مرکز تحقیقات بيولوژي سلولي و ملكولي
۱۳۹۶ يکشنبه ۶ اسفند
br ENGLISH
تاریخ: 1396/09/08 تعداد بازدید : 121
استفاده از CRISPR / Cas9 در درمان بيماري هاي متعدد
محققين توانستند با استفاده از CRISPR / Cas9، بيماري هاي متعدد را در موش ها درمان نمايند.
 
محققان بااستفاده از قيچي هاي مولكولي CRISPR / Cas9 ، توانستند موشهاي مبتلا به ديابت نوع 1، آسيب حاد كليوي و ديستروفي عضلاني دوشن را درمان نمايندو گزارش مطالعه آنها، در 14 دسامبر در مجله Cell منتشر گرديد. اين دانشمندان  معتقدند كه روش جديد برخي از انواع ژن درماني را ساده تر نمايد و مي تواند محركي براي محققيني باشد كه به كنترل فعاليت ژن در حيوانات اميدوارند.
CRISPR / Cas9 يك قيچي مولكولي متشكل از يك RNA راهنما كوتاه و يك آنزيم برش دهنده DNA  يعني Cas9 مي باشد. به عبارت ديگر RNA راهنما آنزيم برش دهنده را به مكان خاصي در ژنوم (كه دانشمندان مي خواهند در آن ناحيه برش ايجاد نمايند) هدايت مي كند. برش  DNA اولين اولين گام براي ايجاد يا اصلاح جهش مي باشد. اما محققان به سرعت متوجه شدند كه از اين سيستم ويرايش ميتواند استفاده هاي زيادي ببرند.
در حدود تقريباّ پنج سال پس از اينكه سيستم CRISPR / Cas9 براي اولين بار استفاده شد، محققان دست به اصلاح اين ابزار زدند بطوريكه Cas9 ديگر قادر به برش DNA نبود و آنرا dead Cas 9  يا Cas9 مرده ناميدند. اتصال مولكول هاي ديگر به اين "Cas9 مرده" به دانشمندان اجازه مي دهد تا ژن ها يا فعاليت ها ژن را تغيير دهند.
براي درمان انواع مختلف بيماري ها مي توان از كمپلكس CRISPR / Cas9 فعال كننده ژن (CRISPRa)، براي روشن نمودن ژنهاي خاموش استفاده نمود. به عنوان مثال، ممكن است كه با القاي بيان  نسخه هاي متفاوتي از ژنها، پروتئين هاي ناكارآمد را جايگزين نمود. Charles Gersbach (مهندس زيست پزشكي در دانشگاه Duck) مي گويد تا كنون در اغلب موارد محققان توانستند در سطح آزمايشگاهي و با استفاده از CRISPRa ژن ها را فعال نمايند.
Gersbach مي گويد در صورتيكه بتوان ژنهاي را در جانوران فعال نمود مسلما در مديريت سلامت جانور پيشرفت چشمگيري ايجاد خواهد شد. تا سالهاي قبل اين كار دشواربود زيرا فعال كننده هاي CRISPR براي قرار گرفتن در داخل وكتور هاي ويروسي بسيار بزرگ مي باشند.
در مطالعه جديد، Juan Carlos Izpisua Belmonte از موسسه مطالعات زيست شناسي Salk همكارانش توانستند اين مشكل را برطرف نمايند. اين محققين از Cas9 مرده و RNA راهنماي كوتاهتري به طول 14 يا 15 نوكلئوتيدي به جاي RNA  20 تا22 نوكلئوتيدي) استفاده نموده اند. به علاوه يك قطعه ديگر نيز به RNA راهنما اضافه نمودند كه پروتئين هايي را فراخواني ميكند كه به فعال كردن ژن هاي مورد نظر كمك مي كنند. اين اجزا به اندازه كافي كوچك  و مناسب  براي قرارگيري در وكتورهاي ويروسي مي باشند.
گروه تحقيقاتي مذكور در يك آزمايش تلاش كردند كه توانايي توليد انسولين را به موش ها مبتلا به ديابت نوع 1 برگردانند. در ديابت نوع 1، سيستم ايمني بدن سلولهاي β پانكراس را تخريب مي نمايد. بنابراين محققان به نوع جديدي از سلول نياز داشتند تا كار سلولهاي β پانكراس را انجام دهند.
در همين راستا، گروه تحقيقاتي Belmonte موش هاي ديابتي را با ويروس هاي حاوي CRISPRa اصلاح شده تحت تيمار قرار دادند و توانستند بيان ژن   Pdx را در كبد موش افزايش دهند و در نتيجه سلول هاي كبدي به سلولهاي پانكراسي توليد كننده انسولين تمايز مي يابند و بدين ترتيب ديابت موش در مان شد.
امّا براي انجام ژن درماني در انسان، اين محققين بايستي مشكل ديگري را نيز برطرف مي نمودند.در درمان ديابت، آنها از موش هاي ترريخت استفاده نموده اند كه قادر به بيان و سنتز Cas9 بوده اند. اما انسان به طور طبيعي Cas9 را بيان و سنتز نمي كنند. از طرف ديگر كل RNA راهنماي و سيستم Cas9 در يك وكتور ويروسي قرار نمي گيرند. براي رفع اين مشكل تيم Belmonte سعي نمود از بطور همزمان از دو ويروس براي انتقال  تمامي اجزا به داخل سلول استفاده نمايد.

اين محققين سيستم خود را در موش هاي مبتلا به بيماري اي مشابه ديستروفي عضلاني دوشن   آزمايش نمودند. ديستروفي عضلاني دوشن ناشي از جهش در يك ژن بزرگ به نام ديستروفين مي باشد. هيچ راهي براي ژن درماني معمولي(قرار دادن ژن بزرگ ديستروفين در يك وكتور ويروسي) وجود ندارد. امّا محققان دريافته اند كه با فعال نمودن ژن klotho مي توانند حجم عضلات را افزايش دهند. بنابراين اين گروه در تجربه دو-ويروسي، يك ژن سازنده عضلاني به نام فلوستيتين را فعال نموده اند. بدينصورت كه در يك ويروس عامل فعال كننده ژن follistatin و در ويروس ديگر Cas9 بسته بندي شدند و سپس سلول هاي عضلاني پاهاي عقبي موش هاي مبتلا به ديستروفي عضلاني همزمان بوسيله دو ويروس مذكور مورد تيمار قرار گرفتند. موش هاي تحت درمان پس از سه ماه نسبت به موش هاي كنترل.داراي توده عضلاني بيشتري در پاهاي عقب خود بودند
Michael Hemann متخصص بيولوژي سرطان در MIT مي گويد: در مطالعات اين گروه، افزايش سطح فعاليت ژن ها بيشتر از مطالعات قبلي بوده است و احتمالا به همين دليل پروتئين كافي براي اصلاح بيماري توليد شده است. Hemann و ديگران معتقدند كه سيستم فعال كننده جديد براي پژوهش ها آتي مفيد خواهد بود، امّا هنوز چالش هايي حل نشده باقي مانده است و هنوز نمي توان از اين ابزار جديد براي مقاصد درماني استفاده نمود و به علاوه ايمني و كارآيي تكنولوژي جديد در درمان بيماريهاي انساني نيز بايستي اثبات شود.
 

in Vivo Target Gene Activation via CRISPR/Cas9-Mediated Trans-epigenetic Modulation. Cell 2017, 171(7):1495–1507.e15

استفاده از CRISPR / Cas9  در درمان بيماري هاي متعدد
امتیازدهی
میانگین امتیازها:5 تعداد کل امتیازها:1
مشاهده نظرات (تعداد نظرات 0)
ارسال نظرات
نام  
آدرس پست الکترونیکی شما    
توضیحات  
تغییر کد امنیتی  
کد امنیت  
 
Powered by DorsaPortal