ژن درمانی با کریسپر

طی چند ماه، یک کارآزمایی بالینی جسورانه ممکن است اساساً خطر حمله قلبی را در آسیب پذیرترین افراد کاهش دهد. این یک شلیک معمولی نیست. کریسپر که توسط Therapeutics Verve ،یک شرکت بیوتکنولوژی مستقر در ماساچوست، رهبری می شود، یکی از اولین آزمایشهایی است که ویرایشگرهای پایه ژنتیکی را مستقیماً در بدن انسان آزمایش میکند.

یکی از انواع ابزار ویرایش ژن Cas9-CRISPR (کریسپر)، ویراستاران پایه زمانی که برای اولین بار به دلیل کارایی خود در جایگزینی حروف ژنتیکی بدون شکستن رشته های ظریف  DNA معرفی شدند، به اوج خود رسیدند.

از آنجایی که این ابزار نسبت به نسخه کالسیک کریسپر ایمن تر است، این ابزار جدید امیدی را ایجاد کرد که بتوان از آن برای درمان بیماری های ژنتیکی استفاده کرد.

درمان بیماری قلبی با ژن درمانی کریسپر

مدیر عامل Verve ،دکتر Sekar Kathiresan ،یک متخصص قلب در دانشگاه هاروارد،  Kathiresan به این فکر کرد که آیا ویرایش پایه می تواند به حل یکی از قاتل های اصلی زمان ما کمک کند: حملات قلبی. به نظر می رسید یک مورد آزمایشی کامل باشد. ما یکی از دلایل اصلی حملات قلبی را می دانیم – سطح کلسترول بالا، به ویژه نسخه ای به نام LDL-C (کلسترول لیپوپروتئین با چگالی کم). ما همچنین چندین ژن اصلی را می شناسیم که سطح آن را کنترل می کنند. و – مهمتر از همه – ما تعویض حرف DNA را می دانیم که در تئوری می تواند LDL-C را به شدت کاهش دهد و به نوبه خود خطر حملات قلبی را کاهش دهد.  فقط یک مشکل وجود دارد: ما نمی دانیم ویراستاران پایه در داخل بدن انسان زنده چگونه رفتار خواهند کرد.

بالا و پایین رفتن کلسترول

 LDL-C مانند یک تکه آدامس چرب است که مقدار زیادی پروتئین در آن مخلوط شده است. معمولا در خون می چرخد و در نهایت در “کشتی های حباب مانند” به داخل سلول ها کشیده می شود و در یک محفظه پر از اسید خورده می شود (بله) ، زیست شناسی سلولی بسیار عجیب است. Voila جریان خون دارای تفاله چربی کمتری است.

برای اینکه این اتفاق بیفتد، LDL-C  باید به سلول متصل شود. نقطه اتصال به درستی LDLR نامیده می شود و “R “برای گیرنده است. مانند یک محوطه حمل و نقل کارآمد، سلول بسته به سطح LDL-C  تعداد اسکله های موجود را کنترل می کند. اگر کلسترول کافی وجود نداشته باشد، سلول یک “هندلر”، PCSK9  را برای از بین بردن اسکله ها هدایت می کند.

• اما  PCSK9  گاهی اوقات می تواند بیش از حد مشتاق شود. بدون تعداد کافی داک، LDL-C  چیزی برای گرفتن ندارد و در داخل جریان خون انباشته می شود. در نهایت به دیواره‌های رگهای خونی می‌چسبد و پوسته‌ای بد ایجاد می‌کند، زیرساخت تامین خون را باریک می‌کند و خطر حمله قلبی یا سکته را افزایش می‌دهد. کل فرآیند در هیپرکلسترولمی خانوادگی (HeFH )به سرعت بالا می رود، جایی که تغییرات حرف DNA  در PCSK9 آن را افزایش می دهد و به نوبه خود کلسترول را سر به فلک می کشد – اغلب به سطح تهدید کننده زندگی.

 PCSK9 چندین دهه است که در کانون دانشمندان بوده است. استاتین‌ها یک انتخاب محبوب هستند، اما آنها فقط علامت (کلسترول بالا) را هدف قرار می‌دهند بدون اینکه مشکل ژنتیکی اساسی را حل کنند. چندین دارو، مانند آنتی‌بادی‌هایی که عملکرد آن را مهار می‌کنند، توسط FDA در سال ۲۰۱۵ تأیید شدند. گزینه دیگر برای قطع بیان ژن، RNA  مداخله‌گر کوچک است که در سال ۲۰۲۱ وارد بازار شد. – آنها را به مبارزه ای مادام العمر تبدیل می کند. آنها همچنین برای جمعیت بیشتری از افراد با خطر حمله قلبی طراحی نشده اند.

 آیا به جای یک سرمایه گذاری مادام العمر، راهی برای درمان بیماری قلبی وجود دارد؟

اولین موفقیت ژن درمانی کریسپر در درمان بیماری قلبی

---

 در سال ۲۰۲۱ ،Kathiresan  یک حرکت رادیکال انجام داد: درمان های گذرا را فراموش کنید – بیایید منبع را هدف قرار دهیم.

تیم او با استفاده از ویرایشگرهای پایه کریسپر ،بر روی کار قبلی روی موش ها کار کرد و نشان داد که یک تزریق یک ویرایشگر پایه، با نام 8.ABE8 ،می تواند سطح کلسترول PCSK9 و LDL را در میمون های ماکاک سالم کاهش دهد.

درمان شامل دو جزء است که به راحتی و ارزان سنتز می شوند: یک mRNA که ویرایشگر پایه را در داخل بدن می سازد و یک RNA راهنمای (gRNA )برای هدایت ویرایشگر پایه به نقطه صحیح DNA . سپس این اجزا در داخل یک نانوذره لیپیدی – اساساً یک حباب چربی – محصور شدند و به جریان خون میمون ها تزریق شدند.

برخلاف درمان‌های کلاسیک کریسپر ،که معمولاً به یک ویروس برای حرکت با اتوتوپ نیاز دارند، نانوذرات لیپیدی بسیار ایمن‌تر هستند زیرا خطر ادغام در ژنوم را ندارند. آنها همچنین به راحتی توسط کبد جذب می شوند. به عنوان منبع اصلی متابولیسم کلسترول، کبد کاندیدای عالی برای آزمایش ویرایشگر ژن و مکانیسم تحویل است.

تنها با یک تزریق، درمان 36 درصد فرکانس در ویرایش ژن PCSK9 داشت. پس از دو هفته، سطح کلسترول میمون ها بیش از نصف کاهش یافت. این فقط یک اشتباه نیست، بلکه یک چشم پوشی است: پس از هشت ماه، میمون ها فقط۱۰ درصد از سطح  PCSK9  قبلی خود را داشتند و به طور مداوم کلسترول پایینی داشتند. بیوپسی و آزمایش خون نیز نشان داد که میمون ها عوارض جانبی کمی داشتند.

بیشتر بخوانید: بهترین مشاوره ژنتیک در تهران چه ویژگی هایی دارد؟

ویرایشگر ژن نیز به طرز تکان دهنده ای خاص بود. در یک صفحه، تنها یک سایت DNA برای ویرایش خارج از هدف پیدا شد. با این حال، این سایت ممکن است مختص میمون باشد، و هرگز به عنوان مشکل در آزمایشات سلول های کبدی انسان علامت گذاری نشده باشد.

دکتر Rooij van Eva در مؤسسه Hubrecht در هلند، که در آن زمان در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: این یک نمونه هیجان انگیز از “پتانسیل درمانی فوق العاده ویرایش پایه CRISPR “است. «البته، نگرانیهای مربوط به جهش‌های خارج از هدف، ایمنی‌زایی و هدف قرار دادن اندامها باید مورد توجه قرار گیرد.» با این حال، با پیشرفت سریع در سیستمهای مبتنی بر کریسپر ،به نظر میرسد که مزایای ویرایش دقیق ژنوم بر معایب حرکت به سمت ترجمه بالینی بیشتر شود.

بیشتر بخوانید:همه چیز در رابطه با مشاوره ژنتیک فرد محور

تغییر پارادایم

ویرایش مستقیم ژنهای داخل بدن انسان برای جلوگیری از حملات قلبی ممکن است افراطی به نظر برسد. اما تیم دلیلی برای دنبال کردن یک استراتژی دارد. نوع اصلی سلول های کبدی عمر نسبتا طولانی دارند. به گفته ون رویج،«تزریق یکباره اجزای ویرایش ژن برای مهار دائمی عملکرد PCSK9  در کبد میتواند برای چندین دهه مؤثر باشد، کیفیت زندگی را بهبود بخشد و هزینه های مراقبتهای بهداشتی را کاهش دهد.»

•  Verve تنها شرکتی نیست که به تغییر پارادایم برای بیماری قلبی چشم دوخته است. مطالعه دیگری در همان زمان، به رهبری دکتر جرالد شوانک در دانشگاه زوریخ، رویکرد ویرایش پایه کریسپر مشابهی را در پیش گرفت و یک ماه بعد کاهش 53 درصدی در سطح PCSK9 را نشان داد که پس از دوز دوم، کارایی آن افزایش یافت. یک مطالعه دیگر که PCSK9 را هدف قرار داد، مسیر متفاوتی را با الیگونوکلئوتیدهای ضد حس (ASO)  رشته‌ای از حروف DNA که یک ژن را مسدود می‌کنند، در پیش گرفت. در اینجا، درمان به جای تزریق، با نرخ قطع PCSK9 به صورت خوراکی مصرف شد.

برای Verve ،کارآزمایی بالینی زیادی در حال انجام است که قرار است در اواسط سال 2022 در نیوزیلند انجام شود. در صورت موفقیت آمیز بودن، اولین تالش برای استفاده از ویرایشگرهای پایه به طور مستقیم در داخل بدن و یک راه حل بالقوه دائمی برای مدیریت حملات قلبی خواهد بود. برای شروع، این کارآزمایی فقط افراد مبتلا به HeFH  ،اختلال ژنتیکی که باعث سطوح بسیار باالی کلسترول می شود،در نظر دارد.

فاز اول درمان کریسپر

فاز اول عمدتاً بر ایمنی متمرکز است، اگرچه ممکن است بهبودها – در صورت وجود – پس از تجزیه و تحلیل نیز ظاهر شوند

Verve  انتظار نتایج اولیه را در حدود سال ۲۰۲۳ دارد. در همین حال، این شرکت همچنین از بریتانیا و ایالات متحده برای آزمایش بالینی چراغ سبز می خواهد. این شرکت مبارزه ای در پیش دارد. اگرچه در آزمایشهای بالینی روی موشها و میمونها بی‌خطر تلقی میشد، اما سیستم ایمنی انسان ممکن است پاسخ متفاوت بدهد . این درمان همچنین ممکن است با بی میلی بیماران روبرو شود زیرا مستقیماً ژنوم را ویرایش می کند. درمان طولانی مدت و عوارض جانبی ناشناخته باقی مانده است. و در نهایت، هزینه درمان – که بین ۵۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰۰ دلاز تخمین زده می شود، آن را برای برخی دست نیافتنی می کند. به عنوان مثال، استاتین ها می توانند تا ۲۹ دلار در ماه کم باشند، اما نیاز به درمان طولانی مدت دارند.

 Verve از قبل به آینده چشم دوخته است. آنها گفتند: “ما ابتدا بر بزرگسالان مبتلا به بیماری قلبی عروقی آترواسکلروتیک تهدید کننده زندگی (ASCVD ) تمرکز خواهیم کرد و سپس به جمعیت بیماران مبتلا به بیماری گسترش خواهیم داد.” در همین حال، ابزارهای قانونی و بازپرداخت باید وارد عمل شوند. به دکتر کوئن پائولوسما و پیتر بوسما از دانشگاه آمستردام، که قبلا در مورد مطالعات میمون ها اظهار نظر کردند، “در دسترس قرار دادن این درمان های تغییر دهنده زندگی برای بیماران در آینده نزدیک وظیفه تنظیم کننده ها، شرکت های بیمه سلامت و دولت ها است. با توجه به سرعت این پیشرفتهای فنی هیجان انگیز، ادامه این روند برای همه آنها چالش برانگیز خواهد بود.»

منبع:https://singularityhub-com.cdn.ampproject.org/c/s/singularityhub.com/2022/05/16/a-one-and-done-crispr-gene-therapy-will-aim-to-prevent-heart-attacks/?amp=1