يثبت فشل تجربة الأطفال المعدلين وراثيا في الصين أننا لسنا مستعدين للتحرير الجيني للأجنة البشرية

في تجربة تحرير الجينات البشرية باستخدام نظام كريسبر، لكن الخبراء يقولون إن هناك الكثير من علامات الاستفهام، الأخلاقية والعلمية، وأنه ليس من المؤكد أنهم نجحوا حتى في إنجاب فتيات محصنات ضد فيروس نقص المناعة البشرية. 

بقلم ديميتري بيرين، محاضر أول، جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا، وجاتان بورجيو، عالم الوراثة ورئيس المجموعة، كلية جون كيرتن للأبحاث الطبية، الجامعة الوطنية الأسترالية

منذ أكثر من عام، أذهل العالم بمحاولة عالم الفيزياء الحيوية الصيني هي جيانكوي استخدام تقنية كريسبر لتعديل الأجنة البشرية وجعلها مقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية، مما أدى إلى ولادة التوأم لولو ونانا.

الآن، تم الكشف عن تفاصيل مهمة في الإصدار الأخير لمقتطفات من الدراسة، والتي أثارت سلسلة من المخاوف حول كيفية تغيير جينوم لولو ونانا.

كيف يعمل كريسبر

كريسبر هي تقنية تسمح للعلماء بتحرير أي حمض نووي بدقة عن طريق تغيير تسلسله. عند استخدام كريسبر، يمكن إسكات الجين بجعله غير نشط، ويمكن أيضًا تحقيق تغييرات محددة، مثل إضافة أو إزالة قطعة معينة من الحمض النووي.

يعتمد تحرير الجينات باستخدام نظام كريسبر على الاتصال بين جزيئين. أحدهما عبارة عن بروتين يسمى Cas9، وهو المسؤول عن "قطع" الحمض النووي، والجزيء الثاني عبارة عن جزيء RNA قصير (الحمض النووي الريبي) الذي ينشط Cas9 إلى الحالة التي من المفترض أن يتم قطعها فيها.

يحتاج النظام أيضًا إلى مساعدة من الخلايا المترجمة. يحدث تلف الحمض النووي بشكل متكرر، لذلك يتعين على الخلايا إصلاح الحمض النووي بانتظام. آليات الإصلاح المصاحبة لذلك هي تلك التي تسمح بحذف وإدخال التغييرات عند تحرير الجينات.

كيف تم تعديل جينوم لولو ونانا

استهدف هي جيانكوي وزملاؤه الجين CCR5، الذي يسمح لفيروس نقص المناعة البشرية بدخول خلايا الدم البيضاء (الخلايا الليمفاوية) وإصابة الشخص.

نسخة واحدة من CCR5، المعروفة باسم CCR5 Δ32، تفتقد سلسلة معينة مكونة من 32 "حرفًا" من كود الحمض النووي. يحدث هذا المتغير بشكل طبيعي بين البشر، ويؤدي إلى مستوى عالٍ من المقاومة للنوع الأكثر شيوعًا من فيروس نقص المناعة البشرية.

أراد الفريق إعادة إنتاج هذه الطفرة من خلال التنشيط كريسبر على الأجنة البشرية، بهدف جعلها مقاومة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. لكن ذلك لم يحدث كما هو مخطط له، وهناك عدة طرق قد تسبب الفشل.
أولاً، على الرغم من زعمهم في ملخص ورقتهم البحثية غير المنشورة أنهم كانوا يعيدون إنتاج طفرة CCR5 البشرية، إلا أن الفريق في الواقع كان يحاول تغيير CCR5 إلى طفرة Δ32. ونتيجة لذلك فقد خلقوا طفرات مختلفة، آثارها غير معروفة. في نهاية المطاف، قد لا يكون لدى أجسام التوأم مقاومةفيروس نقص المناعة البشرية وقد تكون هناك أيضًا عواقب أخرى. ومما يثير القلق أنهم لم يتحققوا من أي من هذه الأشياء ومضوا قدمًا في الأجنة. هذا ليس له ما يبرره.

تأثير الفسيفساء

قد يكون المصدر الثاني للأخطاء هو أن التحرير لم يكن فعالاً بشكل كامل. وهذا يعني أنه ليس بالضرورة أن تكون جميع الخلايا الموجودة في الأجنة قد تم تحريرها بالفعل. عندما يكون لدى الكائن الحي خليط من الخلايا المحررة وغير المحررة، فإن هذا يسمى "الفسيفساء". وعلى الرغم من عدم توفر البيانات، يبدو أن لولو ونانا عبارة عن فسيفساء. وهذا يجعل من غير المرجح أن يكون الأطفال الذين تم تعديل جيناتهم مقاومين لفيروس نقص المناعة البشرية. وكان ينبغي أن يكون خطر الفسيفساء سببا آخر لعدم زرع الأجنة. علاوة على ذلك، يمكن أن يكون للتحرير تأثيرات غير مقصودة في أماكن أخرى من الجينوم.

عند تصميم تجربة كريسبر، يجب اختيار الحمض النووي الريبي "الدليلي" بحيث يكون تسلسله فريدًا للجين الذي تستهدفه. ومع ذلك، لا يزال من الممكن أن تحدث عمليات قطع "خارج الهدف" في أماكن أخرى من الجينوم، في مواقع لها تسلسل مماثل.
قام هي جيانكوي وفريقه باختبار الخلايا من الأجنة المعدلة، ولم يسجلوا سوى تغيير واحد خارج الهدف. ومع ذلك، كان على هذا الاختبار أخذ عينات من الخلايا التي لم تعد جزءًا من الأجنة، والتي استمرت في التطور. ولذلك، لم يتم اختبار الخلايا المتبقية في الأجنة، وربما كانت لديها تغييرات خارج الهدف.

وهذا ليس خطأ الفريق، حيث ستكون هناك دائمًا قيود في الكشف عن خارج الهدف والفسيفساء، ولا يمكننا الحصول إلا على صورة جزئية. ومع ذلك، كان من المفترض أن تكون تلك الصورة الجزئية قد تسببت في إيقاف التجربة مؤقتًا.

فكرة سيئة للبدء بها

لقد وصفنا بعض المخاطر المتعلقة بالتغيرات التي تطرأ على الأجنةوالتي يمكن توريثها للأجيال القادمة. إن تحرير الأجنة ليس له ما يبرره أخلاقيا إلا في الحالات التي تفوق فيها الفوائد المخاطر بوضوح. وبصرف النظر عن القضايا التقنية، فإن الباحثين لم يتناولوا حتى الاحتياجات الطبية غير الملباة.

في حين أن والد التوأم كان مصابًا بفيروس نقص المناعة البشرية وكان آمن نظيفًا، إلا أن هناك بالفعل طريقة ثابتة لمنع الأب المصاب بفيروس نقص المناعة البشرية من إصابة الأجنة. استخدم الموظفون أيضًا طريقة غسل السائل المنوي. إن الفائدة الوحيدة من محاولة تغيير الجينات، إذا ثبتت، هي تقليل خطر الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية لدى التوائم في وقت لاحق من الحياة. ولكن هناك طرقًا موجودة وأكثر أمانًا للسيطرة على خطر العدوى، مثل الواقي الذكري والاختبار الإلزامي للتبرع بالدم.

الآثار المترتبة على تحرير الجينات كمجال علمي

تحرير الجينات له تطبيقات لا حصر لها. على سبيل المثال، من الممكن بهذه الطريقة إنتاج نباتات مثل موز كافنديش أكثر مقاومة للأمراض المدمرة. يمكن أن يلعب استخدام تحرير الحدائق دورًا مهمًا في تكيف النباتات مع تغير المناخ. في مجال الصحة، نشهد بالفعل نتائج واعدة في مجال تحرير الخلايا الجسدية (أي التغييرات غير الموروثة في خلايا المريض نفسه): الثلاسيميا بيتا وفقر الدم المنجلي.

ومع ذلك، نحن ببساطة لسنا مستعدين لتحرير الجينات للأجنة البشرية. تقنياتنا ليست ناضجة بما فيه الكفاية، وهناك ما يكفي من الطرق الأخرى، مثل الاختبارات الجينية قبل الزرع، التي يمكن أن توفر إجابة.

ولا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به في مجال التنظيم. كانت هناك دعوات من علماء أفراد لحظر تحرير الأجنة، بما في ذلك في لجان الخبراء من منظمة الصحة العالمية إلى اليونسكو. ومع ذلك، لم يظهر أي توافق في الآراء.
ومن المهم أن تنتقل هذه المناقشات إلى المرحلة الثانية، حيث يكون هناك مجال للمناقشة وتوعية أصحاب المصلحة الآخرين، مثل مجموعات المرضى وحتى الجمهور بأكمله.
لمقالة في المحادثة

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• الهندسة الوراثية والهجينة الحيوانية والبشرية: كيف تقود الصين انقسامًا عالميًا في الأبحاث المثيرة للجدل
• على جدول الأعمال - لماذا لا ينبغي أن تكون الأجنة خارج الحدود
• طور باحثون إسرائيليون طريقة ستمكن من اكتشاف آلاف الأمراض الوراثية لدى الأجنة في بداية الحمل من خلال فحص دم الأم