يمكن لأداة واحدة متعددة الأغراض لتحرير الجينات تصحيح العديد من الحالات الوراثية عن طريق استعادة البروتينات التي تم اقتطاعها بسبب الطفرات المسببة للأمراض. وقد تتغلب هذه الطريقة يومًا ما على عقبة رئيسية تواجهها علاجات تحرير الجينات: وهي الحاجة إلى التصميم علاج مفصل لكل مرض.

النهج الجديد، المسمى PERT، يجمع بين تحرير الجينات مع جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المهندسة التي تسمح باستمرار تخليق البروتين حتى عندما تطلب طفرة في الحمض النووي التوقف قبل الأوان. تسمى هذه الطفرات بالطفرات الهراء، وهي تشكل ما يقرب من ربع متغيرات الحمض النووي المعروفة المسببة للأمراض.

حتى الآن، تغلب PERT على الطفرات الهراء المرتبطة بالمرض في الفئران والخلايا البشرية المزروعة في المزرعة، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الاختبارات والتحسين قبل أن يمكن دراسة هذا النهج على البشر، كما يقول ديفيد ليو، عالم الأحياء الكيميائي في معهد برود في كامبريدج، ماساتشوستس، ومؤلف مشارك لورقة بحثية حول هذه التقنية.

وإذا ثبتت فعاليته على البشر، فيمكن لـ PERT خفض التكلفة وتسريع تطويره علاجات التحرير الجيني لظروف كثيرة. يقول ليو: “إن مثل هذه الأساليب التي لا تتجاهل المرض تثير احتمالًا، كما أعتقد، ستكون مثيرة للغاية بالنسبة للمرضى”. نشر هو وزملاؤه نتائجهم في 19 نوفمبر طبيعة¹.

اقتراح بيرت

خطرت في ذهن ليو فكرة برنامج PERT لأول مرة منذ بضع سنوات أثناء التحضير لحدث يسمى الكاريوكي العلمي في المنتجع السنوي لمختبره. خلال هذا الحدث، يقدم كل عضو فكرة غير تقليدية لمشروع يمكن أن يرسل المختبر في اتجاه جديد. الغناء غير مطلوب.

بالنسبة لمشروعه، اقترح ليو أن يقوم الفريق بالتحقيق في جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) الاصطناعية التي تسمى الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNAs) الكابت، والتي تسمح لآلية تخليق البروتين في الخلية بقراءة الطفرة الهراء في الحمض النووي وإنتاج بروتين كامل الطول. اقترح ليو أنه يمكن إدخال الحمض الريبي النووي النقال الكابت في الجينوم باستخدام تقنية تسمى التحرير الأولي. وفي نهاية العرض التقديمي الذي دام عشر دقائق، سأل ليو مختبره عما إذا كان أي شخص مهتمًا بتولي المشروع؛ تطوع عدد قليل من الأعضاء.

أثناء عمل الفريق على تطوير PERT، نشر باحثون آخرون نتائج واعدة باستخدام الحمض الريبي النووي النقال الكابت دون تحرير الجينات. استخدمت إحدى المجموعات فيروسًا لنقل الحمض الريبي النووي النقال إلى الخلايا²; وقام آخر بتغليف الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA) الخاص به في جزيئات دهنية مماثلة لتلك المستخدمة في لقاحات كوفيد-19 mRNA³.

أظهر كل من هذه الأساليب نتائج واعدة في النماذج الحيوانية المصابة بالأمراض الوراثية. لكن الفيروسات يمكن أن تثير استجابات مناعية خطيرة، وتحتاج الجزيئات الدهنية إلى جرعات متكررة، كما تقول زويا إجناتوفا، عالمة الكيمياء الحيوية بجامعة هامبورج في ألمانيا.

وعلى النقيض من ذلك، فإن تحرير الجينات من شأنه أن يسمح للباحثين بإدخال الجين الذي يشفر الحمض الريبي النووي النقال الكابت في جينوم المتلقي. ومن الناحية النظرية، لن تكون هناك حاجة إلى جرعات أخرى.