بر اساس گزارشی که توسط دانشگاه هلسینکی منتشر شده است، دانشمندان یک بیماری ارثی کبدی به نام اسیدوری آرژینینوسوکسینیک (ACLD) را با استفاده از قیچی ژنتیکی و سلول‌های بنیادی درمان کردند.
به گزارش تکناک، کمبود آرژنینوسوکسینات لیاز (ASLD) یک بیماری است که در ژنتیک فنلاندی‌ها دیده می‌شود. در این بیماری، بدن پروتئین‌ها را به‌طور معمول پردازش نمی‌کند و اسید آرژنینوسوکسینیک و آمونیاک بیش از حدی تولید می‌کند که در ضایعات یا چرخه اوره نقش دارند.
یکی از شرکت‌کنندگان در مطالعه‌ای درمورد این بیماری، در 10 ماهگی در هنگام بروز علائم هیپرآمونمیک یعنی بی حالی و استفراغ، به این بیماری تشخیص داده شد. قبل از آن، بیمار نشانه‌هایی از تاخیر رشد حرکتی را از خود نشان داد. بر اساس مطالعات، آمونیاک اضافی بر سیستم عصبی تأثیر می‌گذارد.
این بیماری معمولاً در بدو تولد ظاهر می‌شود. بنابراین نوزادان در فنلاند معمولاً برای این بیماری غربالگری می‌شوند.
ASLD یک بیماری ارثی غیرقابل درمان است که به‌طور ویژه‌ای جمعیت فنلاند را تحت تأثیر قرار می‌دهد. سایر فرهنگ‌ها با مشخصات مشابه ممکن است بیماری‌های دیگری را به ارث ببرند.
تا به حال، تنها گزینه‌های درمانی موجود شامل رژیم سخت بدون پروتئین مادام‌العمر و در موارد شدید، پیوند کبد است. با این حال، دانشمندان دانشگاه هلسینکی با استفاده از سلول‌های بنیادی و تکنیکی پیشگامانه به نام قیچی ژنی توانستند نقص ژن مرتبط با این بیماری را اصلاح کنند.
قیچی ژنتیکی چیست؟
امانوئل شارپنتیه، کاشفی که برنده جایزه نوبل شیمی در سال 2020 شد، برای اولین بار در یک تحقیق با مولکولی به نام tracrRNA آشنا شد. این مولکول به میکروب‌ها کمک می‌کند تا با جدا کردن DNA ویروسی در فرآیندی به نام CRISPR با ویروس‌ها مبارزه کنند. این مثال دیگری است که ثابت می‌کند محققان باید میکروب‌ها را مطالعه کنند زیرا آنها بخشی از هر فرآیند متابولیکی هستند که وجود دارد.
در همان زمان، جنیفر داودنا، پروتئین‌های cas را ترسیم می‌کرد که مجموعه‌ای از آنزیم‌های مرتبط با CRISPR هستند که DNA را در نقاط خاصی از هم جدا می‌کنند.
آنها با ترکیب قدرت های خود، یک قیچی ژنتیکی اختراع کردند. در حال حاضر از این قیچی‌ها در کشاورزی و پزشکی و داروسازی استفاده می‌شود. دانشمندان با استفاده از این قیچی‌ها می‌توانند سلول‌های ایمنی را برای مبارزه با سلول‌های سرطانی تقویت کنند و ویروس HIV را زمانی که خود را در ژنوم انسان ادغام کرد، حذف کنند.
چگونه دانشمندان ASLD را درمان کردند
سلول‌های بنیادی انواعی از سلول‌ها هستند که می‌توانند به سلول‌های دیگر تبدیل شوند. آنها به بدن کمک می‌کنند تا خود را ترمیم کند. دانشمندان نمونه‌ای از سلول‌های پوست شرکت‌کنندگان در مطالعه را گرفتند. سپس، آنها نقایص ژنتیکی سلول‌های بنیادی را با استفاده از تکنیک CRISPR-Cas9 یا قیچی ژنی، برنامه‌ریزی مجدد کردند.
آنها قیچی ژنی را در داخل سلول‌های کشت‌شده یا سلول‌های رشد یافته در آزمایشگاه، با mRNA که مولکول پیام‌رسانی است که به سلول داخل حباب معروف به نانوذره لیپیدی وارد می‌شود، قرار دادند. پس از داخل شدن، mRNA به سلول‌ها می‌گوید که پروتئین بسازند. دانشمندان توانستند محل دقیق این اختلال را مشخص کنند.
کیرمو وارتیو وارا متخصص ژنتیک پزشکی دانشگاه هلینسکی می‌گوید: ما برای اولین بار نشان دادیم که نقص ژنی که باعث ASLD می‌شود را می‌توان با قیچی ژنی بدون هیچ گونه عوارض جانبی قابل مشاهده در سلول‌ها اصلاح کرد. با این روش سلول‌های اصلاح شده با ژن از نظر متابولیک نیز بهبود یافتند.
محققان سلول‌های بنیادی سالم را هدایت کردند تا با موفقیت تمایز پیدا کنند یا به سلول‌های کبدی تبدیل شوند.
گام بعدی
به گفته دکتر تیمو کسکینن از دانشگاه هلسینکی، آنها یک مخلوط ژنی را بر اساس فرمولی که قبلاً به عنوان دارو استفاده می‌شد، تولید کردند که ممکن است به ادامه استفاده از آن دارو در آینده نیز کمک کند.
درمان ASLD در موش‌ها هدف بعدی این دانشمندان است. کسکینن می‌گوید که آنها نمی‌دانند تکنیک ویرایش ژن چقدر ایمن است، بنابراین باید ابتدا آن را روی حیوانات آزمایشگاهی آزمایش کنند.
