پتانسیل ویرایش ژن برای به کار انداختن درمان‌های جدید برای اختلالات غیرقابل درمان میتوکندری

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۲۰ مارچ، ۲۰۲۲
لینک منبع: Potential for Gene-Editing To Enable New Treatments for Incurable Mitochondrial Disorders

سلول‌های ما حاوی میتوکندری هستند که انرژی لازم برای عملکرد سلول‌های ما را تامین می‌کنند. هر یک از این میتوکندری‌ها حاوی مقدار کمی DNA میتوکندری هستند. دی‌ان‌ای میتوکندریایی تنها ۰.۱٪ کل ژنوم انسان را تشکیل می‌دهد و منحصرا از مادر به فرزند منتقل می‌شود.

نقص در DNA میتوکندری ما می‌تواند بر چگونگی عملکرد میتوکندری تاثیر بگذارد، که منجر به بیماری‌های میتوکندری می‌شود، شرایط جدی و اغلب کشنده‌ای که حدود ۱ در ۵۰۰۰ نفر را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. این بیماری‌ها لاعلاج و تا حد زیادی غیرقابل درمان هستند.

به‌طور معمول حدود ۱۰۰۰ کپی از DNA میتوکندری در هر سلول وجود دارد و درصد آن‌ها که آسیب‌دیده و یا جهش‌یافته هستند مشخص خواهد کرد که آیا فرد از بیماری میتوکندری رنج خواهد برد یا خیر. معمولا بیش از ۶۰٪ میتوکندری در یک سلول نیاز به نقص برای ظهور بیماری دارند و هر چه میتوکندری فرد معیوب باشد، بیماری آن‌ها شدیدتر خواهد بود. اگر درصد DNA معیوب کاهش یابد، این بیماری می‌تواند به‌طور بالقوه درمان شود.

سلولی که شامل مخلوطی از DNA میتوکندریایی سالم و معیوب است به‌عنوان «هتروپلاسمی» توصیف می‌شود. اگر سلولی فاقد DNA میتوکندریایی سالم باشد، آن «هوموپلاسمی» است.

در سال ۲۰۱۸، تیمی از واحد بیولوژی میتوکندریایی MRC در دانشگاه کمبریج یک روش ژن‌درمانی تجربی را در موش‌ها به کار برد و توانست DNA میتوکندری آسیب‌دیده را در سلول‌های هتروپلاسمی با موفقیت هدف قرار داده و از بین ببرد، و به میتوکندری با DNA سالم اجازه دهد که جای آن‌ها را بگیرد.

دکتر Michal Minczuk توضیح داد: «رویکرد اولیه ما بسیار امیدوارکننده است و اولین باری بود که کسی قادر به تغییر DNA میتوکندری در یک حیوان زنده بود.» اما این کار فقط در سلول‌هایی با DNA میتوکندری سالم کافی برای کپی کردن خودشان و جایگزین کردن سلول‌های معیوب که از بین رفته‌اند، انجام می‌شود. همچنین در سلول‌هایی که کل میتوکندری آن‌ها دارای DNA معیوب است، کار نمی‌کند.

دکتر Minczuk و همکارانش در آخرین پیشرفت‌های خود، که اخیرا در Nature Communications منتشر شده‌اند، از یک ابزار بیولوژیکی به نام ویرایشگر باز میتوکندری برای ویرایش DNA میتوکندری موش‌های زنده استفاده کردند. درمان با استفاده از یک ویروس اصلاح‌شده به جریان خون موش منتقل می‌شود، که سپس توسط سلول‌های آن گرفته می‌شود. این ابزار به دنبال یک توالی منحصربه‌فرد از جفت‌های باز است -ترکیبی از مولکول‌های A، C، G و T که DNA را می‌سازند. سپس باز DNA را تغییر می‌دهد -در این مورد، تغییر C به T. این امر در اصل ابزار را قادر می‌سازد تا «اشتباهات» خاصی را اصلاح کند که باعث می‌شود میتوکندری دچار نقص شود.

در حال حاضر هیچ مدل موش مناسبی برای بیماری‌های DNA میتوکندری وجود ندارد، بنابراین محققان از موش‌های سالم برای تست ویرایشگرهای باز میتوکندری استفاده کردند. با این حال، نشان می‌دهد که امکان ویرایش ژن‌های DNA میتوکندریایی در یک حیوان زنده وجود دارد.

پدرو سیلوا-پینهیرو، محقق فوق‌دکترا در آزمایشگاه دکتر Minczuk و اولین مولف این تحقیق گفت: این اولین باری است که کسی قادر به تغییر جفت باز DNA در میتوکندری یک حیوان زنده است. این نشان می‌دهد که در اصل ما می‌توانیم اشتباهات املایی را در DNA معیوب میتوکندری اصلاح کنیم و میتوکندری سالم تولید کنیم که به سلول‌ها این امکان را بدهد که به درستی عمل کنند.

رویکردی که در بریتانیا به‌عنوان درمان جایگزینی میتوکندری شناخته می‌شود -که گاهی‌اوقات به آن «IVF سه نفره» گفته می‌شود- اجازه می‌دهد میتوکندری معیوب یک مادر با میتوکندری یک اهداکننده سالم جایگزین شود. با این حال، این تکنیک پیچیده است، و حتی IVF استاندارد در کم‌تر از یک چرخه در سه چرخه موفق است.

دکتر Minczuk افزود: واضح است که قبل از اینکه کار ما منجر به درمان بیماری‌های میتوکندریایی شود، راه زیادی برای رفتن وجود دارد. اما این نشان می‌دهد که پتانسیل برای درمان آینده وجود دارد که پیچیدگی درمان جایگزینی میتوکندری را از بین می‌برد و امکان ترمیم میتوکندری معیوب در کودکان و بزرگسالان را فراهم می‌کند.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات ژنتیک ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.