درمان نقرس با یک ژن باستانی

به گزارش «سای‌تکدیلی» (SciTechDaily)، نقرس (Gout) یکی از قدیمی‌ترین انواع آرتریت یا همان التهاب مفصل است که بر اثر تجمع کریستال‌های تیز اسید اوریک در مفاصل به وجود می‌آید و باعث تورم و درد شدید می‌شود. اکنون، پژوهشگران دانشگاه ایالتی جورجیا معتقدند روشی باستانی را برای مقابله با این بیماری کشف کرده‌اند.

در مطالعه‌ای که در نشریه «گزارش‌های علمی» (Scientific Reports) منتشر شده است، این تیم پژوهشی از فناوری ویرایش ژن کریسپر (CRISPR) برای بازگرداندن ژنی استفاده کرد که انسان‌ها میلیون‌ها سال پیش از دست داده‌اند؛ نتیجه این کار کاهش سطح اسید اوریک بود؛ یعنی ترکیبی شیمیایی که عامل اصلی نقرس و چندین مشکل دیگر سلامتی است.

کلید در آنزیمی باستانی نهفته است

رمز این کشف در آنزیمی به نام «یوریکاز» (uricase) نهفته است؛ آنزیمی که اغلب حیوانات هنوز آن را در بدن خود دارند.

یوریکاز به بدن کمک می‌کند تا اسید اوریک _ یک فرآورده زائد متابولیسمی که به‌طور طبیعی در خون تشکیل می‌شود_ را تجزیه کند. هنگامی که مقدار این ترکیب بیش از حد افزایش یابد، می‌تواند در مفاصل و کلیه‌ها به‌صورت کریستال رسوب کند و باعث نقرس، سنگ کلیه و سایر مشکلات مرتبط شود.

انسان و سایر کپی‌ها حدود ۲۰ تا ۲۹ میلیون سال پیش ژن تولیدکننده یوریکاز را از دست دادند. برخی دانشمندان معتقدند این تغییر ژنتیکی در زمان خود مزیتی داشته است. به‌عنوان مثال، دکتر ریچارد جانسون از دانشگاه کلرادو در مقاله‌ای در مجله (Seminars in Nephrology) اظهار کرده است که سطح بالاتر اسید اوریک ممکن است به نخستی‌های اولیه کمک کرده باشد تا قند میوه را به چربی تبدیل کنند؛ ویژگی‌ای که در دوره‌های کمبود غذا ممکن بود به بقا کمک کند.

تبدیل یک ویژگی تکاملی به راه حلی پزشکی

اما آنچه روزی به نیاکان ما کمک می‌کرد، امروز عامل بیماری‌های مدرن شده است. این همان چالشی است که اریک گوشر (Eric Gaucher)، استاد زیست‌شناسی در دانشگاه ایالتی جورجیا و تیمش تصمیم گرفتند با آن روبه‌رو شوند.

گوشر می‌گوید: «بدون وجود یوریکاز، انسان‌ها در برابر افزایش اسید اوریک بی‌دفاع می‌مانند. ما می‌خواستیم ببینیم اگر این ژن از کارافتاده را دوباره فعال کنیم چه اتفاقی می‌افتد».

گوشر به همراه پژوهشگر پسادکترا «لایس دِ لیما بالیکو» (Lais de Lima Balico) از ابزار CRISPR-Cas۹ که اغلب به‌عنوان «قیچی مولکولی» شناخته می‌شود، برای قرار دادن نسخه بازسازی شده ژن باستانی یوریکاز در سلول‌های کبدی انسان استفاده کرد تا نحوه عملکرد آنزیم را بررسی کند. 

نتایج چشمگیر بود؛ سطح اسید اوریک کاهش یافت و تجمع چربی ناشی از فروکتوز در سلول‌های کبدی متوقف شد. با این حال، آزمایش بر سلول‌های منفرد همیشه کافی نیست؛ بنابراین تیم پژوهشی گام بعدی را برداشت.

برای بررسی رفتار ژن در شرایط پیچیده‌تر، آنها از سلول‌های منفرد به سمت مدل‌سازی سلولی سه‌بعدی کبدی (D liver spheroids۳) رفتند. این بافت‌های کوچک پرورش یافته در آزمایشگاه، عملکرد اندام را در بدن شبیه‌سازی می‌کنند. ژن احیاشده در این مدل‌ها نیز سطح اسید اوریک را پایین آورد. افزون بر این، آنزیم تولیدشده به پروکسی‌زوم‌ها (peroxisomes) _ بخش‌های کوچک درون سلول که محل طبیعی فعالیت یوریکاز هستند _ منتقل شد. این یافته نشان می‌دهد که این روش همچنین می‌تواند در سیستم‌های زنده و نه فقط در سلول‌های جدا شده ایمن عمل کند.

گوشر توضیح می‌دهد: «با فعال‌سازی دوباره یوریکاز در سلول‌های کبدی انسان، توانستیم سطح اسید اوریک را کاهش دهیم و از تبدیل فروکتوز اضافی به تری‌گلیسیرید (چربی‌ای که در سلول‌های کبد تجمع می‌یابد) جلوگیری کنیم».

فراتر از نقرس: تاثیر گسترده‌تر بر سلامت 

اهمیت این کشف بسیار فراتر از درمان نقرس است. سطح بالای اسید اوریک، یا همان «هیپراورسمی» (hyperuricemia)، با طیف وسیعی از بیماری‌های مدرن، نه فقط درد مفاصل، ارتباط دارد. پژوهش‌ها آن را با فشار خون بالا (hypertension) و بیماری‌های قلبی‌عروقی مرتبط دانسته‌اند و برخی پژوهشگران از جمله دکتر جانسون (طبق پژوهشی در مجله Hypertension) خطرات آن را با کلسترول بالا مقایسه کرده‌اند.

این خطرات صرفا نظری نیستند بلکه در داده‌های بیماران نیز آشکارا دیده می‌شوند.

براساس این پژوهش، حدود ۲۵ تا ۵۰ درصد از بیماران مبتلا به فشار خون بالا دارای سطح بالای اسید اوریک هستند و در موارد تازه ابتلا به فشار خون، این هم‌پوشانی تا ۹۰ درصد افزایش می‌یابد.

گوشر می‌گوید: «هیپراورسمی وضعیتی خطرناک است. با کاهش اسید اوریک، ممکن است بتوانیم هم‌زمان از چندین بیماری پیشگیری کنیم».
درمان‌های فعلی نقرس برای همه بیماران موثر نیست و برخی افراد نسبت به درمان‌های موجود با یوریکاز آزمایشگاهی واکنش بدی نشان می‌دهند. روش مبتنی بر CRISPR می‌تواند این مشکلات را با بازگرداندن تولید طبیعی یوریکاز در سلول‌های کبدی برطرف کند.

گوشر تاکید می‌کند: «روش ویرایش ژن ما می‌تواند به بیماران کمک کند تا بدون نقرس زندگی کنند و حتی به طور بالقوه از بروز بیماری کبد چرب جلوگیری شود».

گام‌های بعدی و چالش‌های اخلاقی

مرحله بعد شامل آزمایش‌های حیوانی و در صورت موفقیت، کارآزمایی‌های انسانی است.

گزینه‌های احتمالی برای انتقال ژن شامل تزریق مستقیم، بازگرداندن سلول‌های کبدی اصلاح‌شده به بدن بیمار یا استفاده از نانوذرات لیپیدی (lipid nanoparticles) است؛ همان فناوری‌ای که در برخی واکسن‌های کووید-۱۹ نیز به کار رفته است. 

اگر این رویکرد ایمن باشد، گوشر معتقد است می‌تواند درمان نقرس و بیماری‌های متابولیکی مرتبط را متحول کند. اما چالش‌ها همچنان باقی‌اند.
او می‌گوید: «ویرایش ژنوم هنوز با نگرانی‌های ایمنی قابل‌توجهی روبه‌روست. هنگامی که این مسائل برطرف شود، جامعه با بحث‌های اخلاقی حساسی مواجه خواهد شد؛ درباره اینکه چه کسانی باید یا نباید به چنین درمان‌هایی دسترسی داشته باشند».