سأتحدث في هذا الإدخال عن ثلاثة تطورات رائعة في الهندسة الوراثية خلال العام الماضي. وجميعها، بالمناسبة، هي نتاج تكنولوجيا الهندسة الوراثية المتطورة للغاية لدرجة أننا مازلنا نحاول فهم حدودها. والمعنى أن هذه التطورات ما هي إلا غيض من فيض، وسيتبعها الكثير
أعلم أننا نعتقد أن عام 2020 كان من أسوأ الأعوام، لكن الحقيقة هي أن بعض الأشياء المثيرة للغاية حدثت في مجال علم الأحياء والتي -دون مبالغة على الإطلاق- على وشك تغيير العالم. وهذا بغض النظر عن اللقاح.
سأتحدث في هذا الإدخال عن ثلاثة تطورات رائعة في الهندسة الوراثية خلال العام الماضي. وجميعها، بالمناسبة، هي نتاج تكنولوجيا الهندسة الوراثية المتطورة للغاية لدرجة أننا مازلنا نحاول فهم حدودها. والمعنى أن هذه التطورات ما هي إلا غيض من فيض، وسيتبعها الكثير.
إذن ماذا لدينا في عام 2020؟
الهندسة الوراثية لعلاج أمراض الدم
يعد مرض الخلايا المنجلية أحد أكثر الأمراض الوراثية شيوعًا. تأخذ خلايا الدم الحمراء شكل المنجل وتعلق في الأوعية الدموية الصغيرة. يشبه إلى حد ما عاصبة في جميع أنحاء الجسم. هذا المرض ليس له علاج، ويظل المرضى معه طوال حياتهم. لا يمكن للمرء إلا أن يقلل من شدة الألم ويحاول التعامل مع المضاعفات الحتمية[1].
لذلك، على الأقل حتى الآن.
وفي منتصف عام 2019، قام الأطباء بإعادة هندسة الخلايا الجذعية لفيكتوريا جراي، 34 عامًا، المصابة بمرض فقر الدم المنجلي في مرحلة متقدمة[2]. وتمت إعادة برمجة الخلايا لإنتاج خلايا دم حمراء مستديرة وصحية. وبعد مرور عام، أي الآن، لا يزال جراي يتمتع بصحة جيدة[3]. لا يزال من السابق لأوانه القول إن العلاج قد شفيها لبقية حياتها، حيث سيتعين علينا الانتظار بضعة عقود أخرى لذلك، ولكن لا يوجد سبب للاعتقاد بأن جسدها سوف يتخلص من الخلايا الجذعية المهندسة.
وهكذا، في عام 2020، أظهرنا أنه من الممكن علاج الأمراض الوراثية الشديدة من خلال علاج لمرة واحدة، لمدة عام واحد على الأقل - وربما لفترة أطول من ذلك بكثير.
وهذه ليست سوى البداية.
نُشرت هذا العام نتائج واعدة لدراستين سريريتين في ألمانيا، حيث تمت إعادة هندسة خلايا المرضى المصابين بمرض يسمى بيتا ثلاسيميا - وهو مرض دم آخر يعطل وظيفة خلايا الدم الحمراء. وكثيراً ما يتلقى هؤلاء المرضى عمليات نقل دم من أجل البقاء على قيد الحياة، ولكن بعد العلاج لم يعودوا بحاجة إلى عمليات نقل دم ــ وهنا أيضاً ربما تمكنا من علاج المرض بالكامل لبقية حياتهم.
ولماذا توقف هنا؟ وفي العقد القادم، يمكنك أن تتوقع تصحيح المزيد من الأمراض الوراثية من خلال الهندسة الوراثية. من الصعب أن نعرف حتى الآن أي الأمراض سيتم علاجها أولاً، لكن هذه الثورة قد بدأت تحدث بالفعل: العلاج الطبي الذي يؤثر بشكل مباشر على سبب المرض، وتحييده بحيث لا تكون هناك حاجة إلى مزيد من العلاج.
فجأة أصبح عام 2020 أفضل بكثير، أليس كذلك؟
الهندسة الوراثية للميتوكوندريا
الميتوكوندريا (هذا هو مصطلح الجمع) هي مراكز القوة لكل خلية بشرية تقريبًا. إنهم الأشخاص الذين بفضلهم يمكننا الاستمرار في الوجود. لديهم رمزهم الجيني الخاص، وهو مدفون عميقًا في المحتوى، وفي بعض الأحيان يمكن أن تحدث طفرات فيه أيضًا. ويعاني أكثر من مليون شخص من أمراض الميتوكوندريا الوراثية، والتي غالبا ما تؤدي إلى الوفاة المبكرة.
ولم تساعد الهندسة الوراثية التقليدية في علاج هذه الأمراض حتى الآن، لأن الشفرة الوراثية التي تخفيها الميتوكوندريا تحتاج إلى تصحيح. ولكن هذا العام، تم عرض أدوات رائدة لأول مرة قادرة على اختراق الميتوكوندريا وتغيير شفرتها الجينية بدقة.[4]. لم يتم اختبار هذه الأدوات بعد على البشر، ولكن إذا قرأت التطوير الأول في هذا الإدخال، فمن المحتمل أنك تفهم الاتجاه. وسوف يستغرق الأمر سنوات عديدة أخرى حتى تصل هذه التكنولوجيا إلى عامة الناس، ولكن الخطوة الأولى في هذا الاتجاه سيتم اتخاذها في عام 2020. صديقتنا الميتوكوندريا
الحيوانات المعدلة وراثيا
نحن نقوم بهندسة الحيوانات بمعدل متزايد. قد يبدو هذا الأمر فظيعًا لبعض الناس، لكن يجب أن تتذكر أننا نقوم بذلك منذ آلاف السنين عن طريق تهجين الحيوانات ذات السمات المرغوبة مع حيوانات أخرى مناسبة. تتيح لنا تكنولوجيا الهندسة الوراثية الجديدة تسريع العمليات التي كانت ستستغرق مئات السنين، وإنشائها في عام واحد فقط.
إذًا ما هي الحيوانات المعدلة وراثيًا التي أنتجتها المختبرات هذا العام؟
لنبدأ مع الخنازير. هذا العام، ولأول مرة، تم إثبات أن الخنازير تم تصميمها لتكون محصنة تمامًا ضد المرض المسمى "متلازمة الخنازير التناسلية والتنفسية"، والذي انتشر منذ فترة طويلة في جميع أنحاء الكوكب. وفي الاتحاد الأوروبي وحده، تكلف صناعة اللحوم ما يقرب من مليار ونصف المليار يورو، وحياة العديد من الخنازير. ومن خلال عملية بسيطة نسبياً من الهندسة الوراثية، أصبحت الخنازير الجديدة مقاومة للمرض. الفيروس ببساطة لا يستطيع أن يلتصق بخلاياه. ومن المأمول أن تتبنى صناعة اللحوم الصنف الجديد بسرعة[5]. ليس باسم الإنسانية فقط (لأنك تعلم أن الخنازير ستُقتل على أية حال)، ولكن لأن معنى إصابة الخنزير بالمرض هو أننا أهدرنا الكثير من الموارد لتربيته... وهؤلاء نزلوا استنزاف بمجرد مرضه.
ومن ثم فإن الهندسة الوراثية يمكن أن تساعد أيضًا في منع هدر الموارد الذي يؤدي في نهاية المطاف إلى الإضرار بالبيئة. وليس فقط في الخنازير: فقد تم أيضًا إعادة هندسة الدجاج ليكون محصنًا ضد أحد أمراض الدواجن الشائعة[6].
إن فكرة جعل الحيوانات مقاومة للأمراض معروفة بالفعل، ولكن هنا فكرة رائعة أخرى تم إثباتها بنجاح هذا العام: تدخل صغير في الشفرة الوراثية لعجل أدى إلى أن يكون ثلاثة أرباع نسله ذكورًا، بدلاً من ذلك. من رمي النرد المعتاد نصف ونصف.[7]. تسأل لماذا هذا جيد؟ لأن إناث الأبقار أقل كفاءة في تحويل الغذاء إلى بروتين، وبالتالي إذا حصلنا على المزيد من الذكور - يمكننا الحصول على المزيد من اللحوم، بنفس استثمار الموارد[8]. وهناك لعبة مماثلة في الشفرة الوراثية للدجاج قد تؤدي في المستقبل إلى أن تكون جميع الكتاكيت التي تفقس من الإناث تقريباً من الإناث - وبالتالي منع الوفاة المبكرة لملايين الكتاكيت الذكور كل عام.
حسنا، دعونا لا ننجرف. كما سيتم قتل إناث الدجاج بعد فترة. ولكن بما أن نصف الكتاكيت اليوم ليست هناك حاجة إليها حقًا، فيمكننا خفض كمية الموارد اللازمة للدجاج لوضع البيض بمقدار النصف تقريبًا.
مرة أخرى، الهندسة الوراثية للبيئة.
סיכום
كل هذا، والعديد من التطورات الأخرى في مجال الهندسة الوراثية، حدثت هذا العام. يمكنك أن ترى بالفعل براعم الثورة الطبية والبيولوجية بدأت تتفتح وتؤتي ثمارها قريبًا.
وأخيرًا وليس آخرًا: إذا كنت متحمسًا للإمكانات الهائلة الكامنة في الهندسة الوراثية لتحسين العالم، فأنت على حق تمامًا. وإذا كنت تشعر بالرعب من رؤية الطريقة التي نغير بها العالم لصالح البشر - حسنًا، فالعدالة معك في هذه الحالة أيضًا. في النهاية، أي تكنولوجيا هي سيف ذو حدين، فهي يمكن أن تعود بفوائد هائلة على البشرية، أو يكون لها تأثير سلبي على العالم. وفي النهاية، يقع على عاتقنا واجب اختيار استخدامه بشكل صحيح.
لكن في هذه الأثناء سننتهي بنعمة لم يفكر بها أحد: إن شاء الله سنعيش سنوات عديدة أخرى مثل 2020!
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
[1] https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/sickle-cell-anemia/symptoms-causes/syc-20355876
[2] https://www.npr.org/sections/health-shots/2019/12/25/784395525/a-young-mississippi-womans-journey-through-a-pioneering-gene-editing-experiment
[3] https://www.npr.org/sections/health-shots/2020/06/23/877543610/a-year-in-1st-patient-to-get-gene-editing-for-sickle-cell-disease-is-thriving
[4] https://www.nature.com/articles/d41586-020-02054-5
[5] https://www.theguardian.com/science/2018/jun/20/scientists-genetically-engineer-pigs-immune-to-costly-disease
[6] https://www.pnas.org/content/117/4/2108
[7] https://www.wired.com/story/a-crispr-calf-is-born-its-definitely-a-boy/
[8] https://www.wired.com/story/crispr-gene-editing-humane-livestock/
