طريقة قوية جديدة لتحرير الحمض النووي تثير الآمال في العلاج

ابتكر الباحثون طريقة عالية الكفاءة لتحرير الجينات تعمل على إصلاح العديد من الجينات الحمض النووي الطفرات في خطوة واحدة.

ومن الممكن أن يحدث هذا الاختراق ثورة في الطب الجيني من خلال جعل علاجات الأمراض المعقدة أسرع وأكثر شمولاً.

التحدي المتمثل في علاج الأمراض الوراثية المعقدة

تتضمن بعض الاضطرابات الوراثية، مثل التليف الكيسي والهيموفيليا ومرض تاي ساكس، طفرات متعددة عبر جينوم الشخص. يمكن أن يختلف عدد الطفرات ونوعها بشكل كبير، حتى بين الأشخاص الذين تم تشخيص إصابتهم بنفس الحالة. وهذا الاختلاف يجعل من الصعب تصميم علاجات جينية تعمل لمجموعات كبيرة من المرضى بدلاً من أولئك الذين لديهم طفرات محددة فقط.

تم تطوير نهج جديد لتحرير الجينات في جامعة تكساس في أوستن

ابتكر الباحثون في جامعة تكساس في أوستن تقنية محسنة لتحرير الجينات توفر دقة أكبر وكفاءة أعلى من الطرق السابقة. يمكن لهذا النهج تصحيح العديد من الطفرات المرتبطة بالأمراض في وقت واحد في خلايا الثدييات. واستخدمه الفريق أيضًا لإصلاح الطفرات المرتبطة بالجنف في أجنة أسماك الزرد بنجاح.

ويعتمد هذا الإنجاز على الريترونات، وهي مكونات وراثية موجودة في البكتيريا تساعد على حمايتها من الالتهابات الفيروسية. هذه هي المرة الأولى التي يستخدم فيها العلماء الريترونات لإصلاح طفرة مسببة للمرض الفقارياتمما يفتح الباب أمام إمكانيات جديدة للعلاج الجيني لدى البشر.

استراتيجية تحرير أوسع وأكثر شمولاً

يقول جيسي بوفينجتون، وهو طالب دراسات عليا في جامعة تكساس ومؤلف مشارك في ورقة بحثية جديدة في عام 2018: “إن الكثير من أساليب تحرير الجينات الحالية تقتصر على طفرة واحدة أو اثنتين، مما يترك الكثير من الناس وراءهم”. التكنولوجيا الحيوية الطبيعية. “أملي، وما يدفعني، هو تطوير تقنية لتحرير الجينات تكون أكثر شمولاً للأشخاص الذين قد يكون لديهم طفرات فريدة مسببة للأمراض، وأن استخدام الستيرونات سيكون قادرًا على توسيع هذا التأثير ليشمل مجموعة أكبر بكثير من المرضى.”

شارك بافينغتون في قيادة الدراسة مع إيليا فينكلستين، أستاذ العلوم البيولوجية الجزيئية في جامعة تكساس. تلقى عملهم الدعم من Retronix Bio ومؤسسة Welch.

استبدال الحمض النووي المعيب في خطوة واحدة

يمكن لهذه الطريقة المعتمدة على الريترون أن تستبدل قطعة طويلة من الحمض النووي التالف بنسخة صحية. نظرًا لأنها تقوم بإصلاح شريحة كاملة بدلاً من طفرة واحدة في كل مرة، يمكن لحزمة الريترون نفسها تصحيح العديد من الطفرات المختلفة الموجودة داخل تلك المنطقة، دون الحاجة إلى تخصيص الجينات الفريدة لكل مريض.

وقال فينكلستين: “نريد إضفاء الطابع الديمقراطي على العلاج الجيني من خلال إنشاء أدوات جاهزة يمكنها علاج مجموعة كبيرة من المرضى في جرعة واحدة”. “من شأن ذلك أن يجعل تطويره أكثر جدوى من الناحية المالية وأبسط بكثير من وجهة النظر التنظيمية لأنك تحتاج فقط إلى موافقة واحدة من إدارة الغذاء والدواء.”

تحسن كبير في كفاءة التحرير

حققت المحاولات السابقة لاستخدام الريترونات لتحرير الجينات في خلايا الثدييات نجاحًا محدودًا للغاية، حيث قامت أفضل الأنظمة بإدخال الحمض النووي الجديد في حوالي 1.5٪ فقط من الخلايا المستهدفة. تُظهر طريقة UT Austin تحسنًا كبيرًا، حيث وصلت إلى حوالي 30% من الخلايا المستهدفة. ويعتقد الباحثون أنهم قد يكونون قادرين على رفع هذه الكفاءة إلى مستويات أعلى من خلال التحسينات المستقبلية.

ميزة أخرى هي أنه يمكن تسليم نظام ريترون الحمض النووي الريبي معبأة داخل جسيمات دهنية نانوية. تم تصميم هذه الجسيمات النانوية خصيصًا للتغلب على تحديات التوصيل التي تؤثر على العديد من أدوات تحرير الجينات القياسية.

استهداف التليف الكيسي باستخدام تقنية Retron

يقوم فريق جامعة تكساس الآن بتطبيق هذا النهج على التليف الكيسي (CF)، وهو اضطراب ناجم عن طفرات في جين CFTR. وتؤدي هذه الطفرات إلى ظهور مخاط سميك في الرئتين، والتهابات مستمرة وتلف تدريجي للرئة. منحة حديثة مقدمة من Emily’s Entourage، وهي منظمة غير ربحية تركز على 10% من مرضى التليف الكيسي الذين لا يستجيبون للعلاجات الحالية، ستساعد في دعم هذا العمل.

بدأ الباحثون في استبدال المناطق المعيبة من جين CFTR في نماذج الخلايا التي تحاكي عمليات مرض التليف الكيسي ويخططون لتوسيع العمل ليشمل خلايا مجرى الهواء المشتقة مباشرة من مرضى التليف الكيسي.

توسيع إمكانيات العلاج للطفرات النادرة

وقال بافينغتون: “تعمل تقنيات تحرير الجينات التقليدية بشكل أفضل مع الطفرات الفردية، كما أن تحسينها مكلف، لذا تميل العلاجات الجينية إلى التركيز على الطفرات الأكثر شيوعًا”. “ولكن هناك أكثر من ألف طفرة يمكن أن تسبب التليف الكيسي. ليس من الممكن ماليًا للشركات تطوير علاج جيني لثلاثة أشخاص على سبيل المثال. ومن خلال نهجنا القائم على الريترون، يمكننا اقتطاع منطقة معيبة بالكامل واستبدالها بمنطقة صحية، مما قد يؤثر على جزء أكبر بكثير من سكان التليف الكيسي. “

ستدعم منحة منفصلة من مؤسسة التليف الكيسي أبحاثًا مماثلة في مجال جين CFTR الذي يحتوي على الطفرات المسببة للتليف الكيسي الأكثر انتشارًا.

المرجع: “اكتشاف وهندسة الريترونات لتحرير الجينوم الدقيق” بقلم جيسي د. بوفينجتون، هونغ تشي كو، كوانغ هو، يو تشيون رانج، كاياب جافانماردي، بريتني فويجت، يي رو لي، ماري سرافان ك. ديفاناثان ك. التكنولوجيا الحيوية الطبيعية.
دوى: 10.1038/s41587-025-02879-3

المؤلفون الآخرون للصحيفة هم هونغ تشي كو، كوانغ هو، يو تشيون تشانغ، كامياب جافانماردي، بريتني فويجت، يي رو لي، ماري إي ليتل، سرافان ك. ديفاناثان، بليرتا شيمالسي، ورايان إس جراي.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.