کریسپر چطور یک نوزاد را از مرگ نجات داد

داستان یک داروی سفارشی

در یک دستاورد بی‌نظیر در علم پزشکی و ژنتیک، گروهی از دانشمندان توانستند برای درمان یک اختلال ژنتیکی نادر در یک نوزاد تنها در مدت شش ماه، دارویی اختصاصی با استفاده از فناوری کریسپر بسازند. این درمان می‌تواند به‌عنوان الگویی برای ساخت درمان‌های مشابه در بیماری‌های نادر و اختلالات ژنتیکی دیگر عمل کند و نشان‌دهنده‌ پتانسیل‌های فوق‌العاده‌ کریسپر در درمان بیماری‌های کشنده است.

پدر و مادر KJ Muldoon وقتی پسرشان را در آغوش گرفتند، هیچ وقت فکر نمی‌کردند که این نوزاد کوچک که با یک بیماری ژنتیکی نادر به دنیا آمده، روزی قادر خواهد بود مانند سایر کودکان غذا بخورد و رشد کند. تنها شش ماه پس از تولد، تیمی از دانشمندان در بیمارستان فیلادلفیا دست به یک معجزه زدند. با استفاده از فناوری کریسپر، آنها درمانی سفارشی برای KJ ساختند که نه تنها زندگی او را نجات داد، بلکه او را به یک شروع جدید و شگفت‌انگیز هدایت کرد. این درمان، نه فقط برای KJ، بلکه برای میلیون‌ها نفر با بیماری‌های مشابه، امیدی تازه به ارمغان آورد.

تولد با یک بیماری نادر و خطرناک

KJ Muldoon، نوزادی که سال گذشته به دنیا آمد، با یک اختلال ژنتیکی تهدیدکننده به نام کمبود «CPS۱» به دنیا آمد. این اختلال ژنتیکی موجب تجمع خطرناک آمونیاک در خون می‌شود و معمولاً به آسیب‌های جدی به اندام‌ها و مغز منجر می‌شود. آمار نشان می‌دهد که تقریباً نیمی از نوزادانی که با این اختلال به دنیا می‌آیند، در ماه‌های اولیه زندگی خود جان خود را از دست می‌دهند. درمان‌های سنتی برای این بیماری شامل رژیم‌های غذایی بسیار محدود و سخت یا پیوند کبد هستند که هیچ‌کدام نمی‌توانند به طور کامل و قطعی این اختلال را درمان کنند.
در یک تحول شگرف در علم پزشکی، تیمی از پزشکان و پژوهشگران در بیمارستان کودکان فیلادلفیا و دانشگاه پنسیلوانیا توانستند در مدت شش ماه، دارویی سفارشی برای درمان KJ بسازند که با استفاده از فناوری کریسپر انجام شد. این درمان نه‌تنها به طور موقت وضعیت بیماری او را بهبود بخشید، بلکه باعث شد تا او بتواند شروع به خوردن غذا‌های پروتئینی کند و به‌طور قابل‌توجهی در رسیدن به نقاط عطف رشدی که والدینش هرگز انتظار نداشتند، پیشرفت کند.

درمان اختصاصی با فناوری کریسپر

کریسپر (CRISPR)، فناوری ویرایش ژن که به‌عنوان یکی از بزرگترین دستاورد‌های علمی در سال‌های اخیر شناخته می‌شود، این امکان را به پژوهشگران می‌دهد که به‌طور دقیق و مؤثر DNA را ویرایش کنند. تیم پزشکی برای درمان KJ از این فناوری بهره بردند و تصمیم گرفتند برای درمان او، دو جهش ژنتیکی که باعث بیماری CPS۱ شده بود، هدف قرار دهند. پژوهشگران با استفاده از ویرایش ژن کریسپر، توانستند تغییرات دقیقی درمحتوای ژنی KJ ایجاد کنند و به‌طور موقت کمبود آنزیم CPS۱ را جبران کنند.

این درمان در مراحل ابتدایی و آزمایشی خود، به‌ویژه در استفاده از نسخه‌ای از کریسپر به نام “ویرایش پایه” (Base Editing) انجام شد. در این روش، تنها یک “حرف” از دنباله‌ی DNA به یک حرف دیگر تغییر پیدا می‌کند. پژوهشگران این فناوری را با استفاده از نانوذرات لیپیدی به بدن KJ منتقل کردند تا فرآیند ویرایش ژن در بدن او به‌طور مستقیم و بدون نیاز به استخراج سلول‌ها از بدن انجام شود. قبل از اینکه درمان به KJ داده شود، این روش‌ها در موش‌ها و میمون‌ها آزمایش شد تا ایمنی آن تأیید شود.

پیشرفت‌های سریع و معجزه‌آسا در درمان

KJ که در بدو تولد دارای عضلات سفت و بی‌حرکت، بی‌اشت‌هایی و بی‌حالی بود، پس از دریافت سه دوز از درمان سفارشی خود شروع به بهبود کرد. والدین او گزارش می‌دهند که اکنون توانسته است غذا‌های پروتئینی بیشتری بخورد و به تنهایی بنشیند. پدرش، از پیشرفت‌های سریع و چشمگیر او ابراز شگفتی کرده و می‌گوید: «او واقعاً پیشرفت‌های عظیمی داشته است.»

با وجود این پیشرفت‌ها، تیم پزشکی از عنوان کردن این درمان به عنوان یک درمان قطعی خودداری می‌کنند و تأکید دارند که هنوز برای نتیجه‌گیری قطعی زود است. دکتر ربکا آرنز نیکلاس، مدیر برنامه‌ی درمان ژنی اختلالات متابولیک ارثی در بیمارستان کودکان فیلادلفیا، معتقد است که این درمان ممکن است وضعیت KJ را از یک بیماری شدید به یک فرم ملایم‌تر تبدیل کرده باشد، اما ممکن است او در آینده نیاز به مصرف دارو‌های دیگری داشته باشد.

آینده درمان‌های اختصاصی برای بیماری‌های نادر

این درمان سفارشی می‌تواند به الگویی برای درمان‌های مشابه برای سایر بیماران مبتلا به بیماری‌های نادر تبدیل شود. تیم پزشکی از دانشگاه پنسیلوانیا در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه می‌توان از کریسپر برای ایجاد درمان‌های شخصی‌شده برای سایر اختلالات ژنتیکی، به‌ویژه در بیماری‌هایی مانند اختلالات چرخه اوره، استفاده کرد. این اختلالات که توانایی بدن برای پردازش آمونیاک را مختل می‌کنند، معمولاً نیاز به پیوند کبد دارند که یک عمل پیچیده و دشوار برای نوزادان است.

چالش‌ها و موانع در درمان‌های ژنتیکی

با وجود این پیشرفت‌ها، هنوز چالش‌هایی در زمینه ارائه درمان‌های ژنتیکی وجود دارد. کریسپر می‌تواند به بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی و انواع سرطان‌ها پاسخ دهد، اما رساندن این درمان به مکان‌های صحیح در بدن هنوز دشوار است. برای مثال، درمان‌های موجود تا کنون به‌صورت خارج از بدن و با استخراج سلول‌ها از بدن انجام می‌شود، که فرآیندی وقت‌گیر و پرهزینه است. به همین دلیل، دارو‌هایی که مستقیماً به بدن تزریق شوند، گزینه‌ای عملی‌تر به نظر می‌رسند.
اما با توجه به اینکه اختلالات چرخه اوره به‌طور عمده در کبد رخ می‌دهند، این نوع بیماری‌ها می‌توانند هدف مناسبی برای درمان‌های سفارشی با استفاده از کریسپر باشند. 

نتایج این تحقیق و درمان که در مجله نیچر منتشر شده است نشان می‌دهد که این درمان‌ها و پیشرفت‌ها می‌توانند در آینده به روشی معمول برای درمان بیماری‌های ژنتیکی نادر تبدیل شوند و نویدبخش دوران جدیدی در پزشکی و درمان‌های شخصی‌شده باشند.