باحثون في جامعة تل أبيب يحذرون: العلاج بطريقة كريسبر قد يسبب ضررا للجينوم

ووفقا للباحثين: "إن هذه الطريقة فعالة للغاية بالفعل، ولكنها ليست آمنة دائمًا أيضًا. في بعض الأحيان تفشل الكروموسومات التي تم قطعها في هذا الإجراء في التعافي ويضعف استقرار الجينوم - وهو الأمر الذي قد يسبب السرطان على المدى الطويل.

وتشير دراسة جديدة أجرتها جامعة تل أبيب إلى المخاطر في استخدام تقنية كريسبر، وهي طريقة مبتكرة لقطع وتحرير الحمض النووي، وقد فازت بجائزة نوبل عن نتائجها، وتشكل بالفعل أساس العلاج المتقدم لمجموعة متنوعة من الأمراض. بما في ذلك السرطان وأمراض الكبد والأمعاء والمتلازمات الوراثية. وفحص الباحثون تأثير الطريقة على الخلايا التائية - خلايا الدم البيضاء التابعة للجهاز المناعي، ووجدوا أنه في نسبة كبيرة من الخلايا يحدث فقدان للمادة الوراثية، ويفقد الجينوم استقراره - وهي حالة قد تسبب سرطان.

وأجرى الدراسة فريق من الباحثين في جامعة تل أبيب بقيادة الدكتور عدي بارزل من كلية علم الأعصاب والكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية في كلية علوم الحياة ومعهد دوتان للعلاجات المتقدمة بالتعاون مع مستشفى سوراسكي ( إيخيلوف) وبقيادة الدكتور عساف ميدي والدكتور أوري بن دافيد من كلية الطب في ساكلر. ونشرت الدراسة في مجلة Nature Biotechnology المرموقة.

يوضح الباحثون أن تقنية كريسبر هي تقنية مبتكرة لتحرير الحمض النووي، أي قطع التسلسل عند نقطة معينة لتدمير الأجزاء غير المرغوب فيها أو بدلاً من ذلك لإصلاح أو إضافة الأجزاء المطلوبة. وقد أثبتت هذه التكنولوجيا، التي تم تطويرها منذ حوالي عقد من الزمن، فعالية مثيرة للإعجاب في علاج مجموعة متنوعة من الأمراض - السرطان وأمراض الكبد والمتلازمات الوراثية وغيرها.

وتم إجراء أول تجربة باستخدام تقنية كريسبر لعلاج البشر في عام 2020 عندما قام باحثون في جامعة بنسلفانيا بالولايات المتحدة الأمريكية بتطبيقها على الخلايا التائية – خلايا الدم البيضاء التي تنتمي إلى جهاز المناعة. أخذ الباحثون الخلايا التائية من متبرع، وقاموا بهندستها للتعبير عن مستقبل يتعرف على الخلايا السرطانية، وفي الوقت نفسه، باستخدام تقنية كريسبر، قاموا بتدمير الجينات التي ترمز للمستقبل الأصلي - مما قد يتسبب في قيام الخلايا التائية بمهاجمة خلايا المتبرع. جسم.

وفي الدراسة الحالية، سعى الباحثون إلى فحص ما إذا كان، إلى جانب الفائدة الواضحة، قد يكون هناك أيضًا خطر مصاحب لقطع الجينوم، وذلك على افتراض أن الإصلاح لا يحدث دائمًا، وعندما يحدث، فإنه يكون ضروريًا. ليست دائما مثالية.

يوضح الدكتور بن ديفيد ومساعده البحثي إيلي ريوفاني: "إن الجينوم الموجود في خلايا كل واحد منا ينكسر بشكل طبيعي في كثير من الأحيان، وعادة ما يعرف كيفية إصلاح نفسه. ومع ذلك، يحدث أحيانًا فشل كروموسوم معين في التعافي، ويتم فقدان أجزاء كبيرة منه، أو حتى الكروموسوم بأكمله. مثل هذه التغيرات الكروموسومية يمكن أن تزعزع استقرار الجينوم - وكثيرًا ما نرى هذه الظاهرة في الخلايا السرطانية. وفي حالة استخدام تقنية كريسبر، فهذا يعني أن الإجراء المصمم لعلاج السرطان قد يؤدي في حد ذاته، في سيناريو متطرف، إلى تكوين ورم سرطاني.

ولفحص مدى الضرر الذي أحدثته هذه التقنية، كرر الباحثون العمليات التي أجريت في التجربة في ولاية بنسلفانيا - وقطعوا جينوم الخلايا التائية في نفس المكان تماما وبنفس الطريقة - على الكروموسومات ذات الأرقام 2، 7، و14 (من أصل 23 زوجًا من الكروموسومات التي تشكل الجينوم البشري). ثم أجروا تحليلا منفصلا لكل خلية، في إجراء يعرف باسم تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) على مستوى الخلية الواحدة، وقاموا بقياس مستوى التعبير لكل كروموسوم في كل خلية.

وفي بعض الخلايا، تم اكتشاف خسارة كبيرة في المادة الوراثية بهذه الطريقة. على سبيل المثال، بعد إجراء قطع كريسبر على الكروموسوم 14، وجد أنه لا يتم التعبير عنه تقريبًا في حوالي 5٪ من الخلايا. عندما تم قطع جميع الكروموسومات الثلاثة في نفس الوقت، زاد معدل الضرر: حوالي 9% من الخلايا لم تقم بإصلاح الضرر الذي لحق بالكروموسوم 14، و10% لم تقم بإصلاح الضرر الذي لحق بالكروموسوم 7، و3% لم تقم بإصلاح الضرر الذي لحق بالكروموسوم 2. انفصال إلى الكروموسوم XNUMX. ومع ذلك، كان مدى الضرر في كل من الكروموسومات مختلفًا.

يوضح الدكتور ميدي وطالبته إيلا غولدشميت: "إن تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) على مستوى الخلية الواحدة والتحليل الحسابي جعل هذا التحديد الدقيق ممكنا، وسبب الاختلاف هو موقع القطع على سطح الكروموسوم. وفي المجمل، كشفت الدراسة أن أكثر من 9% من الخلايا التائية التي خضعت للتحرير الجيني باستخدام تقنية كريسبر فقدت كمية كبيرة من المادة الوراثية نتيجة لذلك. وهذا قد يعني فقدان الاستقرار الجيني، وهي ظاهرة يمكن أن تسبب السرطان".

وبعد النتائج التي توصلوا إليها، يوصي الباحثون بالحذر في استخدام تقنية كريسبر لتطوير العلاجات، بل ويقترحون طرقًا بديلة أقل خطورة لإجراءات طبية محددة. كما يوصون بتركيز الجهود البحثية على تطوير الحلول في اتجاهين بديلين: تحديد علامات على الخلايا التالفة، لإبعادها عن المادة المحقونة في المريض؛ أو تطوير طرق تضمن مسبقًا إنتاج عدد أقل من الخلايا التالفة.

ويختتم الدكتور بارزل وطالب الدكتوراه أليسيو نيتشيم: "في هذه الدراسة، سعينا إلى تسليط الضوء على المشاكل والمخاطر المحتملة في استخدام تقنية كريسبر. وهذا على الرغم من أننا ندرك جيدًا فوائده، بل وفي دراسات أخرى قمنا بتطوير علاجات تعتمد عليه. على سبيل المثال، قمنا منذ فترة قصيرة فقط بتطوير طريقة واعدة لعلاج الإيدز تعتمد على تقنية كريسبر، بل وقمنا بتأسيس شركات - إحداها تستخدم كريسبر، بينما تتجنب الأخرى استخدام هذه التكنولوجيا. أي أننا من ناحية نروج للتكنولوجيا، ومن ناحية أخرى نحذر من مخاطرها. والظاهر أن هناك تناقضاً في ذلك، ولكننا كعلماء نفتخر به. هذا هو جوهر العلم: نحن لا "ننحاز إلى أحد الجانبين". نحن نأخذ القضية وندرسها من جميع جوانبها، إيجابيا وسلبيا، ونبحث عن الإجابات".

לالمادة العلمية