به گزارش خبرنگار دانش و فناوری خبرگزاری دانشجو، برخی از اختلالات ژنتیکی - مانند فیبروز کیستیک، هموفیلی و بیماری تای ساکس - شامل جهش‌های زیادی در ژنوم فرد هستند، که اغلب با تنوع کافی همراه هستند، به طوری که حتی دو فرد که اختلال یکسانی دارند، ممکن است ترکیب متفاوتی از جهش‌ها را داشته باشند. پیچیدگی‌هایی از این دست، توسعه ژن‌درمانی‌های کاربردی گسترده برای این اختلالات را چالش برانگیز می‌کند.
محققان دانشگاه تگزاس در آستین اکنون روش بهبود یافته‌ای برای ویرایش ژن ابداع کرده‌اند که دقیق و کارآمدتر از سایر روش‌های مشابه است و می‌تواند بسیاری از جهش‌های بیماری‌زا را به طور همزمان در سلول‌های پستانداران اصلاح کند. آنها همچنین اثربخشی آن را در اصلاح جهش‌های ایجادکننده اسکولیوز در جنین‌های گورخرماهی نشان دادند. این روش جدید از عناصر ژنتیکی باکتری‌هایی به نام رترون استفاده می‌کند که به محافظت از میکروب‌ها در برابر عفونت ویروسی کمک می‌کنند. این اولین باری است که محققان یک جهش بیماری‌زا را در مهره‌داران با استفاده از رترون‌ها اصلاح کرده‌اند و امید‌ها را برای ژن‌درمانی‌های جدید برای اختلالات انسانی افزایش داده‌اند.
جسی بافینگتون، دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تگزاس و یکی از نویسندگان مقاله جدید در مجله نیچر بیوتکنولوژی، گفت: «بسیاری از روش‌های ویرایش ژن موجود به یک یا دو جهش محدود می‌شوند که باعث می‌شود افراد زیادی از این امر محروم بمانند.» «امید من، و چیزی که مرا به پیش می‌راند، توسعه یک فناوری ویرایش ژن است که بسیار فراگیرتر از افرادی باشد که ممکن است جهش‌های بیماری‌زای منحصر به فردتری داشته باشند، و استفاده از رترون‌ها بتواند این تأثیر را بر روی جمعیت بسیار وسیع‌تری از بیماران گسترش دهد.»
بافینگتون به همراه ایلیا فینکلشتاین، استاد علوم زیستی مولکولی در دانشگاه تگزاس، رهبری این تحقیق را که تا حدودی توسط Retronix Bio و بنیاد ولچ پشتیبانی می‌شد، بر عهده داشت.
از آنجا که روش جدید می‌تواند بخش بزرگی از DNA معیوب را با یک توالی سالم جایگزین کند، همین بسته مبتنی بر رترون می‌تواند هر ترکیبی از جهش‌ها را در آن بخش از DNA بدون نیاز به اصلاح ژنتیک خاص هر فرد، اصلاح کند.
فینکلشتاین گفت: «ما می‌خواهیم با ایجاد ابزار‌های آماده‌ای که می‌توانند گروه بزرگی از بیماران را در یک مرحله درمان کنند، ژن‌درمانی را همگانی کنیم. این امر باید توسعه آن را از نظر مالی مقرون‌به‌صرفه‌تر و از نظر نظارتی بسیار ساده‌تر کند، زیرا شما فقط به یک تأییدیه FDA نیاز دارید.»
محققان دیگر از رترون‌ها برای ویرایش ژن در سلول‌های پستانداران استفاده کرده‌اند، اما این روش‌ها بسیار ناکارآمد بوده‌اند. بهترین نسخه تنها می‌توانست DNA جدید را در ژنوم حدود ۱.۵٪ از سلول‌های مورد نظر خود وارد کند. روشی که در UT توسعه داده شده است، DNA جدید را در حدود ۳۰٪ از سلول‌های مورد نظر وارد می‌کند و محققان پتانسیل بهبود بیشتر این کارایی ویرایش را می‌بینند.
یکی دیگر از مزایای روش جدید این است که می‌توان آن را به صورت RNA محصور شده در یک نانوذره لیپیدی وارد سلول‌ها کرد. این نانوذرات به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که مشکلات سایر روش‌های سنتی انتقال ویرایشگر ژن را کاهش دهند.
تیم UT در حال حاضر رویکرد خود را برای توسعه ژن درمانی برای فیبروز کیستیک (CF) به کار می‌گیرد، بیماری‌ای که در اثر جهش در ژن CFTR ایجاد می‌شود و منجر به غلیظ شدن مخاط در ریه‌ها می‌شود و باعث عفونت‌های مزمن و آسیب پیشرونده ریه می‌شود. این تیم اخیراً کمک هزینه‌ای برای حمایت از این کار از Emily's Entourage دریافت کرده است. یک سازمان غیرانتفاعی است که بر یافتن درمانی برای ۱۰ ٪ از افراد در جمعیت CF که از درمان‌های هدفمند جهش موجود سودی نمی‌برند، تمرکز دارد. آنها در حال شروع کار بر روی جایگزینی بخش‌های معیوب ژن CFTR در سلول‌هایی هستند که پاتولوژی CF را تقلید می‌کنند و در نهایت در سلول‌های مجاری هوایی مشتق شده از بیماران CF.
بوفینگتون گفت: «فناوری‌های سنتی ویرایش ژن با جهش‌های منفرد بهترین عملکرد را دارند و بهینه‌سازی آنها پرهزینه است، بنابراین ژن‌درمانی‌ها تمایل دارند روی جهش‌هایی که شایع‌ترین هستند تمرکز کنند. اما بیش از هزار جهش وجود دارد که می‌تواند باعث CF شود. از نظر مالی برای شرکت‌ها مقرون به صرفه نیست که مثلاً برای سه نفر ژن‌درمانی ایجاد کنند. با رویکرد مبتنی بر رترون ما، می‌توانیم یک ناحیه معیوب کامل را جدا کرده و آن را با یک ناحیه سالم جایگزین کنیم، که می‌تواند بخش بسیار بیشتری از جمعیت CF را تحت تأثیر قرار دهد.»
یک کمک هزینه جداگانه از بنیاد فیبروز کیستیک، کار مشابهی را بر روی بخشی از ژن CFTR که شایع‌ترین جهش‌های ایجادکننده CF را دارد، تأمین مالی خواهد کرد.
نویسندگان دیگر مقاله عبارتند از: هانگ-چه کو، کوانگ هو، یو-چیون چانگ، کامیاب جوانمردی، بریتنی وویگت، یی-رو لی، مری‌ای. لیتل، سراوان کی. دواناتان، بلرتا ژمالچه و رایان اس گری.