آیا می‌توان سندرم داون را حذف کرد؟ دانشمندان ژاپنی با استفاده از CRISPR کروموزوم اضافی را هدف قرار دادند🥢

تری‌زومی ۲۱ یا سندرم داون یکی از رایج‌ترین ناهنجاری‌های کروموزومی است که ناشی از حضور یک کروموزوم ۲۱ اضافه در سلول‌های انسان است. این وضعیت منجر به بروز اختلالات شناختی، قلبی، ایمنی و رشد می‌شود و تاکنون درمان ژنتیکی مستقیم و مؤثری برای آن در دسترس نبوده است. در مطالعه‌ای که به تازگی توسط دانشمند ژاپنی Ryotaro Hashizume و همکارانش در PNAS Nexus منتشر شد، پژوهشگران با استفاده از سامانه‌ی ویرایش ژن CRISPR‑Cas9، موفق به حذف انتخابی کروموزوم اضافی در سلول‌های تری‌زومیک شدند. در این مطالعه، یک رویکرد نوین "ویژه‌ی آلل" allele-specific با استفاده از سیستم CRISPR‑Cas9 طراحی گردید. این روش بر پایه‌ی شناسایی تفاوت‌های توالی (SNP) میان سه نسخه‌ی کروموزوم ۲۱ است، به‌گونه‌ای که تنها نسخه‌ی اضافی (نه نسخه‌های طبیعی) هدف قرار گیرد. در این روش با استفاده از رویکرد Multiple chromosome cleavage به معنای ایجاد چندین شکاف (double-strand breaks, DSBs) در نقاط مختلف یک کروموزوم (کروموزوم هدف) برای حذف کروموزوم اضافی ۲۱ به کار رفته است. در این روش، محققان از چندین راهنما (gRNA) استفاده کردند که هرکدام نواحی متفاوتی از کروموزوم ۲۱ اضافی را هدف قرار می‌دادند. این راهنماها به کمک آنزیم CRISPR-Cas9 موجب ایجاد شکست‌های متعدد در رشته‌های DNA روی همان کروموزوم می‌شوند. تجمع این شکست‌ها باعث بی‌ثباتی شدید ساختاری در کروموزوم می‌شود، و سلول برای محافظت از خود، آن کروموزوم آسیب‌دیده را به‌طور کامل حذف می‌کند؛ فرآیندی که به آن "trisomic rescue" یا نجات از تری‌زومی گفته می‌شود. همچنین برای افزایش کارایی حذف کروموزوم، محققان به‌طور موقت ژن‌های مرتبط با پاسخ به آسیب DNA مانند TP53 و CDKN1A را مهار کردند. این مداخله موقت باعث کاهش توقف چرخه سلولی و تسهیل در پاک‌سازی کروموزوم هدف شد. پژوهشگران این روش را بر روی دو نوع سلول آزمایش کردند: 1- سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده (iPSC) مشتق‌شده از بیماران مبتلا به تری‌زومی ۲۱ 2- فیبروبلاست‌های اولیه غیرتقسیم‌شونده non-dividing primary fibroblasts که در هر دو حالت، سلول‌ها به وضعیت طبیعی (دو کروموزوم ۲۱) بازگشتند و از نظر ژنومی و عملکردی مورد ارزیابی قرار گرفتند. ⛩ نتایج: نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از رویکرد ویژه‌ی آلل موجب حذف انتخابی کروموزوم اضافی بدون آسیب به نسخه‌های سالم شد. سلول‌های تری‌زومیک پس از این حذف، به وضعیت دیزومی بازگشتند و الگوی بیان ژن آن‌ها به‌طور معناداری به حالت طبیعی نزدیک شد. نکته قابل توجه اینکه این روش در سلول‌های غیرتقسیمی نیز اثربخش بود، موضوعی که از نظر کاربرد درمانی بسیار مهم است، زیرا بیشتر سلول‌های بدن در حالت تقسیم فعال نیستند. همچنین تحلیل‌های مولکولی نشان داد که حذف کروموزوم اضافی باعث نرمال‌سازی بیان ژن‌ها، کاهش استرس سلولی و بهبود شاخص‌های رشد گردید.

💔💔💔

شہادت سرافرازانه عالم ربانی سالار شهیدان انقلاب اسلامی و سیدالشهدای منتظران و نائب بر حق حضرت ولیعصر عجل الله تعالی فرجه الشريف، امام خامنه ای رضوان الله علیه در ماه مبارک رمضان را تبریک و تسلیت عرض می کنیم.