يمكن أن تؤدي تقنية تحرير الجينات المتطورة إلى القضاء على متلازمة داون ، وفقًا للعلماء اليابانيين.
متلازمة داون ، التي تسبب مجموعة من الاختلافات التنموية وتؤثر على 1 من كل 700 من الأطفال حديثي الولادة في الولايات المتحدة ، ناتجة عن وجود نسخة إضافية من الكروموسوم 21.
يسبب الكروموسوم الإضافي ، المعروف أيضًا باسم Trisomy 21 ، النشاط الزائد الخلوي ، ويضعف مجموعة من العمليات داخل الجسم ، ويمكن أن يظهر في السمات المادية المميزة وصعوبات التعلم والاهتمامات الصحية.
تشير الآن بحث جديد من جامعة Mie في اليابان إلى أنه باستخدام CRISPR المعدّل للحمض النووي ، من الممكن إزالة الفائض من الكروموسوم في الخلايا المصابة وجعل السلوك الخلوي أقرب إلى الوظيفة النموذجية.
CRISPR-CAS9 هو نظام تحرير الجينات يستخدم إنزيمًا لتحديد تسلسل الحمض النووي المحدد. بمجرد أن يحدد الإنزيم موقعًا مطابقًا ، فإنه يقطر من خلال خيوط الحمض النووي.
قام Ryotaro Hashizume وزملاؤه بتصميم أدلة كريسبر لاستهداف كروموسوم Trisomy 21 فقط ، وهي عملية تسمى التحرير الخاص بالأليل ، والتي توجه إنزيم القطع إلى البقعة المطلوبة.
عندما استخدموها على الخلايا المزروعة في المختبر ، فإن إزالة النسخة الإضافية من الجين تطبيع الطريقة التي عبر بها الجينات في الجسم-مما يشير إلى أن العبء الوراثي قد تمت إزالة.
ووجدوا أيضًا أنه بعد إزالة الكروموسوم الإضافي ، كانت الجينات المرتبطة بتطور الجهاز العصبي أكثر نشاطًا وتلك المتعلقة بالتمثيل الغذائي كانت أقل نشاطًا. هذا يدعم الأبحاث السابقة التي وجدت نسخًا إضافية من الكروموسوم 21 تعطل تطور الدماغ أثناء نمو الجنين المبكر.
كما اختبر الباحثون أدلة كريسبر على الخلايا الليفية الجلدية ، والتي هي خلايا ناضجة وغير جائزة مأخوذة من الأشخاص الذين يعانون من متلازمة داون.
في هذه الخلايا المطورة بالكامل ، نجحت طريقة التحرير في إزالة الكروموسوم الإضافي في عدد من الحالات.
بعد الإزالة ، نمت هذه الخلايا المصححة بشكل أسرع وكان لها وقت مضاعف أقصر من الخلايا غير المعالجة ، مما يشير إلى أن إزالة الكروموسوم الإضافي قد يساعد في السلالة البيولوجية التي تبطئ نمو الخلايا.
لكن CRISPR يمكن أن يؤثر على الكروموسومات الصحية أيضًا ، ويقوم الباحثون بتحسين برنامجهم بحيث يعلق فقط على نسخة إضافية من الكروموسوم 21.
يثبت هذا العمل أنه ، بدلاً من إجراء إصلاحات صغيرة ، يمكن لـ CRISPR التخلص من الكروموسوم بأكمله.
نشر العلماء نتائجهم في PNAS Nexus.
يأمل Hashizume وفريقه في أن يتم استخدام عملهم لتصميم العلاجات والعلاجات التجديدية التي تعالج الفائض الوراثي في مصدرها.
سيستمر الباحثون في تحليل مخاطر تغييرات الحمض النووي ومراقبة كيفية عمل الخلايا المعدلة مع مرور الوقت وقابليتها على جدوىها في إعدادات العالم الحقيقي.
غالبًا ما يتعامل الأشخاص الذين يعانون من متلازمة داون مع مجموعة من المخاوف الصحية ، بما في ذلك التأخير التنموي والإعاقات الذهنية.
يولد ما يقرب من نصف الأشخاص الذين يعانون من متلازمة داون مع عيب في القلب الخلقي – عادة ما يكون عيب الحاجز البطيني الأذيني ، ثقبًا في وسط القلب.
كما أنها أكثر عرضة لمشاكل في الهضم والمناعة والوزن وتوقف التنفس أثناء النوم والمضبوطات والسمع والرؤية والأسنان. إنهم معرضون لخطر الإصابة بسرطان الدم ومشاكل العمود الفقري ، وكذلك ظروف الغدة الدرقية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإنهم يواجهون خطرًا أكبر بكثير من تطوير الخرف المرتبط بمرض الزهايمر مع تقدمهم في العمر-ما يقدر بنحو ثلاث إلى خمس مرات من عامة السكان.
لا يزال العلماء يعملون على تحديد السبب الدقيق ، لكن يُعتقد أن النسخة الإضافية من الكروموسوم 21 تدفع الإفراط في إنتاج بروتين السلائف الأميلويد. يؤدي هذا الإنتاج الزائد إلى تراكم لويحات بيتا الأميلويد في الدماغ ، وهي سمة مميزة لمرض الزهايمر.
ومع ذلك ، فقد أثبت القضاء على متلازمة داون موضوعًا مثيرًا للجدل. احتلت أيسلندا عناوين الصحف على مر السنين لتوضيحها تقريبًا في عدد سكانها أقل بقليل من 400000 ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن جميع النساء هناك يختارن الإجهاض عندما تكون اختبارات الفحص قبل الولادة إيجابية لذلك.
“عندما نبدأ في الاستماع إلى ما يجب أن يقوله الأشخاص المصابون بمتلازمة داون أنفسهم عن هذا … يجدونها مزعجة … ونحن نسمع نفس القصص من أسرهم” ، هذا ما قاله alstríuríur stefánsdóttir ، وهو طبيب وأستاذ في الأخلاقيات التطبيقية في جامعة أيسلندا ، لـ ABC News Australia.