دانشمندان به‌لطف تکنیکی جدید، ژن‌های رویان انسان را با دقت حیرت‌انگیز ویرایش کردند

پژوهشگران دانشگاه کلمبیا موفق شده‌اند DNA رویان انسان را با دقتی بی‌سابقه ویرایش کنند؛ دستاوردی که می‌تواند در آینده امکان اصلاح جهش‌های ژنتیکی بیماری‌زا پیش از تولد را فراهم کند. بااین‌حال، این پیشرفت بار دیگر بحث‌های قدیمی درباره مرزهای اخلاقی مهندسی ژنتیک انسان و احتمال طراحی ویژگی‌های دلخواه در نوزادان را زنده کرده است.

گروه تحقیقاتی به سرپرستی دیتر اگلی، متخصص ژنتیک دانشگاه کلمبیا، از فناوری ویرایش بازهای نیتروژنی DNA برای تغییر دقیق حروف منفرد DNA در رویان‌های انسانی استفاده کرده‌اند. برخلاف روش کریسپر که با ایجاد برش در DNA عمل می‌کند، ویرایش باز تغییرات ژنتیکی را با دستکاری بسیار محدودتر در ساختار DNA انجام می‌دهد و در نتیجه خطر آسیب‌های ناخواسته را کاهش می‌دهد.

امکان ویرایش ژنتیکی رویان‌های انسانی از زمان معرفی کریسپر در اوایل دهه ۲۰۱۰ به یکی از بحث‌برانگیزترین موضوعات زیست‌پزشکی تبدیل شده است. این فناوری اگرچه در درمان برخی بیماری‌ها موفق بوده، به دلیل خطا در هدف‌گیری و ایجاد آسیب‌های ناخواسته در DNA، همواره با نگرانی‌های ایمنی همراه بوده است.

این دغدغه‌ها پس از آزمایش جنجالی «هه جیانکوی» در سال ۲۰۱۸، که به تولد نخستین نوزادان ویرایش‌شده ژنتیکی منجر شد، شدت گرفت و با محکومیت گسترده جامعه علمی مواجه شد. همچنین در پژوهشی در دانشگاه کلمبیا در سال ۲۰۲۰، استفاده از کریسپر برای اصلاح یک جهش مرتبط با نابینایی ارثی در برخی موارد به آسیب‌های شدید ژنتیکی از جمله حذف بخش‌هایی از DNA و تخریب کروموزوم انجامید؛ نتایجی که پژوهشگران آن را «فاجعه‌بار» توصیف کردند و زمینه‌ساز حرکت به سمت روش‌های دقیق‌تر مانند ویرایش باز شد.

فناوری ویرایش بازهای نیتروژنی DNA که سال ۲۰۱۶ توسعه یافت، نسل جدیدی از ابزارهای ویرایش ژن است که برخلاف کریسپر برای اصلاح جهش‌ها نیازی به ایجاد برش کامل در رشته DNA ندارد. این روش با تغییر مستقیم یکی از «حروف» یا بازهای شیمیایی تشکیل‌دهنده DNA، امکان اصلاح برخی جهش‌های ژنتیکی را با خطر کمتر فراهم می‌کند.

به گزارش نیویورک تایمز، پژوهشگران در مطالعه جدید دو ژن را هدف قرار دادند: ژن PCSK9 که برخی جهش‌های آن با افزایش کلسترول LDL و خطر بیماری‌های قلبی مرتبط است و ژن HBG که در تولید هموگلوبین جنینی نقش دارد. آن‌ها مولکول‌های ویرایشگر را به تخمک‌های بارورشده و رویان‌های اهدایی وارد کردند تا تغییرات ژنتیکی مورد نظر را ایجاد کنند.

آنیتا طاهرانپور

نخستین درمان شخصی‌سازی‌شده ویرایش ژن، زندگی نوزاد آمریکایی را نجات داد

مطالعه '4

نتایج نشان داد برخلاف برخی آزمایش‌های پیشین با کریسپر، نشانه‌ای از آسیب‌های گسترده ژنتیکی مانند حذف بخش‌های بزرگ DNA یا از بین رفتن کروموزوم‌ها مشاهده نشد. پژوهشگران توانستند هر دو ژن را با موفقیت ویرایش کنند و در برخی موارد حتی دو ژن را به طور هم‌زمان در یک رویان تغییر دهند؛ دستاوردی که نشان می‌دهد این فناوری ممکن است در آینده راهی دقیق‌تر و ایمن‌تر برای اصلاح برخی بیماری‌های ژنتیکی فراهم کند.

با وجود نتایج امیدوارکننده، فناوری ویرایش بازهای نوکلئوتیدی هنوز با چالش‌هایی روبه‌رو است. یکی از مهم‌ترین آن‌ها پدیده‌ای به نام «موزائیک ژنتیکی» است. در این حالت، همه سلول‌های یک رویان به‌طور یکسان اصلاح نمی‌شوند؛ یعنی در حالی که برخی سلول‌ها ویرایش ژنتیکی را دریافت کرده‌اند و دارای نسخه اصلاح‌شده ژن هستند، برخی دیگر بدون تغییر باقی می‌مانند. در نتیجه، بدن یا بافت نهایی از مجموعه‌ای از سلول‌های ژنتیکی متفاوت تشکیل می‌شود که هر کدام الگوی DNA متفاوتی دارند.

کارشناسان ضمن امیدوارکننده دانستن نتایج، هشدار می‌دهند که ایمنی روش جدید هنوز به‌طور کامل مشخص نیست و برخی عوارض احتمالی ممکن است تا سال‌ها پس از تولد آشکار نشوند.

انتشار این پژوهش هم‌زمان با افزایش بحث‌ها درباره غربالگری ژنتیکی رویان‌ها و امکان پیش‌بینی ویژگی‌هایی مانند خطر بیماری، قد یا توانایی‌های شناختی صورت گرفته است. منتقدان هشدار می‌دهند که چنین فناوری‌هایی ممکن است راه را برای «بهبود» ویژگی‌های انسانی و شکل جدیدی از اصلاح نژادی باز کنند.

در عین حال، برخی متخصصان معتقدند ویرایش ژنتیکی رویان هنوز با خطرات و ابهام‌های زیادی همراه است و تا کاربرد بالینی آن فاصله قابل توجهی وجود دارد. به گفته پژوهشگران، پیچیدگی ژنتیکی بسیاری از صفات انسانی نیز محدودیت مهمی برای گسترش این فناوری به شمار می‌رود.

پژوهش در پایگاه پیش‌انتشار biorxiv منتشر شده است.