دستیابی دانشمندان به اولین ویرایش ژنتیکی میتوکندری در جهان

مجموعه: اخبار پزشکی

تاریخ انتشار : جمعه, ۰۶ تیر ۱۴۰۴ ۱۱:۳۰

به گزارش ایسنا، دانشمندان در هلند، در گامی بزرگ به سوی درمان بیماری‌های نادر «میتوکندریایی»، با موفقیت جهش‌های مضر را در دی‌ان‌ای با استفاده از یک ابزار ویرایش ژنتیکی دقیق اصلاح کردند. یافته‌های آنها افق‌های جدیدی را برای درمان بیماری‌هایی که مدت‌ها غیرقابل درمان تصور می‌شدند، می‌گشاید.

بیماری‌های «میتوکندریایی» حاصل اختلالات آنزیم‌ها هستند که مستقیماً در ایجاد انرژی شیمیایی توسط «فسفرگیری اکسایشی» (Oxidative phosphorylation) شرکت می‌کنند.

به نقل از آی‌ای، «میتوکندری» ساختارهای تولیدکننده انرژی درون سلول‌ها هستند. میتوکندری بر خلاف بقیه سلول، دی‌ان‌ای خاص خود را دارد. جهش در دی‌ان‌ای آن که به صورت مادری به ارث می‌رسد، می‌تواند طیف وسیعی از اختلالات را ایجاد کند که برخی از آنها منجر به مشکلات شدید متابولیکی یا عصبی می‌شوند.

ابزارهای ویرایش ژنتیکی مانند «کریسپر»(CRISPR)، انقلابی در درمان بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی ایجاد کرده‌اند. با این حال، این ابزار برای ورود به «میتوکندری» با چالش مواجه است و همین امر آن را برای درمان بیماری‌های «میتوکندریایی» بی‌اثر می‌کند. این مطالعه جدید بر این چالش غلبه کرده است.

ابزاری جدید برای یک چالش دیرینه

این تیم هلندی از ابزاری موسوم به «ویرایشگر پایه»(base editor) برای هدف قرار دادن و تغییر ساختار خاص دی‌ان‌ای این بیماری، بدون برش رشته‌ها استفاده کرد. آنها از نوعی «ویرایشگر پایه» موسوم به «DdCBE» استفاده کردند و با استفاده از این ویرایشگر، جهشی را در سلول‌های کبدی ایجاد کردند که تولید انرژی را مختل می‌کرد.

سپس از همان ابزار برای رفع جهشی متفاوت در سلول‌های پوستی مشتق‌شده از بیمار استفاده کردند. این سلول‌ها از فردی با سندرم «گیتلمن»(Gitelman) که اختلالی مرتبط با اختلال عملکرد «میتوکندری» است، گرفته شده بودند.

سرانجام این اصلاح، علائم کلیدی متابولیسم سالم انرژی را بازگرداند.

از موفقیت آزمایشگاهی تا پتانسیل بالینی

این تیم برای نزدیک‌تر شدن به کاربردهای بالینی، نحوه انتقال ویرایشگرها را به صورت ایمن‌تر و کارآمدتر آزمایش کرد. آنها با استفاده از پلاسمیدهای سنتی، ویرایشگرها را به شکل کوچک شده در نانوذرات لیپیدی منتقل کردند.

این رویکرد ضرر کمتری داشت و مؤثرتر بود، همچنین دقت ویرایش‌ها را افزایش داد.

نکته مهم این است که دانشمندان سطوح بسیار پایینی از تغییرات ناخواسته را در دی‌ان‌ای هسته‌ای گزارش کردند. بیشتر اثرات خارج از هدف در دی‌ان‌ای «میتوکندریایی» باقی ماندند که نشان‌دهنده سطح عملکردی بالایی از این رویکرد است.

اولین گام‌ها به سوی درمان بیماران

نویسندگان می‌گویند: پتانسیل «ویرایش پایه» این بیماری، آن را به یک مسیر امیدوارکننده برای پژوهش‌ها و توسعه آینده در پزشکی بیماری «میتوکندری» تبدیل می‌کند.

آنها همچنین به اهمیت این پیشرفت برای بیماران اشاره می‌کنند و خاطرنشان کردند: بیماران «میتوکندری» مدت‌ها نتوانسته‌اند از ابزار «کریسپر» بهره‌مند شوند، اما به تازگی فناوری‌ای در دسترس قرار گرفته است که با آن می‌توانیم در نهایت جهش‌های این بیماری را ترمیم کنیم. ما در مطالعه خود، از این فناوری بر روی سلول‌های کبد انسان برای تولید یک مدل بیماری «میتوکندری» استفاده کردیم و از یک رویکرد بالینی، برای ترمیم یک جهش در دی‌ان‌ای «میتوکندریایی» سلول‌های مشتق‌شده از بیمار استفاده کردیم.

این مطالعه یکی از اولین مطالعاتی است که اصلاح عملی و کارآمد دی‌ان‌ای این بیماری را در سلول‌های انسانی نشان می‌دهد و امید را برای درمان‌ بیماری‌های لاعلاج به ارمغان می‌آورد.

این رویکرد با پژوهش بیشتر می‌تواند منجر به آزمایشات بالینی و در نهایت، درمان‌های واقعی برای اختلالات «میتوکندریایی» شود.

این مطالعه در مجله PLOS Biology منتشر شده است.