كيف أنقذت الهندسة الوراثية الشخصية طفلًا نادرًا من نقص إنزيم كاربامويل فوسفات سينثيتاز 1
عادة ما تبدأ المقالات العلمية بجفاف ممل. ولكن الأمر ليس كذلك بالنسبة للمقال الذي نشر قبل أيام في أهم مجلة طبية في العالم، والذي يبدأ بالكلمات التالية:
"بعد تشخيص طفل رضيع بمرض يبلغ معدل الوفيات فيه خمسين بالمائة في مرحلة الطفولة، بدأنا على الفور في تطوير علاج له..."
قد يبدو هذا وكأنه بداية لقصة مغامرة طبية وعلمية. سباق مع الزمن! حياة طفل على المحك! ولكن بالنسبة للأشخاص المطلعين على العالم الطبي، يبدو هذا الأمر أشبه بنكتة مظلمة. إن تطوير الأدوية مهمة تستغرق سنوات عديدة. في أي سيناريو طبيعي ومنطقي، كان الطفل سيصبح صبيًا صغيرًا قبل الموافقة على الدواء الذي تم تطويره له.
ولكن هذه المرة، وبشكل لا يصدق، لم يحدث هذا. وتمكن الباحثون من تطوير دواء فريد من نوعه لهذا الطفل في وقت قياسي بلغ ستة أشهر فقط. وليس أي دواء، بل الهندسة الوراثية الحقيقية.
هل تريد أن تعرف ماذا حدث؟
لذا، سوف تحتاج إلى أخذ دورة قصيرة في علم الأحياء الجزيئي أولاً.
مرض ذو اسم كبير
دعونا نبدأ بالفيل في الغرفة: اسم المرض. نقص شديد في إنزيم كاربامويل فوسفات سينثيتاز 1. نوع الأسماء التي لا يملك سوى علماء الكيمياء الحيوية القدرة على تصورها بالكامل. ينتج الأشخاص الأصحاء إنزيمًا يسمى كاربامويل فوسفات سينثيتاز 1 في خلاياهم. هذا الإنزيم عبارة عن آلة صغيرة ومتطورة موجودة في خلايا الكبد، مما يسمح لها بمعالجة المنتجات الثانوية التي تنتج عندما يقوم الجسم بتكسير البروتينات.
لدى كل واحد منا نسختين من الجين الذي ينتج هذا الإنزيم. حتى لو تحور أحد الجينات ولم يعد يعمل، فإن الجين الآخر يعوض النقص. ولكن ماذا لو لم يعمل كلا الجينين؟ في هذه الحالة، لا يوجد إنزيم كاربامويل فوسفات سينثيتاز 1، وتتوقف عملية تحلل البروتين في المنتصف، وتملأ المنتجات الثانوية خلايا الكبد، ويتدفق الأمونيا إلى مجرى الدم ويختنق الدماغ.
وهذا ما حدث للطفل – اسمه كيه جيه مولدون. لقد ورث جينًا معيبًا لنفس الإنزيم من كل من والديه. إنه حدث نادر للغاية، حيث يحدث فقط لطفل واحد من بين مليون طفل. وبعد فترة قصيرة من ولادته، بدأ KJ يعاني من آثار المرض. وضعه الأطباء على نظام غذائي منخفض البروتين وملؤوا دمه بأدوية تربط النيتروجين.
هذا لم يكن كافيا.
تم النظر سريعًا في عملية زرع الكبد، وتم التخلي عنها بسرعة أيضًا. هناك عدد قليل جدًا من الأكباد الصغيرة التي يمكن زراعتها في الأطفال في هذا العمر، ونصف حاملي المرض فقط هم الذين يبقون على قيد الحياة حتى إجراء عملية زرع الكبد الأولى لهم.
وهكذا بدأ السباق الكبير مع الزمن، مع وجود حياة طفل على المحك، لتطوير دواء خاص له.
على عكس كل التوقعات
لحسن الحظ بالنسبة لـ KJ، كان طبيب الأطفال الخاص به يبحث في مجال الهندسة الوراثية في ذلك الوقت. ركزت الطبيبة ريبيكا أهرينز نيكولز على تقنية تعتمد على CRISPR، والتي يمكنها إجراء تغييرات دقيقة وبسيطة على الحمض النووي البشري. بالتعاون مع زملائها، قامت بتطوير طريقة مبتكرة لتصحيح الطفرات النقطية في الشفرة الجينية. ومن الناحية النظرية، قد تتمكن هذه الطريقة أيضًا من استعادة الجينات المعيبة لدى KJ. ولكن هناك مسافة طويلة بين النظرية والتطبيق، وخاصة عندما يتعين أن تتم الممارسة في غضون بضعة أشهر.
وكان والدا KJ على استعداد للمحاولة. قام أهرينز نيكلاس بتجنيد عدد آخر من الباحثين لهذه القضية. وقد وقع على الدراسة أكثر من أربعين باحثًا. وقد تم حشد الشركات لتوفير الخبرة والمواد اللازمة للتقدم السريع للتجارب. واتفق الباحثون على الطريقة الأنسب، وقاموا باختبارها على الخلايا في المختبر. وقد قاموا باختباره على الفئران التي تحمل طفرات مماثلة، وأظهروا أنهم قادرون على علاجها. لقد قاموا بدفع أدوات الهندسة الوراثية إلى حبيبات دهنية صغيرة - جسيمات نانوية - وأثبتوا أنها ليست خطيرة على الجسم. من المحتمل. الطب ليس علمًا دقيقًا. لقد أدركت إدارة الغذاء والدواء خطورة الوضع، وبذلت قصارى جهدها، وأجرت تقييمًا سريعًا لسلامة الدواء.
وحدث ما لا يصدق.
بعد ستة أشهر من الدراسة، تلقى KJ أول حقنة منقذة للحياة. تمكنت جزيئات الدهون من الوصول إلى الكبد وإجراء التغيير الجيني في بعض الخلايا. انتقل KJ إلى نظام غذائي بروتيني عادي. كان لا يزال يحتاج إلى دواء لموازنة مستويات الأمونيا في دمه، لكنه نجا. لقد تطور. لقد كبر. بالنسبة للأطفال في حالته، لا شيء من هذه الإنجازات واضح بذاته.
وبعد شهر، تلقى كيه جيه حقنة أخرى، تلتها حقنة ثالثة. وقد سمح كل من هذه العلاجات للمولود الجديد بتناول المزيد من البروتين وتحتاج إلى كمية أقل من الأدوية لخفض مستويات الأمونيا في الدم. ويستمر في النمو. في هذه المرحلة، كان قد تعامل بنجاح مع مرضين فيروسيين - من النوع الذي يعاني منه كل طفل في مرحلة ما، والذي لم يكن من المفترض أن ينجو منه. لقد نجا، وهو لا يزال على قيد الحياة.
ويجب أن يكون واضحا أن العلاج لم يكن ناجحا تماما. KJ لا يزال ليس على ما يرام. حتى الحقن الثلاث التي وافقت عليها إدارة الغذاء والدواء لم تكن كافية لعلاج نسبة كبيرة من خلايا الكبد. ولكن بفضل الهندسة الوراثية، بقيت KJ على قيد الحياة واستمرت في النمو. ما لم تحدث كارثة غير متوقعة، فإنه سوف يصل إلى مرحلة البلوغ. وإذا كان هناك شيء واحد يمكننا أن نكون متأكدين منه، فهو أن العلاجات الطبية سوف تستمر في التطور والتقدم على مدى العشرين عامًا القادمة. سوف يظل معافاً من هذا المرض القاتل - وهو المرض الذي كان بمثابة حكم بالإعدام على حامليه طوال معظم تاريخ البشرية.
وهذا هو المعنى الحقيقي لعلاج KJ.
الأدوية المعجزة - سريعة بشكل عجيب
السبب الذي جعلني أتأثر بشكل خاص بقصة KJ ليس لأنه تم شفاؤه بفضل الهندسة الوراثية. خلال العقدين الأخيرين، تلقى العديد من الأطفال والبالغين علاجات الهندسة الوراثية وتم شفاؤهم من أمراض قاتلة. أو على الأقل شهدوا انخفاضًا كبيرًا في أعراضهم الضارة. تعتبر علاجات الهندسة الوراثية نادرة، ولكنها موجودة بالفعل وتم إثبات فعاليتها.
والأمر المثير للاهتمام حقًا هنا هو أن الدواء - الذي تم تصميمه خصيصًا لـ KJ، ومن غير الواضح ما إذا كان سيتم استخدامه على طفل آخر - تم إنتاجه والموافقة عليه في ستة أشهر فقط. وهذا إنجاز كان من الممكن اعتباره مستحيلاً قبل بضع سنوات فقط. الخيال العلمي، أو حتى الخيال. والآن هذا هو الواقع. لقد تسارعت وتيرة العلوم والتكنولوجيا، وحتى الهيئات الموافقة مثل إدارة الغذاء والدواء، إلى الأمام.
يمكننا أن نتوقع إنتاج المزيد من علاجات الهندسة الوراثية بسرعة فائقة في السنوات القادمة. وربما لا يكون ذلك بوتيرة محمومة مثل تلك الموجودة في القضية الحالية، ولكن بالتأكيد أسرع مما كنا نعتقد أنه ممكن في الماضي. ومع تسليمنا قدراً أكبر من أعمال البحث المختبري إلى الذكاء الاصطناعي والروبوتات، فإن وتيرة التنمية سوف تقفز إلى الأمام بشكل أكبر. وأثبت العمل الحالي أنه من الممكن تطوير الهندسة الوراثية الشخصية في ستة أشهر. لا أخشى أن أزعم أنه بعد عشر سنوات من الآن، سوف نكون قادرين على تطوير مثل هذه العلاجات في شهر واحد فقط ــ على الرغم من أن الأمر قد يستغرق بضعة أشهر أخرى من جانب الهيئة التشريعية للموافقة عليها.
ما هي الأمراض التي يمكننا علاجها في المستقبل، عندما يمكن تطوير علاجات جديدة بهذه السرعة والسهولة؟
ربما يكون السؤال الأفضل هو - بأي طريقة؟ وسوف تكون هناك علاجات للسرطان، وأمراض الشرايين التي تسبب النوبات القلبية والسكتات الدماغية، وأنواع مختلفة من مرض السكري، وأكثر من ذلك بكثير. وسوف يصلون أسرع مما كنا نعتقد.
الأشياء الجيدة في المستقبل. وإذا كنت لا تصدقني - صدق والدة KJ. قبل أسبوع دخلت غرفته في المستشفى ووجدته جالساً في السرير بمفرده. وكما قالت لمجلة نيتشر في مقابلة معها:
"لم نعتقد أبدًا أن هذا يمكن أن يحدث."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
