سندرم داون دهههاست که بهعنوان یکی از شایعترین اختلالات ژنتیکی شناخته میشود؛ عارضهای که نه ناشی از یک ژن معیوب، بلکه حاصل وجود یک کروموزوم کامل اضافی در ساختار ژنتیکی انسان است. تا امروز، تمام رویکردهای درمانی این سندرم بر مدیریت علائم متمرکز بودهاند و نه بر رفع علت ژنتیکی آن. اما اکنون، یک پژوهش پیشگامانه از ژاپن، چشماندازی کاملاً تازه را پیش روی پزشکی ژنتیک قرار داده است؛ چشماندازی که در آن، حذف هدفمند کروموزوم اضافی دیگر صرفاً یک ایده نظری نیست.
سندرم داون که با نام علمی تریزومی ۲۱ شناخته میشود، زمانی رخ میدهد که فرد بهجای دو نسخه طبیعی از کروموزوم شماره ۲۱، سه نسخه از آن را در سلولهای خود داشته باشد. این وضعیت منجر به برهم خوردن تعادل بیان صدها ژن میشود و پیامدهای گستردهای بر رشد مغزی، تواناییهای شناختی، سیستم ایمنی، قلب و حتی روند پیری زودرس دارد.
برخلاف بسیاری از بیماریهای ژنتیکی که ناشی از نقص یا جهش در یک ژن خاص هستند، در سندرم داون یک کروموزوم کامل اضافی عامل بیماری است. همین مسئله باعث شده بود که دانشمندان سالها آن را «غیرقابل درمان» بدانند؛ چرا که حذف یا اصلاح یک کروموزوم کامل، از نظر فنی بسیار پیچیدهتر از ویرایش یک ژن منفرد است.
پژوهشی که اکنون توجه جامعه علمی جهان را به خود جلب کرده، توسط تیمی از پژوهشگران دانشگاه Mie ژاپن و به سرپرستی دکتر ریوتارو هاشیزومه (Ryotaro Hashizume) انجام شده است. نتایج این تحقیق در مجله علمی معتبر PNAS Nexus منتشر شده؛ نشریهای که زیرمجموعه آکادمی ملی علوم ایالات متحده محسوب میشود و انتشار مقاله در آن نشاندهنده اعتبار بالای پژوهش است.
نکته مهم این است که بسیاری از خبرگزاریها و وبسایتهای فارسیزبان، بازنشر این خبر را انجام دادهاند، اما رفرنس اصلی همه آنها همین مقاله دانشگاه Mie و گزارش رسمی منتشرشده توسط این دانشگاه است.
در قلب این دستاورد علمی، فناوری CRISPR-Cas9 قرار دارد؛ ابزاری که اغلب از آن بهعنوان «قیچی مولکولی» یاد میشود. این فناوری به دانشمندان اجازه میدهد DNA را در نقاط مشخصی برش دهند و ژنها یا توالیهای ناخواسته را حذف یا اصلاح کنند.
تا پیش از این، CRISPR عمدتاً برای:
بهکار میرفت.
اما حذف یک کروموزوم کامل، چالشی بود که فراتر از کاربردهای معمول این فناوری قرار داشت.
دستاورد کلیدی تیم ژاپنی در این بود که توانستند فقط نسخه اضافی کروموزوم ۲۱ را هدف بگیرند، بدون آنکه به دو نسخه سالم و ضروری این کروموزوم آسیبی وارد شود.
پژوهشگران با استفاده از رویکردی موسوم به ویرایش آللویژه (Allele-specific editing)، تفاوتهای بسیار ظریف میان سه نسخه کروموزوم ۲۱ را شناسایی کردند. سپس با طراحی چندین نقطه برش دقیق توسط CRISPR-Cas9، کروموزوم اضافی را دچار شکستهای متعدد کردند. این شکستها باعث شد که سلول، کروموزوم اضافه را بهعنوان یک ساختار ناپایدار شناسایی کرده و آن را بهطور طبیعی حذف کند.
به بیان سادهتر، سلول خودش «تصمیم گرفت» که کروموزوم اضافی را کنار بگذارد.
این پژوهش روی دو نوع سلول انسانی انجام گرفت:
موفقیت روش در هر دو نوع سلول نشان داد که این فناوری محدود به یک نوع خاص از سلول نیست و از نظر تئوریک، میتواند دامنه کاربرد گستردهتری داشته باشد.
بررسیهای مولکولی و عملکردی نشان داد که پس از حذف کروموزوم اضافی:
این یافتهها اهمیت زیادی دارند، زیرا نشان میدهند که حذف کروموزوم اضافی تنها یک تغییر ساختاری نیست، بلکه عملکرد سلول را نیز بهطور واقعی اصلاح میکند.
برای نخستین بار در تاریخ زیستپزشکی:
برخی دانشمندان این دستاورد را با کشف آنتیبیوتیکها یا تولد فناوری ژندرمانی مقایسه کردهاند؛ البته با این تأکید که هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد.
با وجود هیجانانگیز بودن نتایج، پژوهشگران تأکید میکنند که این روش هنوز درمان بالینی محسوب نمیشود. چالشهای بزرگی پیش روست، از جمله:
1. کاربرد در بدن زنده (in vivo):
حذف کروموزوم در میلیاردها سلول بدن انسان بسیار پیچیدهتر از محیط آزمایشگاه است.
2. ایمنی بلندمدت:
هرگونه ویرایش ژنتیکی باید از نظر اثرات ناخواسته و جهشهای احتمالی بهدقت بررسی شود.
3. هدفگیری دقیق در مقیاس بزرگ:
رساندن ابزار CRISPR به سلولهای هدف، بدون آسیب به سایر بافتها، یکی از بزرگترین چالشهای ژندرمانی است.
4. ملاحظات اخلاقی؛ مرز باریک علم و ارزشهای انسانی
این پژوهش، علاوه بر جنبه علمی، بحثهای اخلاقی گستردهای را نیز برانگیخته است. منتقدان میپرسند:
پژوهشگران ژاپنی تأکید کردهاند که هدف آنها درمان یا کاهش عوارض پزشکی است، نه تغییر هویت انسانی افراد دارای سندرم داون.
اگر این فناوری در آینده ایمن و قابلاجرا شود، میتواند کاربردهای مهمی داشته باشد، از جمله:
جمعبندی
پژوهش دانشگاه Mie ژاپن، بدون اغراق، یکی از مهمترین دستاوردهای ژنتیک پزشکی در سالهای اخیر است. برای نخستین بار، دانشمندان نشان دادهاند که حذف یک کروموزوم اضافی از سلولهای انسانی امکانپذیر است و این کار میتواند عملکرد سلول را به حالت طبیعی نزدیک کند.
اگرچه راه درازی تا درمان قطعی سندرم داون باقی مانده، اما این کشف، یک حقیقت را روشن کرده است:
آنچه تا دیروز غیرممکن بهنظر میرسید، امروز در آزمایشگاه محقق شده و فردا میتواند پایهگذار نسل تازهای از درمانهای ژنتیکی باشد.
با ما تماس بگیرید