عن الرجل الذي تعافى من الإيدز - وكل الناس الذين سوف يتعافون

كان راي براون حاملًا لفيروس نقص المناعة البشرية وأصيب لاحقًا أيضًا بسرطان الدم، وقد صادف أن دواء المرض الثاني قد عالجه أيضًا من الأول، على الأقل كما يبدو حتى الآن. لقد تعلم الأطباء كيف حدث ذلك عندما حاولوا مساعدة الآخرين

عندما تم تشخيص إصابة تيموثي راي براون بفيروس نقص المناعة البشرية (الفيروس المسبب لمرض الإيدز) في عام 1995، لا بد أنه شعر أن مصيره لم يحسن حاله. والواقع أنه لو كان براون من أوائل المرضى في الغرب الذين حملوا الفيروس، فمن المؤكد أنه كان ليموت في غضون بضع سنوات. لكن في العشرين عامًا الماضية، تم تطوير مجموعات مختلفة من الأدوية التي تمنع تفشي الفيروس في الجسم، وقد استفاد براون منها بالكامل. كانت باهظة الثمن وتسببت في آثار جانبية غير سارة، لكنها أبقت براون على قيد الحياة. لقد ظل الفيروس في جسده وكان من الممكن أن ينتقل إلى الآخرين عن طريق ممارسة الجنس، ولكن هذا هو الثمن الذي كان على براون أن يدفعه من أجل البقاء على قيد الحياة.

من المؤكد أنها لم تكن حياة سهلة بالنسبة لبراون، لكنها كانت حياة. ثم، في عام 2006، اكتشف براون أن مصيره كان قاسياً عليه مرة أخرى. بدأ يشعر بالضعف الشديد لدرجة أنه لم يتمكن من ركوب دراجته. أظهر فحص سريع أنه مصاب بشكل خاص بسرطان الدم القاتل - سرطان الدم.

كانت هذه أدنى نقطة في حياة براون. ومن هناك، لم يكن من الممكن سوى الصعود. والمثير للدهشة أن هذا ما حدث بالضبط، حتى تعافى تمامًا من سرطان الدم وفيروس نقص المناعة البشرية بنفس السكتة الدماغية.

قرر أطباء براون أنه يجب أن يخضع لعملية زرع نخاع عظمي للتعامل مع السرطان. ما هي العلاقة بين السرطان ونخاع العظام، تلك المنطقة العميقة داخل أنسجة العظام؟ الجواب هو أن سرطان الدم يصف حالة تبدأ فيها الخلايا الموجودة في النخاع العظمي الأصلي للمريض بالانقسام بسرعة ودون حسيب ولا رقيب. لعلاج السرطان، من الضروري التخلص من جميع الخلايا التي تخرج عن نطاق السيطرة. ويمكن القيام بذلك بسهولة نسبية من خلال الإشعاع المستهدف والعلاجات الأخرى، ولكن يبقى المريض بدون نخاع العظم - وهو النسيج الذي ينتج خلايا الدم البيضاء والحمراء المهمة في الجسم.

ولهذا السبب احتاج براون إلى عملية زرع نخاع عظمي جديد، مباشرة بعد تدمير جميع خلايا نخاع العظم في جسده.

عند هذه النقطة أخذت قصة براون منعطفاً نحو الأفضل. وكان الطبيب الألماني الذي عالجه - الدكتور جيرو هوتر - يعلم أن فيروس نقص المناعة البشرية يهاجم خلايا الدم البيضاء التي يتم إنتاجها في نخاع العظم. وكان يعلم أيضًا أن جزءًا صغيرًا جدًا من سكان أوروبا - حوالي واحد بالمائة - لديهم طفرة تمنحهم مناعة ضد فيروس نقص المناعة البشرية. تشوه الطفرة نفسها "مقبض دخول الخلية" (مستقبل يسمى CCR5) الذي يستخدمه الفيروس لدخول الخلية. وتساءل هاتر ماذا سيحدث إذا تم زرع خلايا نخاع العظم التي تتمتع بمناعة ضد الفيروس في جسم براون؟

تجرأ حتر على الأمل في أن يمتص جسم براون خلايا نخاع العظم الجديدة جيدًا، وتنتج خلايا دم بيضاء مقاومة للفيروس. على طول الطريق، كان ينوي أيضًا علاج براون من السرطان. ولكن للقيام بكل هذا، كان عليه أن يجد متبرعًا بنخاع العظم يكون مشابهًا من الناحية المناعية بدرجة كافية لبراون، ويحمل أيضًا الطفرة المحددة المطلوبة.

ولحسن حظ براون، ففي ألمانيا تم تسجيل أكثر من 2.5 مليون شخص في قاعدة بيانات المتبرعين، وفي وقت قصير تم العثور على 267 متبرعًا قد يكونون مناسبين لبراون، وكان أحدهم يحمل الطفرة المطلوبة. في عام 2007، تم زرع نخاع العظم المناعي في جسم براون. لم تسر عملية الزرع بشكل جيد، وبعد عام كرر الأطباء العملية بنجاح كامل هذه المرة. اختفى السرطان من جسد براون، وأظهرت الاختبارات أن عدد فيروسات نقص المناعة البشرية انخفض تدريجيا، في حين زاد عدد خلايا الدم البيضاء واستأنفت دورها في حماية الجسم من الغزاة الأجانب. توقف براون عن تناول الكوكتيل، وفي عام 2009 نُشرت نتائج الدراسة في إحدى المجلات الطبية الأكثر احترامًا -نيو انغلاند جورنال اوف ميديسين - ويتفق أغلب الأطباء الخبراء الآن على أن براون شفي تماماً من الفيروس. ويتفقون أيضًا على أن هذا يتطلب إجراءً طبيًا معقدًا وخطيرًا ومكلفًا، من النوع الذي يصعب تصديق إمكانية تطبيقه عليه 23 مليون حامل فقراء في أفريقياأو حتى على الأثرياء الناقلين في الغرب.

ولكن هناك أمل في المستقبل.

لإعادة هندسة الإنسان

لقد عرفنا مجال الهندسة الوراثية منذ أربعين عاما، وذلك منذ اكتشاف الإنزيمات – الآلات البيولوجية داخل الخلايا – وهي أول من استطاع قطع الشفرة الوراثية للخلايا وإدخال شرائح جديدة فيها. تحتوي الشفرة الوراثية على تعليمات التشغيل الخاصة بكل خلية، وتحدد الطفرات التي تحدث فيها كيفية عمل الخلية وأيضًا الجزيئات التي ستتواجد على سطحها. ويمكن لطفرة من النوع الصحيح، كما رأينا من قبل، أن تزيل المقابض اللازمة لدخول فيروس نقص المناعة البشرية إلى الخلية. معظم حاملي هذه الطفرة اكتسبوها بشكل طبيعي، أي من والديهم. ولكن هل نحن قادرون على إعادة برمجة الخلايا - هندسة شفرتها الجينية - لإدخال الطفرة اللازمة إليها وحمايتها من فيروس نقص المناعة البشرية؟

الجواب، كما أثبت يويت كان الشهر الماضي، هو نعم.

واعتمد خان، الذي يرأس مجموعة من الباحثين في جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو، في بحثه على اختراقين من العقد الماضي: إنشاء الخلايا الجذعية بطريقة سهلة ومريحة، وبرمجة بسيطة وفعالة للشفرة الوراثية.

استخدم خان الخلايا البشرية وقام بتحويلها في المختبر إلى "خلايا جذعية مستحثة" - أي خلايا قادرة على تجديد جميع أنسجة الجسم المختلفة. ويتوقع الكثيرون أن تكون لهذه الخلايا أهمية كبيرة في الطب في المستقبل، حيث يمكن تخليقها من خلايا مأخوذة من جسم المريض - وبالتالي التأكد من عدم ظهور رد فعل مناعي ضد المريض عند زرعها مرة أخرى.

في الخلايا الجذعية المستحثة لدى خان، تم إدخال طفرة في الجينات التي تشفر CCR5، مقبض الفيروس. إن إدخال طفرة معينة في الشفرة الوراثية للخلية ليس بالمهمة السهلة، وحتى قبل عشرين عاما كانت عملية شاقة ومكلفة ومحفوفة بالمخاطر على المريض. وفي بعض الحالات، تم إتلاف الشفرة الوراثية في أماكن أخرى غير المرغوب فيها، وأصيب المرضى بالسرطان نتيجة العلاج نفسه. لكن كان استخدم أحدث طريقة في مختبر الهندسة الوراثية، والتي من الواضح بالفعل اليوم أنها ستحدث ثورة في هذا المجال: طريقة "كريسبر-كاس".

إعادة برمجة الشفرة الوراثية

في مجال الهندسة الوراثية، الاختراع يتبع الاختراع والاستخدام يتبع التطوير. في نهاية عام 2013، أعلنت مجموعتان أنهما نجحتا في تغيير عمل كل جين تقريبًا من الجينات العشرين الموجودة في الشفرة الوراثية البشرية. ولكي تفهم حجم الإنجاز، فإن دراسة مماثلة بدأت في عام 20,000 لم تكتمل بنجاح إلا في عام 2007 - وكلفت دافعي الضرائب مائة مليون دولار. الاختلاف؟ استخدم الباحثون منذ ست سنوات أدوات الهندسة الوراثية الأكثر تطوراً التي كانت موجودة في عام 2013. ومنذ ذلك الحين، في بداية عام 2007، تم تطوير طريقة كريسبر-كاس، وفي أقل من عام غيرت وجه الهندسة الوراثية.

وتعتمد الطريقة على الحقيقة (المذهلة في حد ذاتها) وهي أن العديد من البكتيريا لديها جهاز مناعي نشط، تستخدمه لمحاربة الفيروسات. تحاول الفيروسات استعباد البكتيريا لاحتياجاتها، ولهذا تقوم بإدخال تسلسلات قصيرة من الشفرة الوراثية الفيروسية، والتي من المفترض أن تجعل البكتيريا تفعل ما يحلو لها. لكن البكتيريا ليست قاتلة للقصب. باستخدام بروتينات تسمى Cas، تستطيع البكتيريا تحطيم الشفرة الوراثية الفيروسية التي تخترقها. لكن "كاس" هو إنزيم "غبي"، لا يملك أي خيار. لكي يتعرف كاس على الشفرة الوراثية الفيروسية، يجب على البكتيريا تغذية الإنزيم بتعليمات التعرف، على شكل تسلسل RNA مشابه لتسلسل الفيروس. وعندما يتم تدمير الفيروس، تقوم البكتيريا بجمع التسلسلات الجينية التي تركتها وراءها والتي لم تعد ضارة، حتى تتمكن من إطعامها لكاس في المرة القادمة التي يهاجمها فيها فيروس مماثل. تسمى هذه التسلسلات كريسبر (مجمعة بانتظام مسافات بينية قصيرة متناوبة).

وما علاقة كل هذا بالهندسة الوراثية عند البشر؟ لإجراء تغييرات جينية في الخلايا، نحتاج إلى قطع الشفرة الوراثية بدقة شديدة. وكانت مثل هذه الدقة شبه مستحيلة في الماضي، لكن نظام Crisper-Cass يحققها بسهولة. يتعين على العلماء فقط أن يقرروا النقطة التي يريدون الوصول إليها في الشفرة الجينية، وينتجوا تسلسل كريسبر المناسب (الذي يمكن تصنيعه بتكلفة بضعة دولارات في المختبر) لتوجيه كاس إلى هناك، ويشاهدون بكل سرور وارتياح بينما تخضع الخلايا الموجودة في طبق بيتري في غضون ساعات إلى تغيير كان يتطلب في السابق سنوات من العمل.

"في الماضي كان من الصعب جدًا على العلماء إنشاء قطيعة في منطقة مستهدفة من الحمض النووي." يوضح الدكتور إيل هاندل، الذي يجري حاليًا بحثًا نشطًا باستخدام طريقة كريسبر-كاس. "لقد عملت التقنيات السابقة بفعالية كافية، ولكن كان من الصعب جدًا تنفيذها في المختبرات. فقط المختبرات الفريدة والمخصصة كانت لديها القدرة على استخدام التقنيات السابقة. من ناحية أخرى، يعتمد كريسبر على أدوات أساسية جدًا للبيولوجيا الجزيئية موجودة في كل مختبر. يمكن للمختبر القياسي استخدام هذه الأداة بسهولة، والنتيجة مثيرة للإعجاب للغاية."

استخدم خان بنفسه طريقة كريسبر-كاس لتلقيح خلاياه الجذعية ضد فيروس نقص المناعة البشرية. وقام بإعادة برمجة الخلايا الجذعية، وتحصينها ضد فيروس نقص المناعة البشرية. وعندما تمايزت الخلايا الجذعية لتشكل خلايا دم بيضاء، أظهر أن خلايا الدم البيضاء كانت أيضًا محصنة ضد العدوى بالفيروس في طبق بيتري. وعلى الرغم من أنه لم يزرع الخلايا في جسم حامل لفيروس نقص المناعة البشرية، فلا يوجد سبب يمنع ترجمة النتائج إلى تجارب سريرية على البشر بالفعل في العام أو العامين المقبلين.

الزاوية الإسرائيلية

في إسرائيل، لا يزال من الصعب العثور على خبراء في تقنية CRISPR-CAS، وربما ليس من المستغرب أن هذه الطريقة تلقت تحسيناتها الرائدة قبل عام واحد فقط. ومع ذلك، فإن الجيل القادم من الباحثين يؤتي ثماره بالفعل باستخدام هذه الطريقة في مختبرات الأبحاث حول العالم.

حصل إيل هاندل على درجة الدكتوراه في علم الأحياء من معهد وايزمان، ويقوم حاليًا بتحضير درجة ما بعد الدكتوراه في جامعة ستانفورد. قام بتطوير أداة جديدة تم نشرها مؤخرًا في المجلة العلمية Cell Reports، والتي ستكون متاحة للاستخدام في أي مختبر وستجعل من الممكن التنبؤ مسبقًا بدرجة نجاح Crispr-Cass في خلايا مختلفة وعلى جينات مختلفة.

"إن أعظم قوة في هذه الأداة هي أننا نستطيع أخذ مرضى مثل مرضى فقر الدم المنجلي، وعزل خلايا الدم الجذعية منهم." هو يقول. "بمساعدة تقنية كريسبر، سنقوم بإصلاح الطفرة المسؤولة عن المرض في المختبر. لكن قبل أن نعيد هذه الخلايا إلى جسم المريض، علينا التأكد من أن عملية الإصلاح تمت بنجاح وأننا تمكنا من إصلاح عدد كبير بما فيه الكفاية من الخلايا. وبمساعدة هذه التكنولوجيا يمكننا التأكد من ذلك."

ومن المفترض أن تعمل أداة هاندل المحوسبة على تسريع وصول التقنيات إلى التجارب السريرية على البشر، كما نأمل أن تعمل أيضًا على تحسين فرص نجاحهم في اجتياز الاختبارات.

"السلطات الأمريكية صارمة للغاية ودقيقة، وتتطلب تجارب معقدة للغاية لإثبات أن علاجات الهندسة الوراثية الجديدة لن تسبب السرطان". هو يوضح. "هناك حاجة لتسلسل الحمض النووي بطريقة شاملة للغاية لإظهار عدم وجود تغييرات غير مرغوب فيها في الجينوم. تكمن القوة الرئيسية لأداتنا في معرفة ما إذا كنا قادرين على إحداث التغيير الصحيح في المكان المناسب. وفي الوقت نفسه، نستخدم أدوات حسابية إضافية قادرة أيضًا على التنبؤ لنا بالأماكن الأخرى التي يمكن أن تحدث فيها تغييرات غير مرغوب فيها في الشفرة الجينية، حتى نتمكن من التحقق من هذه الأماكن أيضًا.

يوضح تطور هاندل حقيقة كبيرة بشكل خاص فيما يتعلق بالبحث العلمي اليوم: حيث ينتج الباحثون أدوات يستخدمها الآخرون في أبحاثهم. وبهذه الطريقة، يتم تسريع البحث بأكمله للأمام، ولا يستفيد العلم والإنسانية إلا في هذه العملية. إن عملية التطوير المتسارعة هذه تبشر بالخير لتقدم الطب وقدرتنا المستقبلية على فهم الأمراض بجميع أنواعها ومكافحتها بشكل أفضل. يدرك هاندل جيدًا الحاجة إلى الشراكات والطريقة التي سيساعد بها المجتمع ككل.

"لقد قررنا عدم إصدار براءة اختراع لهذه التكنولوجيا." هو يقول. "إنها أداة تشخيصية يمكن أن تخدم العديد من المختبرات، والهدف الآن هو تحسين هذه التقنيات حتى تصل إلى الكفاءة اللازمة لاحتياجات الطب الجيني والتكنولوجيا الحيوية. ستساعد أداتنا هذه المختبرات على التحرك في هذا الاتجاه، لذلك أطلقناها للملكية العامة. نحن نعمل أيضًا على أداة ستكون مفتوحة لعامة الناس عبر الإنترنت، وستكون المختبرات والشركات في الصناعة قادرة على استخدامها بحرية ودون الاتصال بنا."

وفقًا لروح التعاون التي أظهرها هاندل، فإنه ينوي العودة إلى إسرائيل في السنوات القادمة ونقل المعرفة إلى الباحثين الإسرائيليين في علوم الحياة باستخدام طريقة كريسبر-كاس. "أعتقد أن جودة العلوم في إسرائيل تعادل جودة العلوم في المراكز الرائدة في الولايات المتحدة وأوروبا، ولدينا إمكانيات للقيادة والتطوير وتحقيق إنجازات تضاهي إنجازات العلماء في الخارج". ويقول، مضيفاً: "من وجهة نظري الشخصية، أريد أن أربي عائلتي وأولادي في إسرائيل".

סיכום

عند هذه النقطة، يمكن بالفعل قول الكلمات المرغوبة: يوجد بالفعل علاج لفيروس نقص المناعة البشرية والوقاية من الإيدز. وقد تم تجربته ميدانيا (على شخص واحد)، لكن تكلفة العلاج هائلة، في حين يتطلب وجود مجموعة كبيرة من المتبرعين، وبعضهم يتمتع بالطفرة اللازمة. باختصار، لا يزال الدواء غير عملي للبشرية ككل. ولكن كان هذا هو الحال أيضًا مع البنسلين عندما اكتشفه فليمنج لأول مرة. استغرق الأمر عشرين عامًا أخرى قبل أن تصبح المضادات الحيوية متاحة للجميع بأسعار صفر.

وأعتقد - وليس هناك من سبب للاعتقاد بخلاف ذلك - أن هذا سيكون أيضًا مصير علاج فيروس نقص المناعة البشرية والعديد من الأمراض الأخرى. في هذا العصر، الذي يطارد فيه الاختراع الاختراع، والذي يبتكر فيه العلماء من جميع أنحاء العالم ابتكارات وتطورات بهدف معلن هو مساعدة الباحثين الآخرين، من الصعب جدًا تصديق أنه سيتم العثور على مرض قادر على الصمود حتى الأدوات التي يتم تحسينها كل عام. ولمزيد من الدعم تأتي دراسة جديدة نشرت بينما كنت أكتب المقال الحالي، وتبين أنه من الممكن استخدام طريقة كريسبر-كاس لقص الشفرة الوراثية لفيروسات نقص المناعة البشرية مباشرة من الخلايا البشرية المصابة، ومنع إعادة إنتاجها. -عدوى.

غير مقتنع؟

تذكر: علاج فيروس نقص المناعة البشرية ليس حلما أو خيالا. المبادئ الأساسية وراء ذلك مفهومة بالفعل. لقد تم اختراعه بالفعل، وهو موجود هنا بالفعل.

والآن حان الوقت لإيجاد طريقة لإيصالها إلى الجميع.

المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم:

• رسم خريطة للتركيب البلوري للأجسام المضادة لفيروس الإيدز
• لا دخول لفيروس نقص المناعة البشرية
• جزيرة القرد - بحثاً عن مصدر مرض الإيدز