فناوری کریسپر و دستکاری جنین
در سال 2015، دانشمندان دانشگاه سان یات سن(SYSU) چین برای نخستین بار ژن‌های داخل رحم انسان را با کمک فناوری کریسپر اصلاح کردند و توانستند ژن‌های خاصی را با این روش خارج کنند. اما نوامبر 2018 محققی به نام هی جیانکوی[1]، (شکل 1) طی یک ویدیو با اعلام تولد دو نوزاد دختر با نام‌‌های لولو و نانا که با استفاده از کریسپر از لحاظ ژنتیکی دستکاری شده بودند وارد مرحله جدیدی از این فناوری در دنیا شد. اسناد و مدارک بهداشتی این پروژه که اولین بار توسط وبسایت Technology Review دانشگاه MIT مورد انتشار قرار گرفت نشان داد این پروژه در مرکز ثبت کارآزمایی‌های بالینی کشور چین به ثبت رسیده است. پدر این دو کودک، یک بیمارHIV مثبت تشخیص داده شده بود که قصد داشته جلوی انتقال این بیماری را به فرزندان خود بگیرد. این تیم، ویرایش ژنتیکی را روی رویان هفت جفت پیاده سازی کرد که تنها در یک مورد به بارداری منجر شده بود. هی جیانکوی پژوهشگر چینی و محقق ارشد این پروژه، با اعلام این که ویرایش ژن طی IVF رخ می‌دهد به جزییات مطالعه پرداخته است. در ابتدای کار برای جداسازی اسپرم، مایع منی شسته شد و یک اسپرم تک جدا شد که سپس با استفاده از ICSIدرون یک تخمک واحد برای ایجاد جنین قرار داده شد و بعد از آن ابزار ویرایش ژن اضافه شد. هنگامی که جنین‌ها 3 تا 5 روزه بودند، تعداد کمی از سلول‌ها حذف شدند و برای ویرایش مورد بررسی قرار گرفتند. زوج‌ها می‌توانستند انتخاب کنند که برای بارداری از جنین‌های ویرایش شده استفاده شود یا ویرایش نشده. در مجموع 16 جنین از 22 جنین، ویرایش شدند و از 11تا از این جنین‌ها در 6 اقدام برای کاشت در رحم قبل از اینکه دو قلوزایی حاصل آید، استفاده شد. آزمایشهای ژنتیکی روی جنین‌های 12، 19 و 24 هفته‌ای انجام شده است. البته هنوز مشخص نیست که آیا یکی از همین آزمایش‌ها به تولد این دختران دوقلو منجر شده یا خیر. والدین این نوزادان مایل نیستند که نامشان فاش شود .نوزادان پس از تولد، توالی ژنوم مختص به خود را داشتند که نشان دهنده‌‌ی موفقیت در فرآیند اصلاح ژنتیکی است. این تغییرات توانسته با غیر فعال سازی ژن CCR5، مانع از انتقال ویروس HIV به درون سلول شود.
هی جیانکوی، محققی جسور یا محققی بی اخلاق!
اما این پایان ماجرا نبود و هنوز برای اثبات موفقیت آمیز یا بی‌خطر بودن این اصلاح ژنتیکی، شواهد کافی وجود ندارد. جیانکوی نتیجه آزمایشهای خود را در ژورنالهای معتبر ارائه نکرد اما پس از انتشار خبر مربوط به ویرایش ژنتیکی دو نوزاد توسط محققان چینی، مراجع مختلف آن را محکوم کرده و از بازرسی دقیق این تحقیقات خبر دادند. از طرف دیگر بعد از چند ماه تیتر اول اخبار تعلیق از کار و سه سال زندان برای این محقق چینی به خاطر سهل انگاری در رعایت خط مرزهای اخلاق علمی بود.
وقتی آمریکایی ها دست به کار می شوند
زمان زیادی از انتشار مقاله دانشمندان چینی در اصلاح جنین انسانی نگذشته بود که تیمی پژوهشی در ایالات متحده جهت بررسی قدرت بالای جلوگیری از بیماری‌های ژنتیکی، به صورت کاملا محدود، دست به اصلاح ژنوم جنین انسانی زدند. پژوهشگران دانشگاه بهداشت و علوم اورگان در شهر پرتلند ایالات متحده تلاشی برای ایجاد جنین‌های اصلاح‌شده ژنتیکی انجام داده و به نتایج مطلوبی دست یافتند. پژوهش‌های جدید انجام شده به وسیله دانشمندان آمریکایی شامل تغییر DNA در تعداد زیادی از سلول‌های منفرد جنین بر طبق اطلاعات قبلی از یک فرد، با تکنیک ویرایش ژنوم کریسپر بود. این پژوهشگرانDNA جنین انسانی که مبتلا به کاردیومیوپاتی هیپرتروفیک (نوعی بیماری قلبی) بود را اصلاح کردند.
در این پژوهش، دانشمندان سلول تخم را با اسپرم مردی که دارای جهش است و موجب ایجاد بیماری قلبی می‌شود، بارور کردند. سپس آنها از ابزار ویرایش ژن CRISPR-Cas9 برای قطع توالی جهش یافته در ژن MYBPC3 مرد که مسئول کاردیومیوپاتی هیپرتروفی بود، استفاده کردند. به طور شگفت انگیز، ژن مرد توالی سالم از ژن زن را کپی کرد. این روش زمانی که تزریق اسپرم وCRISPR-Cas9 به سلول تخم همزمان بود (به جای باروری و سپس تزریق CRISPR-Cas9) بهتر عمل کرد. از ۵۸ جنین ویرایش شده، ۴۲ جنین دو نسخه بدون جهش از ژن‌ها را در هر سلول داشتند و ۱۶ جنین دارای جهش ناخواسته بودند. بنابراین این روش هنوز کامل نشده است، اما پژوهشها نشان می‌دهد که ویرایش ژنتیکی جنین و تولد نوزادانی سالم بیشتر حقیقتی علمی است تا تخیلی. این فرایند مهندسی رده سلولی زایشی[1] نام دارد، زیرا هر کودک اصلاح ژنتیکی شده تغییرات را از طریق سلول‌های زایشی خود به نسل بعدی منتقل می‌کند. برخی از منتقدان استفاده از این روش‌ها عقیده دارند که آزمایشهای رده سلولی زایشی می‌تواند موانع را از سر راه دنیای جدید "نوزادان طراحی‌شده" که با مهندسی ژنتیک بهبود و ارتقا می‌یابند، بردارد.
جمع بندی
نشریات چینی که تعدادی از فعالیت‌های انجام شده در این زمینه را منتشر کرده‌اند، اذعان می‌دارند کریسپر باعث خطاهای ویرایشی در یک محدوده کوچک می‌شود و تغییرات دلخواه DNA نه در تمام سلول‌های جنین، بلکه فقط در تعدادی از آنها رخ می‌دهد. این اثر که در اصطلاح "موزاییسم" نام دارد، توجه را به بحث‌هایی جلب می‌کند که ادعا میکنند ویرایش رده سلولی زایشی برای ایجاد یک فرد، ایمن نخواهد بود. در عین حال، تیم تحقیقاتی آمریکایی به شکل قانع‌کننده‌ای نشان داده است که از موزاییسم و هدف‌گیری اشتباه به عنوان دو خطای شناخته شده کریسپر جلوگیری به عمل آورده است. به نظر می‌رسد این گروه تحقیقاتی بتوانند با اعمال کریسپر به تخمک‌ها در همان زمان لقاح اسپرم، بر مشکلات زودهنگام غلبه کرده باشد؛ به خصوص که نتایج در مقایسه با کارهای قبلی بهبود زیادی داشته است. در نهایت اگرچه به این گروه اجازه داده نشد تا هیچ یک از جنین‌ها را بیش از چند روز توسعه داده و هیچ تصمیمی هم برای وارد کردن آنها به رحم وجود نداشت، اما این آزمایش‌ها نقطه عطفی جهت حرکت اجتناب‌ناپذیر به سمت تولد اولین انسان اصلاح ژنتیکی‌شده خواهد بود. این پژوهشها هر چند می‌توانند امیدوار کننده باشند، اما باید توجه داشت در کشوری مانند ایالات متحده خطوط قرمزی در مقابل پیشرفت‌های ژنتیکی مانند آنچه برای هوش مصنوعی وجود دارد، ترسیم شده است. در ایالات متحده این نوع پژوهشها بسیار بحث برانگیز است: حتی ممنوعیت استفاده از فناوری‌های ویرایش ژن روی جنین انسان وجود دارد. آکادمی ملی علوم و آکادمی ملی پزشکی استفاده از مهندسی ژنتیک روی جنین انسان را فقط هنگامی که "جایگزین مناسب" در دسترس نیست و تنها برای از بین بردن بیماری‌های جدی باشد تأیید میکنند.
نویسنده: حسین واثقی دودران / دکتری تخصصی فیزیولوژی تولید مثل
[1] Germline
[1] Jiankui He
