پیشرفتی جدید برای درمان اختلالات ژنتیکی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از وبگاه فیز، این ابزار که توسط پژوهشگران دانشگاه توکیو توسعه یافته، در واقع یک آنزیم به نام AsCas۱۲f است که در اندازه یک سوم آنزیم Cas۹ که غالبا برای ویرایش ژن استفاده می‌شود، اصلاح و مهندسی شده است.
اندازه کوچک و جمع و جور این ابزار اجازه می‌دهد تا مقدار بیشتری از آن را در ویروس‌های حامل جای داد و با تحویل به سلول‌های زنده، اثربخشی آن را افزایش داد.

در این روش، محققان دانشگاه توکیو، مجموعه‌ای از جهش‌های احتمالی AsCas۱۲f ایجاد و سپس جهش‌های انتخابی را برای مهندسی کردن آنزیم AsCas۱۲f با ۱۰ برابر بیشتر از نوع جهش‌یافته اصلی، ترکیب کردند. آنزیم AsCas۱۲f مهندسی شده پیشتر و با موفقیت روی موش‌ها آزمایش شد و به گفته این گروه تحقیقاتی، این پتانسیل را دارد که برای درمان‌های جدید و مؤثرتر برای بیماران در آینده مورد استفاده قرار گیرد.

در خصوص CRISPR نیز باید گفت که یک ابزار ویرایش ژن محسوب می‌وشد که این امکان را برای محققان قراهم می‌کند بخش‌هایی از DNA را جایگزین کرده و یا تغییر دهند. در باب ظرفیت پتانسیل CRISPR برای بهبود زندگی انسان‌ها می‌توان به این نکته نیز اشاره کرد که در سال ۲۰۲۰، جنیفر دودنا و امانوئل شارپنتیر، با توسعه ابزاری به نام CRISPR-Cas۹ جایزه نوبل شیمی را دریافت کردند.

پروفسور اسامو نورکی از دانشگاه توکیو می‌گوید: اندازه Cas۹ یکی از محدودیت‌هایی است که با آن مواجیم و نابراین تقاضا برای پروتئین Cas کوچکتر وجود دارد که می‌تواند به طور موثر در ویرویس‌های مرتبط با آدنو (AVV)، تعبیه شود و به عنوان ابزار ویرایش ژنوم عمل کند.

اندازه بزرگ Cas۹ می‌تواند مانع از اثربخشی مطلوب آن در صورت استفاده برای ژن درمانی شود. به همین دلیل، یک تیم تحقیقاتی برای توسعه یک آنزیم Cas کوچکتر گرد هم آمدند که به همان اندازه فعال، اما کارآمدتر باشد.

آن‌ها آنزیمی به نام AsCas۱۲f را از باکتری Axidibacillus Sulfuroxidans انتخاب کردند. ویژگی این آنزیم این است که یکی از فشرده‌ترین آنزیم‌های Cas است که تا به امروز شناسایی شده و اندازه آن کمتر از یک سوم Cas۹ است.

نورکی می‌گوید: ما توانستیم با استفاده از یک روش غربالگری به نام اسکن جهشی عمیق، بیش از ۲۰۰ جهش را شناسایی کنیم که فعالیت ویرایش ژنوم را افزایش می‌دهند. بر اساس اطلاعات به دست آمده از تجزیه و تحلیل ساختاری AsCas۱۲f، ما این جهش‌های را برای ایجاد یک AsCas۱۲f اصلاح شده انتخاب و ترکیب کردیم. این AsCas۱۲f مهندسی شده بیش از ۱۰ برابر فعالیت ویرایش ژنوم در مقایسه با نوع معمول AsCas۱۲f دارد و قابل مقایسه با Cas۹ است، همچنین این در حالی است که اندازه بسیار کوچکتری هم دارد.

این گروه تحقیقاتی پیشتر آزمایش‌هایی را روی حیوانات با آنزیم مهندسی شده AsCas۱۲f انجام و آن را با ژن‌های دیگر مشارکت داده و آن را به موش‌های زنده تجویز کرده‌اند. آزمایش‌ها با موفقیت نشان داد که AsCas۱۲f مهندسی شده این پتانسیل را دارد که برای ژن‌درمانی‌های انسانی، مانند درمان هموفیلی، بیماری که در آن خون به طور معمول لخته نمی‌شود، استفاده شود.

شرح کامل این تحقیق مجله Cell منتشر شده است.