إن عدم التعبير عن الجين هو نتيجة لتوسع تكرارات الحمض النووي غير الطبيعية في منطقة التحكم التي تحدد نشاط الجين.
نجح باحثون في الجامعة العبرية لأول مرة في إنتاج خلايا عصبية من خلايا جذعية لمرضى يعانون من متلازمة كروموسوم X الهش، وهو السبب الأكثر شيوعا للتخلف العقلي الوراثي لدى الأولاد والذي يؤثر على مئات الآلاف من المرضى في جميع أنحاء العالم. كما تمكن الباحثون من العثور على مادة تمكن من تجديد نشاط أحد الجينات المسببة للمتلازمة.
أجرى البحث طالب البحث أوري بار نور وطالب الدراسات العليا عنبال كاسبي بتوجيه من البروفيسور نسيم بنفانيستي من معهد علوم الحياة في الجامعة العبرية في القدس، وتم نشره مؤخرًا في المجلة المرموقة لبيولوجيا الخلية الجزيئية. ووجد الباحثون لأول مرة أن الدواء الذي يمنع مثيلة الحمض النووي يمكن أن يؤثر بشكل خاص على الخلايا العصبية التي تسبب الأعراض في مرض الكروموسوم X الهش.
تنجم متلازمة كروموسوم X الهش عن نقص التعبير عن جين FMR1، الذي ينتج بروتينًا ضروريًا للنشاط المعرفي الطبيعي للخلايا العصبية في الدماغ. التعبير عن الجين هو العملية التي يتم فيها إنشاء البروتين بناءً على المعلومات الموجودة في جزيئات الحمض النووي. وبناء على ذلك، عندما لا يتم التعبير عن الجين، لا يتم إنتاج أي بروتين. وفي حالة متلازمة كروموسوم X الهش، يحدث عدم التعبير عن الجين على الرغم من أن تسلسل الحمض النووي الذي يحتوي على المعرفة التي ترمز للبروتين المنتج من الجين طبيعي.
إن عدم التعبير عن الجين هو نتيجة لتوسع تكرارات الحمض النووي غير الطبيعية في منطقة التحكم التي تحدد نشاط الجين. ونتيجة لذلك، هناك إضافة غير طبيعية لجزيئات الميثيل، في عملية تسمى المثيلة، إلى منطقة التحكم في الجين. جزيئات الميثيل مهمة في التحكم في التعبير الجيني. إن ربط هذه الجزيئات بالحمض النووي يميز حالات نقص التعبير الجيني وبالتالي نقص البروتين. ووفقا لنظرية البحث، يمكن علاج المتلازمة بمساعدة المواد التي من شأنها "إزالة" جزيئات الميثيل من منطقة التحكم وبالتالي استعادة النشاط الطبيعي للجين.
ومن أجل إجراء الاختبارات، احتاج الباحثون إلى خلايا عصبية لا يتم التعبير فيها عن الجين. ولتحقيق هذه الغاية، استخدم الباحثون تقنية "إعادة البرمجة" المبتكرة من أجل إنشاء خلايا جذعية متعددة القدرات من خلايا الجلد للمرضى الذين يعانون من هذه المتلازمة. تعد الخلايا الجذعية متعددة القدرات فريدة من نوعها في قدرتها على التمايز والتحول إلى أي نوع من الخلايا البشرية في ظل ظروف الاستزراع، وقد استفاد الباحثون من هذه الميزة من أجل تحويل الخلايا الجذعية إلى خلايا عصبية.
"المادة التي وجدناها كانت قادرة على فصل جزيئات الميثيل عن مناطق التحكم في الجين، مما تسبب في إعادة تنشيطها في كل من الخلايا الجذعية والخلايا العصبية في المزرعة"، يوضح بار نور. وأضاف: "إن قدرة هذه المادة على إزالة جزيئات الميثيل من مناطق التحكم في الجينات معروفة منذ سنوات، بل إنها تستخدم كدواء في أمراض أخرى، لكن هذه هي المرة الأولى التي يثبت استخدامها بنجاح في الخلايا العصبية للمرضى". مع متلازمة كروموسوم X الهش."
وأظهر الباحثون أيضًا أنه بعد عودة الجين إلى الظهور في الخلايا، ليست هناك حاجة لتناول المادة لفترة طويلة. وتبقى مناطق المراقبة "نظيفة" من جزيئات الميثيل ويستمر التعبير عن الجين فيها حتى بدونه، مما يشجع على إمكانية استخدام المادة كدواء.
"على الرغم من أن المسافة بين إعادة تنشيط الجين في خلايا المريض في الثقافة وتنشيطه في المرضى أنفسهم لا تزال كبيرة، فإن اكتشاف إمكانية تجديد نشاط الجين في الخلايا العصبية التالفة من المرضى يفتح الباب للتحقيق في إعادة تنشيطه وفيهم أيضًا"، يختتم بار نور.
