شکست شاخ سرطان با کریسپر

CRISPER/CAS9دانشمندان دریافته اند که تغییر واحد ژنتیکی (DNA)می تواند در درمان سرطان موثر باشد ؛انها برای دستیابی راهکار درست برای دست ورزی ژنی تلاش کردند اما راهکار هایی که توسعه پیدا کردند که تناسب و سرعت و صرفه اقتصادی نداشتند.تا اینکه در سال 2013 ورق بازگشت و ابزار ویراش ژنی (CRISPER) متولد شد . این ابزار باعث تغییر در DNA سلول به صورت دقیق و اسان می شد . ابزار جدید ویراش ژنی باعث طوفانی در جهان علم شد به طوری که مرز بین (ممکن) و (ناممکن )را عوض کرد.به دلیل راحتی این تکنیک سبب شده که این تکلنولوژی فقط در انحصار دانشمندان نباشد و امروزه در دبیرستان ها با استفاده از این ابزار دانش اموزان بدون هیچ تحصیل پیشرفته قادر به تغییر کل محتوای ژنوم یک سلول هستند .امروزه کریسپر به عنوان مسیر اصلی متالوژی برای (درمان) سرطان مورد بررسی قرار گرفته است. محققان از مرحله اولیه گذر کرده و اولین تست های انسانی کریسپر برای درمان سرطان به بیماران ترزیق شده که سبب این می شود که لنفوسیت های T (سلول های ایمنی در مقابله با سرطان) بهتر و سریع تر برای از بین بردن سلول های سرطانی عمل کنند . با تمام این اوصاف محققین بسیار محتاط عمل می کنند زیرا خنجری دو لبه در دستان انها است .کریسپر چگونه عمل می کند ؟مانند بسیاری از پیشرفت های بشر ،کریسپر نیز از طبیعت الهام گرفته است. این ایده از مکانیسم دفاعی بعضی از باکتری ها گرفته شده است. این باکتری ها برای محافظت از خودشان در برابر عناصر بیگانه همچون ویروس ها قسمت هایی از DNA مهاجم را به عنوان قطعات کوتاه واران (TTA/ATT) ذخیره می کنند،اگر عامل مزاحم مجددا حمله کند این قطعه ها به RNA(فرم از ماده ژنتیکی از DNA که بعدا می تواند به پروتیئن تبدیل گردد) و به انزیم CAS برای پیدا کردن و برش DNA مهاجم کمک می کند.پس از اینکه این مکانیسم کشف شد ،دانشمندان ابزار ویراش ژنی تطبیق پذیر شناسایی کردند که توانایی برش DNA در هر جایگاهی را قادر است ،این ابزار ابتدا در میکروارگانسیم ها سپس در انسان تست شد.ابزار کریسپر از دو جز اصلی ساخته شده RNA راهنما که با توالی DNA هدف اتصال برقرار کرده (رنگ بنفش ) که به جز دوم یعنی انزیم CAS در برش کمک می کند و پس از برش توالی جدید جایگزین می گردد (رنگ سبز)چرا کریسپر مهم است ؟در گذشته فقط تعداد انگشت شماری از ازمایشگاه های جهان ابزار صحیح ویراش ژن را در اختیار داشتند اما امروزه دبیرستان ها می توانند شرایط ویراش کامل ژنوم را برای دانش اموزان به وجود اورند .کریسپر همچنین قابلیت بهینه سازی دارد به زودی کریسپر توانایی ویرایش هر جایگاه از DNA انسان با سه میلیارد حرف ،دقیق تر از سایر روش ویرایش ژنی را دارد.ویرایش کریسپر بسیار سریع تر خواهد بود. با استفاده از روش های قدیمی معمولا یک یا دو سال برای تولید یک مدل موش مهندسی شده زمان لازم است اما با کریسپر دانشمندان قادر به ایجاد مدل های پیچیده در کمتر از چندماه هستند.علاوه بر این کریسپر به راحتی قابل استفاده در قیاس بزرگ است. محققان می توانند هزاران RNA راهنما برای دستکاری و ارزیابی صدها ژن در لحظه استفاده کنند و ابزار کار امدی برای انتخاب کردن ژن هایی که در درمان سرطان مورد استفاده قرار گیرد.اولین تست کریسپر برای درمان سرطاناولین تست انسانی cancer therapy در دانشگاه پنسیلوانیا در سال 2019 صورت گرفت.این تست برای بهبود عملکرد سیستم ایمنی در بیمارانی است که باعث می شود لنفوسیت T در شناسایی بهتر و از بین بردن سلول های سرطانی بهتر عمل کند.این بهبود شامل 4 مرحله ژنتیکی برای لنفوسیت T است که سلول می تواند راحت تر سلول سرطانی را شناسایی و از بین ببرد. در اولین مرحله اضافه کردن ژن هایی به T که باعث سنتز گیرنده هایی می گردد (NY_ESO1)که سبب شناسایی برخی از سلول های سرطانی می گردد.در مرحله های بعد از سه ژن دیگر برای حذف استفاده می کند. که دو ژن به وسیله گیرنده تنظیم و دیگری باعث از بین رفتن قابلیت هایی سلول سرطانی می گردد .شواهد نشان داده این روش عملکرد مناسب و کم خطری داشته و هدف این پژوهش ها در مراحل ابتدایی دستیابی به درمان ایمن با کریسپراین روش برای بروی دو بیمار Myeloma(سرطان در سلول های پلاسما) و metastatic sarcoma استفاده گردیده و باعث بهبود عملکرد لنفوسیت های T شده است و هیچ شواهدی مبنی بر واکنش سیستم عصبی با سلول های ویراش شده با کریسپر وجود نداشته است.مکافات کریسپربا این که درمان سرطان با کریسپر محقق می گردد اما کریسپر بی نقص نیست ،مشکل اصلی کریسپر این است که گاهی برش خارج بخش DNA هدف صورت بگیرد که به عنوان ویرایش ناخواسته شناخته می شوند و بسیار خطرناک که می تواند زمینه ساز سرطان گردد .اگر کریسپر شروع به برش تصادفی از ژنوم کند سلول می تواند تغییر پتانسیل داده و این نگرانی وجود دارد که خود باعث سرطان گردد اما تنظیم CAS و RNA راهنما تمایل ان را به جایگاه خاص افزایش داده است.دیگر موانعی که کریسپر با ان روبه رو است ؛ وارد شدن ان به سلول است که متداول ترین روش انتخاب ویروس است که به جای انتقال ژن بیماری زا ژن هایی برای CAS و GRNA را حمل می کند. بعضی از ویروس که کریسپر را حمل می کنند چندین سلول را هدف قرار می دهند برای مثال ممکن است ویراش در سلول ماهیچه ای رخ بدهد در حالی که هدف ویرایش سلول های کبدی بوده است.محققان به دنبال راه هایی برای ارسال کریسپر به اندام یا سلول خاص در بدن انسان هستند؛برخی در حال تست ویروس هایی هستند که تنها یک اندام خاص را مورد هدف قرار بدهند؛برخی دیگر ساختاری به نام نانوکپسول طراحی شده برای ارسال به سلول خاص را طراحی کردند.نگرانی دیگری که وجود دارد واکنش سیستم ایمنی در برابر ویروس حامل یا در برابر سلول ویرایش شده با کریسپر وچود دارد.در 20 سال گذشته در پی حمله سیستم اینمی به ویروس حامل gene therapy و از بین بردن ان باعث مرگ بیمار شد.با این حال جدید ترین کریسپر بر پایه ویروس هایی است که ایمن تر از ویروس های استفاده شده در ژن تراپی است.یکی دیگر از نگرانی های مهم ،ویراش تصادفی در اسپرم و تخمک است که باعث تغییرات ژنومی در نسل می گردد که از طریق ویرایش ژنی خارج از بدن این نگرانی هموار شده است و یکی از تست های در دست اقدام ویرایش ژنی مستقیم در چشم افرادی است که نقص ژنتیکی باعث کوری می گردد.حرف اخرامروزه اگر سه شاخه مهم علم را نام ببریم ،نام کریسپر در کنار هوش مصنوعی باید ذکر گردد ،تکلنولوژی بسیار مهمی که باید در کشور جدی گرفته شود چون پتانسیل بالایی دارد که درمان سرطان ساده ترین انهاست و در نهایت قدرت در دست کسانی است که با تعهد از این تکلنوژی برای زندگی بهتر انسان این موجود تنبل و رقت انگیز استفاده کند. HowCRISPRIsChangingCancerResearchandTreatment-NCI Dr.EricWerner,FLS–ResearchscientistOxfordAdvancedResearchFoundation