيع محرر الجينات إطالة عمر الفئران التي تم تصميمها هندسيًا لتحمل طفرة الشيخوخة المبكرة البشرية بشكل كبير. ويعمل فريقنا الآن على تقديم هذا إلى تجربة سريرية بشرية. نحن متحمسون حقًا بشأن الإمكانيات المتاحة للأطفال المصابين بالشيخوخة المبكرة، ولكن هذه الإثارة يمكن أن يكون لها تأثير أكبر. هذه الإستراتيجية، إذا نجحت، يمكن أن تكون نموذجًا لما يقرب من 7000 مرض وراثي حيث يكون الخطأ الإملائي المحدد الذي يسبب المرض معروفًا، ولكن لا يوجد علاج لها.

هناك العديد من العقبات، وتشكل التكلفة عقبة رئيسية حيث أن الاستثمار الخاص غائب في الأمراض التي تؤثر على بضع مئات فقط من الأفراد. ومع ذلك، فإن النجاح في عدد قليل من الأمراض النادرة، بدعم من الصناديق الحكومية والخيرية، من المرجح أن يؤدي إلى كفاءات واقتصادات من شأنها أن تساعد في تطبيقات أخرى في المستقبل. وهذا هو أفضل أمل لعشرات الملايين من الأطفال والبالغين الذين ينتظرون العلاج. يجب على مجتمع الأمراض النادرة أن يواصل الضغط. هذا ما كان يريده سام بيرنز.