برای اولین بار در جهان: ویرایش ژن در بدن!

دانشمندان در یک اقدام جسورانه برای اولین بار تلاش کردند که یک ژن را درون بدن ویرایش و به طور دائم DNA فرد را تغییرداده و بیماری را درمان کنند.

این آزمایش دوشنبه در کالیفرنیا روی بران مادوکس 44 ساله انجام شد. از طریق IV، او میلیاردها نسخه از یک ژن اصلاح کننده و ابزار ژنتیکی برای برش DNA خود را در یک نقطه دقیق دریافت کرد.

مادوکس، که دارای بیماری متابولیک به نام سندروم هانتر است، گفته است: “این نوعی فروتنی است که برای اولین بار این آزمایش انجام شود.” “من مایلم این خطر را بپذیرم و امیدوارم به من و دیگران کمک کند.
نشانه هایی از کارکرد آن ممکن است در یک ماه به دست آید؛ تست ها به طور مشخص در سه ماه نشان داده می شود.اگر موفق شود، می تواند زمینه ای نوین در ژن درمانی را تقویت کند. دانشمندان قبل از آن ژنهای افرادی را ویرایش کرده اند و سلولهای آزمایشگاهی را تغییر داده و سپس به بیماران بازگردانده اند. همچنین درمان های ژنی وجود دارد که نیازی به ویرایش DNA ندارند.

اما این روش ها فقط برای چند نوع بیماری استفاده می شود. برخی ممکن است نتایجی نداشته باشند. بعضی دیگر ژن جدیدی را به عنوان یک بخش اجزا عرضه می کنند، اما نمی توانند جایی که DNA را در آن قرار می دهند کنترل کنند، و احتمالا باعث مشکل جدیدی مانند سرطان می شود.

در این جا، جراحی ژن به طور دقیق در داخل بدن اتفاق می افتد. مثل فرستادن جراح کوچک همراهی است تا ژن جدید را دقیقا در محل مناسب جای دهد.

دکتر سندی ماکرا، رئیس درمانشناسی سانگامو، شرکت کالیفرنیا، که این آزمایش را برای دو بیماری متابولیکی و هموفیلی انجام داده است، می گوید: “ما DNA را برش می دهیم، آن را باز می کنیم، یک ژن را وارد می کنیم، برای برگردان آن را بخیه می زنیم و ترمیم نامرئی می کنیم .” این بخشی از DNA شما می شود و در تمام زندگی شما وجود دارد.
دکتر اریک توپول از موسسه علوم انتقالی اسکریپس سن دیگو می گوید: این بدان معنی است که هیچ بازگشتی به هیچ وجه ممکن برای پاک کردن اشتباهات و ویرایش وجود ندارد”شما واقعا مادر طبیعت می شوید” خطرات را نمی توان به طور کامل شناخت، اما مطالعات باید به جلو حرکت کنند، زیرا این بیماری ها خطرناک و آزاد دهنده هستند.

دکتر هاوارد کافمن، دانشمند بوستون در پانل مؤسسه های ملی بهداشت که این مطالعات را تأیید کرد، می گوید: حفاظت ها برای کمک به اطمینان از ایمنی و تست های حیوانات بسیار امیدوارکننده هستند.
وی با بیان این که وعده ویرایش ژن فوق العاده است و نباید نادیده گرفته شود، تاکید می کند: “تا کنون شواهدی وجود ندارد که این خطرناک باشد.” “اکنون وقت ترساندن نیست.”

مشکل از سر تا پا

کمتر از 10،000 نفر در سراسر جهان این بیماری های متابولیکی را دارند، در حالی که بسیاری از آنها خیلی جوان هستند. کسانی که شرایط مادوکس را دارند، سندرم هانتر، فاقد یک ژن برای تولید آنزیمی که کربوهیدرات های خاصی را تجزیه می کند هستند. این ها در سلول ها ایجاد می شوند و باعث تخریب در سراسر بدن می شوند.

بیماران ممکن است سرماخوردگی و عفونت های فراوانی گوش داشته باشند، همچنین این بیماران درگیر مشکلاتی مانند ویژگی های شکل ظاهری، کاهش شنوایی، مشکلات قلبی، مشکلات تنفسی، مشکلات پوستی و چشم، نقص استخوان و مفصلی، مسائل روده و مشکلات مغزی و تفکر هستند.

دکتر چستر وایتلی، متخصص ژنتیک دانشگاه مینه سوتا که قصد دارد بیماران را در مطالعات ثبت نام کند، می گوید: “بسیاری از افراد درگیر صندلی های چرخدار و وابسته به والدین خود تا زمانی که می میرند هستند.

دوزهای هفتگی IV آنزیم از دست رفته می تواند برخی نشانه ها را کاهش دهد، اما هزینه آن ها 100 تا 400 هزار دلار در سال است و از آسیب مغزی هم جلوگیری نمی کند.

مادوکس،اکنون در نزدیکی فونیکس زندگی می کند. مارسی هافری، نیز کسی است که 15 سال پیش در یک مطالعه این آنزیم درمان را در بیمارستان کودکان اوکلند UCSF آزمایش کرده بود، جایی که این بار هم آزمایش تجربی ژن انجام شد.

وی 26 عمل جراحی برای فتق، بنیون، استخوان ستون فقرات و مشکلات گوش، چشم و پروستات داشته است.

وی می گوید: “به نظر می رسد که من هر سال در زندگیم یک جراحی و بسیاری از روش های دیگر همراه با آن ها را داشته باشم” . سال گذشته هم وی از یک حمله برونشیت و پنومونی رنج می برد. این بیماری راه هوایی را مسدود کرد ، ترشحات به حدی بود که نمی توانست سرفه کند.

مادوکس دارای درجه سرآشپز دو رستوران در یوتا و آشپزی برای تیم اسکی و مشاهیر مشهور آمریکا بود، اما در حال حاضر نمی تواند کار کند و یا سوار اسب شود.

ویرایش ژن باعث آسیب او نخواهد شد، اما او امیدوار است که نیاز به درمان آنزیمی هفتگی را متوقف کند. مطالعات ابتدایی شامل بیش از 30 بزرگسال برای آزمایش ایمنی است، اما هدف نهایی درمان کودکان در سن خیلی کم، قبل از اینکه آسیب زیادی به وجود آید می باشد.

چطور کار می کند
یک ابزار ویرایشگر ژنی به نامCRISPR ، توجه زیادی را به خود جلب کرده است، اما در این مطالعه از یک نام متفاوت مانند نوکلئاز های انگشت روی (فلز) استفاده شده است. آنها مانند قیچی مولکولی هستند که یک قطعه خاص DNA را می برند و برش می دهند.

درمان دارای سه بخش است: ژن جدید و دو پروتئین انگشتی روی، دستورالعمل های DNA برای هر بخش در یک ویروس قرار داده می شود که تغییر یافته است تا عفونت ایجاد نشود اما آنها را به سلول ها منتقل می کند. میلیاردها نسخه از این ها از طریق یک ورید وارد می شود.

آنها به کبد وارد می شوند، جایی که سلول ها از دستورالعمل ها برای ایجاد انگشتی روی و تهیه ژن اصلاحی استفاده می کنند. انگشتان، DNA را برش داده و ژن جدید را به آن متصل می کند. ژن جدید سپس سلول را برای ایجاد آنزیم مورد نیاز بیمار هدایت می کند.

دکتر متودو و پل هارمتز در بیمارستان اوکلند، گفتند: تنها 1 درصد از سلولهای کبدی باید برای درمان موفقیت آمیز این بیماری اصلاح شود.

دکتر کارل ژوئن، دانشمند دانشگاه پنسیلوانیا که کار دیگری در زمینه ژن درمانی انجام داده است، اما در این مطالعه دخالتی نکرد، می گوید: “چقدرفن آوری ایمن است؟ ما فقط در حال یاد گیری هستیم”، اما آزمایش های ایمنی بسیار خوب بوده است.

چه مشکلات احتمالا وجود دارد
مسائل مربوط به ایمنی برخی از درمانهای ژن را سریع تر تحت تأثیر قرار دادند. یک نگرانی این است که ویروس ممکن است حمله سیستم ایمنی را تحریک کند. در سال 1999، جسی گلسینگر، 18 ساله، در یک مطالعه ژنتیکی در این زمینه فوت کرد، اما مطالعات جدید از ویروس دیگری استفاده می کند که در آزمایش های مربوطه بسیار مطمئن تر است.

نگرانی دیگر این است که قرار دادن یک ژن جدید ممکن است اثرات پیش بینی نشده بر روی ژن های دیگر داشته باشد. این اتفاق سال ها پیش زمانی که محققان از ژن درمانی برای درمان بعضی از بیماری های سیستم ایمنی به نام “پسر حباب” استفاده کردند اتفاق افتاد. چندین بیمار بعد از آن دچار بیماری لوسمی شدند، زیرا ژن جدید در یک محل ناخواسته در DNA بومی وارد و یک ژن سرطانی را فعال کرد.

هانک گرلی، متخصص بوم شناسی دانشگاه استنفورد می گوید: “هنگامی که یک قطعه DNA به صورت تصادفی پیوند می شود، گاهی اوقات به خوبی کار می کند، گاهی اوقات آن را انجام می دهد و گاهی اوقات باعث آسیب می شود.” ” مزیت در ویرایش ژن این است که شما می توانید ژن را در جایی که می خواهید قرار دهید.

در نهایت، برخی نگران این هستند که ویروس می تواند به مکان های دیگر مانند قلب، تخمک و اسپرم، جایی که ممکن است در نسل های آینده تاثیر بگذارد. منتقل شود، همچنین پزشکان می گویند ساختارحفاظت از ژنتیک در بعضی جاها از درمان جلوگیری می کند، از جمله در کبد، مانند یک بذر که در شرایط خاص جوانه می زند.
این آزمایش به کار دیگری نمی پردازد و سعی در ویرایش ژن ها در جنین های انسان برای جلوگیری از بیماری ها قبل از تغییرات جنسی دارد که از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود.

آماده سازی نمونه یک هفته قبل انجام شد
آمادگی درمان مادوکس یک هفته پیش اتفاق افتاد، اما یک سوء تفاهم کوچک مانع از آن شد.

مادوکس و نماینده اش به آریزونا بازگشتند اما دومین بار تقریبا سرموقع به اوکلند برنگشتند چون پرواز یکشنبه آنها لغو شد و هیچ کس دیگری تا دوشنبه بعد برای درمان در دسترس نبود.
وی روز دوشنبه تزریق سه ساعته داشت در این جا پزشکان، پرستاران و دیگران لباس های محافظتی از سر تا پا پوشیده بودند تا خطر ابتلای او به هر گونه عارضه و میکروب را کاهش دهند.

دکتر هارماتز، پزشک وی، شب را در بیمارستان گذراند تا اطمینان حاصل کند که بیمار می ماند.
مادوکس می گوید: “من عصبی و هیجان زده هستم، وی آماده است تا از بیمارستان مرخص شود .”من به زندگی امیدوارم، چیزی است که توان درمان من را دارد.