در این پژوهش قصد داریم با معرفی چندین مقاله به اهمیت نقش کریسپر در درمان سرطان صحبت کنیم.
چگونگی ویرایش DNA به کمک کریسپر
دانشمندان گزارش داده‌اند که سیستم CRISPR / Cas9 در درمان سرطان‌های متاستاتیک موثر است، که به گفته آنها گام مهمی در درمان سرطان است. محققان یک سیستم مبتنی بر نانوذرات لیپیدی تولید کردند که به طور خاص سلول‌های سرطانی را هدف قرار داده و آنها را با دستکاری ژنتیکی از بین می‌برد. سیستم CRISPR-LNPs یک RNA پیام‌رسان را حمل می‌کند که آنزیم CRISPR Cas9 را کد می‌کند که به عنوان قیچی مولکولی DNA سلول‌ها را قطع می‌کند.
مطالعه “ویرایش ژنوم CRISPR-Cas9 با استفاده از نانوذرات لیپیدی هدف‌دار برای درمان سرطان” در Science Advances مشاهده می‌شود.
استفاده از فناوری CRISPR-Cas9 برای درمان سرطان با کارایی پایین ویرایش در تومورها و سمیت بالقوه سیستم‌های موجود مختل شده است. در اینجا، ما یک نانوذره لیپیدی ایمن و کارآمد (LNP) را برای تحویل mRNA و sgRNA های Cas9 تعریف می‌کنیم که از لیپید amino-ionizable جدید استفاده می‌کند.
“یک تزریق داخل مغزی CRISPR-LNPs در برابر PLK1 (sgPLK1-cLNPs) به گلیوبلاستوما ارتوتوپیک تهاجمی، امکان ویرایش ژن ~ ۷۰ in در داخل بدن را می‌دهد که باعث آپوپتوز سلول تومور می‌شود، رشد تومور را ۵۰٪ مهار می‌کند و بقا را ۳۰٪ بهبود می‌بخشد. . برای رسیدن به تومورهای منتشر شده ، cLNP ها نیز با هدف آنتی بادی مهندسی می‌شوند. تزریق داخل صفاقی sgPLK1-cLNPs هدف EGFR باعث جذب انتخابی آنها به تومورهای تخمدان منتشر شده ، ویرایش ژن ~ ۸۰٪ in vivo را امکان‌پذیر می‌کند ، رشد تومور را مهار کردهو بقا را ۸۰٪ افزایش می‌دهد. در واقع توانایی ایجاد اختلال در بیان ژن در داخل بدن در تومورها جزئ راه‌های جدید برای درمان و تحقیقات سرطان و برنامه‌های کاربردی بالقوه، برای ویرایش هدفمند ژن بافت‌های غیر‌سرطانی است”.
پژوهشگران “دانشگاه استنفورد” در بررسی جدید خود، نوعی ابزار مبتنی بر روش اصلاح ژن “کریسپر” ابداع کرده‌اند که می‌تواند به بررسی سلول‌های سرطانی و حذف آنها کمک کند.
به نقل از وب سایت رسمی دانشگاه استنفورد، هر کدام از سلول‌های بدن، یک سیستم کنترل مانند رایانه دارند که سیگنال‌های زیستی را به واسطه هزاران مدار، برای بررسی نیازهای سلول و تنظیم واکنش‌های آن ارسال می‌کند.
در هر حال، هنگام بروز بیماری‌هایی مانند سرطان، این مدارهای نظارتی مختل می‌شوند و سیگنال‌ها و واکنش‌های غیرطبیعی را پدید می‌آورند. توانایی تشخیص دقیق این سیگنال‌های غیرعادی، می‌تواند روش‌های احتمالی جدیدی برای درمان‌های دقیق‌تر ارائه دهد.
پژوهشگران “دانشگاه استنفورد”(Stanford University)، نوعی ابزار زیستی ابداع کرده‌اند که نه تنها می‌تواند مدارهای معیوب ژنتیکی را تشخیص دهد، بلکه با برطرف کردن مشکلات آنها امکان حذف سلول‌های سرطانی را نیز فراهم کند.
“استنلی کی”(Stanley Qi)، پژوهشگر دانشگاه استنفورد و گروهش در مقاله خود، نحوه ساخت این سیستم اصلاح ژن کریسپر مبتنی بر احساس و واکنش را توضیح دادند که عملکرد آن شبیه به یک کلید مولکولی برای ترمیم ژن‌های معیوب است.
استنلی کی پیش از این، ابزاری ابداع کرده بود که می‌توانست از عهده انجام وظایف گوناگونی مانند فعال یا غیرفعال کردن ژن‌های مورد نظر برآید. وی در جدیدترین پژوهش خود به همراه “هانا کمپتون”(Hannah Kempton)، دانشجوی دانشگاه استنفورد، مفهومی را برای ابداع یک ابزار مبتنی بر روش اصلاح ژن کریسپر توضیح داد که این گونه وظایف را با ادغام سیگنال‌های زیستی متفاوتی انجام می‌دهد.
این مفهوم، از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا بیماری‌های پیچیده‌ای مانند سرطان، به ندرت به وسیله یک عیب ژنتیکی شناسایی می‌شوند. این بیماری‌ها اغلب، نتیجه آسیب دیدن چندین ژن هستند و یا فعال و غیرفعال شدن در زمان نامناسب هستند. کمپتون در این پژوهش، پروتئینی موسوم به “Cas12” را معرفی کرد که می‌توان با تغییر دادن آن، به شناسایی چندین سیگنال معیوب و یا شناسایی نواقصی که عامل عملکرد اشتباه سلول هستند، کمک کرد.
کی گفت: پژوهش‌های کمی، این میزان کنترل را در سلول‌های انسان نشان داده‌اند. تشخیص سیگنال‌ها در آغاز می‌تواند به تشخیص دقیق بیماری و ایمنی بیشتر درمان کمک کند. ما دریافتیم که این نوع کنترل مدار، نقش مهمی در ارائه درمان در آینده دارد.
پژوهشگران باور دارند که کاربردهای این فناوری می‌تواند فراتر از درمان بیماری‌هایی مانند سرطان عمل کند. بدن ما به جای حذف سلول‌های بیمار، نیاز به تولید سلول‌های جدید و سالم دارد تا جایگزین سلول‌های آسیب دیده شوند. دانشمندان بالینی می‌توانند با برنامه‌ریزی و مهندسی این ابزار، مدارهای ژنتیکی مناسب را در سلول‌های بنیادی راه‌اندازی کنند تا امکان ترمیم اندام‌های آسیب‌دیده فراهم شود.کمپتون گفت: ما یک ابزار چندکاره ابداع کرده‌ایم که می‌تواند چندین مدار ژنتیکی را بررسی و کنترل کند.
در پژوهشی دیگر که در آمریکا صورت گرفته است: پژوهشگران آمریکایی در نخستین آزمایش بالینی روش اصلاح ژن کریسپر روی انسان توانستند، موفقیت این روش را در مقابله با سرطان نشان دهند.
به نقل از گیزمگ، آزمایش‌های بالینی که روی انسان انجام شده‌اند، نشان می‌دهند که روش اصلاح ژن کریسپر می‌تواند یک روش امکان‌پذیر و عملی برای درمان سرطان باشد. پژوهشگران “انجمن پیشبرد علوم آمریکا” (AAAS) در بررسی جدیدی که با هدف اصلاح سلول‌های ایمنی سه بیمار مبتلا به سرطان و مبارزه بهتر با تومورها صورت گرفت، نشان دادند که سلول‌های درمان شده، برای مدت بیشتری در بدن باقی می‌مانند و عوارض جانبی خطرناکی نیز ندارند.
روش کریسپر، به دانشمندان امکان می‌دهد تا اصلاحات دقیقی در ژن سلول‌های زنده انجام دهند، ژن‌های مضر را حذف کنند و به معرفی ژن‌های مفید بپردازند. آزمایش‌هایی که روی حیوانات صورت گرفته‌اند ، نتایج امیدوارکننده‌ای را برای درمان بسیاری از بیماری‌ها مانند سرطان دهانه رحم، دیستروفی ماهیچه‌ای و ایدز نشان داده‌اند.
آزمایش‌های انسانی این روش، در سال‌های اخیر آغاز شده‌اند و دانشمندان، به نتایج امیدوارکننده‌ای در زمینه درمان سرطان ریه و بیماری‌های نادر خون با این روش دست یافته‌اند اما هنوز هم نگرانی‌هایی در مورد این روش وجود دارد. بسیاری از پژوهشگران نگران هستند که این روش، کاملا ایمن نباشد یا زمینه جهش‌های ناخواسته را فراهم کند. همچنین این سوال وجود دارد که آیا سلول‌های اصلاح شده می‌توانند آنقدر در بدن بمانند که تاثیر کافی را داشته باشند یا خیر.
هدف از آزمایش جدیدی که برای نخستین بار روی انسان صورت گرفته، کاهش همین نگرانی‌ها است. موفقیت این آزمایش نشان می‌دهد که سلول‌های اصلاح شده ژنتیکی می‌توانند در بدن باقی بمانند و ماه‌ها بدون صدمه زدن به بدن، عملکرد خوبی داشته باشند.
“کارل جون” (Carl June)، از نویسندگان این پژوهش گفت: داده‌های ما که از آزمایش بالینی سه بیمار مبتلا به سرطان به دست آمده‌اند، نتایج مهمی را در بر دارند که پیش از این هرگز کسی به آنها دست نیافته است. ما ابتدا چندین اصلاح ژنتیکی را با دقت انجام دادیم و دریافتیم که سلول‌های اصلاح شده می‌توانند بیش از آن زمانی که در پژوهش‌های پیشین مشخص شده، در بدن زنده بمانند. در مرحله دوم آزمایش دریافتیم که این سلول‌ها، توانایی حمله به تومورها و از بین بردن آنها را دارند.
پژوهشگران برای این بررسی، سلول‌های تی را از خون سه بیمار که به سرطان حاد مبتلا بودند، جمع‌آوری کردند. آنها از روش اصلاح کریسپر برای خارج کردن ژن‌ها از سلول‌های تی استفاده کردند تا تاثیر آنها را برای جستجو و از بین بردن سلول‌های سرطانی افزایش دهند.
این گروه پژوهشی، بیماران را طی ماه‌های بعد مورد بررسی قرار دادند و به نتایج تاثیرگذاری دست پیدا کردند. بدن هیچ کدام از بیماران، سلول‌های اصلاح شده را رد نکرد و آزمایش‌ها نشان دادند که همه سلول‌های اصلاح شده، ریشه گرفته‌اند و در حال رشد هستند. پژوهشگران برای بررسی عملکرد سلول‌ها، آنها را از خون بیماران خارج کردند و دریافتند که این سلول‌ها هنوز می‌توانند سلول‌های سرطانی را از بین ببرند و به کار خود ادامه دهند.
جون ادامه داد: ارزیابی این سه بیمار نشان داد که سلول‌های اصلاح شده می‌توانند کارآیی این روش را اثبات کنند. این آزمایش، نخستین سند تایید روش اصلاح کریسپر و تاثیر آن در درمان بیماری‌های گوناگونی به شمار می‌رود که پیش از این امکان درمان آنها وجود نداشت.
اگرچه هیچ کدام از بیماران واکنشی به درمان نشان ندادند اما این، یک شکست به شمار نمی‌رود زیرا تمرکز پژوهش، بر اثبات ایمنی این روش است. این آزمایش، موفقیت‌آمیز بود و هیچ عوارض جانبی وخیمی برای داوطلبان در بر نداشت.
