ویرایش ژن با CRISPR؛ درمان سرطان تنها با یک تزریق

پژوهشگران با استفاده از فناوری قدرتمند ویرایش ژن CRISPR–Cas۹ روشی را توسعه داده‌اند که ممکن است امکان تولید مستقیم سلول‌های ایمنی مهندسی‌شده برای مبارزه با سرطان را در داخل بدن فراهم کند؛ رویکردی که در صورت موفقیت می‌تواند درمان‌های CAR‑T را ایمن‌تر، ساده‌تر و ارزان‌تر کند.

به گزارش Nature، نتایج یک مطالعه انجام‌شده روی موش‌ها نشان می‌دهد این فناوری می‌تواند راهی برای ایجاد سلول‌های CAR‑T درون بدن بیمار فراهم کند؛ رویکردی که در آن سلول‌های ایمنی بدون نیاز به دستکاری خارج از بدن مستقیما در بدن بازبرنامه‌ریزی می‌شوند تا سلول‌های سرطانی را شناسایی و نابود کنند.

این پژوهش همچنین مجموعه‌ای از ویژگی‌های ایمنی جدید را به نسل نوظهوری از درمان‌های سرطان موسوم به درمان‌های CAR‑T درون‌بدنی (in vivo CAR‑T) اضافه می‌کند. به گفته پژوهشگران چنین پیشرفتی می‌تواند در آینده به تولید درمان‌هایی منجر شود که نسبت به روش‌های فعلی برای برخی سرطان‌های خونی ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر باشند.

در حال حاضر درمان‌های CAR‑T با استفاده از سلول‌های T خود بیمار (نوعی از سلول‌های کلیدی سیستم ایمنی) تولید می‌شوند. در این روش سلول‌های T از بدن بیمار استخراج می‌شوند، در آزمایشگاه به گونه‌ای مهندسی می‌شوند که پروتئینی مصنوعی به نام گیرنده آنتی‌ژن کایمریک (CAR) را بیان کنند و سپس دوباره به بدن تزریق می‌شوند. این پروتئین به سلول‌های ایمنی امکان می‌دهد سلول‌های سرطانی را شناسایی و هدف قرار دهند.

با وجود موفقیت‌های چشمگیر این روش در برخی بیماران مبتلا به سرطان‌های خونی مانند لوسمی و لنفوم، فرایند تولید آن پیچیده، زمان‌بر و بسیار پرهزینه است. علاوه بر این بیماران پیش از دریافت سلول‌های CAR‑T باید تحت درمان‌های تهاجمی (اغلب شیمی‌درمانی) قرار گیرند تا سلول‌های ایمنی طبیعی بدن کاهش یابد و فضای کافی برای رشد سلول‌های مهندسی‌شده ایجاد شود. این مرحله می‌تواند سیستم ایمنی فرد را به طور موقت تضعیف کند و خطر ابتلا به عفونت را افزایش دهد.

به همین دلیل پژوهشگران در سال‌های اخیر به دنبال راهی برای مهندسی مستقیم سلول‌های T در داخل بدن بوده‌اند. در چنین رویکردی به جای تولید سلول‌ها برای هر بیمار به صورت جداگانه می‌توان یک درمان واحد تولید کرد که برای تعداد زیادی از بیماران قابل استفاده باشد و در عین حال نیاز به شیمی‌درمانی پیش‌نیاز نیز کاهش یابد.

جاستین ایکم، ایمنی‌شناس دانشگاه کالیفرنیا در سان‌فرانسیسکو و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید در ابتدا چنین ایده‌ای بسیار دور از ذهن به نظر می‌رسید. او توضیح می‌دهد: شما نمی‌خواهید سلول‌های دیگری غیر از سلول‌های T را ویرایش کنید، بنابراین ما چندین لایه ایمنی به این سیستم اضافه کردیم.

ایکم و همکارانش پیش‌تر در سال ۲۰۱۷ نشان داده بودند که با استفاده از CRISPR می‌توان ژن مصنوعی تولیدکننده پروتئین CAR را در یک محل مشخص از ژنوم سلول‌های T قرار داد؛ اقدامی که عملکرد این سلول‌ها را بهبود می‌دهد. به گفته او همان زمان این پرسش مطرح شد که آیا چنین ویرایشی می‌تواند مستقیما در بدن انجام شود. او می‌گوید: در آن زمان این ایده بیشتر شبیه داستان‌های علمی‌تخیلی بود.

از آن زمان تاکنون پژوهشگران گام‌هایی برای عملی کردن درمان‌های CAR‑T درون‌بدنی برداشته‌اند و برخی از نمونه‌های اولیه این روش‌ها اکنون وارد مراحل اولیه کارآزمایی‌های بالینی شده‌اند. با این حال همچنان نگرانی‌هایی درباره ایمنی این رویکرد وجود دارد.

یکی از این نگرانی‌ها آن است که اگر ژن CAR به طور تصادفی در محل نامناسبی از ژنوم سلول T وارد شود ممکن است جهش‌هایی ایجاد کند که خطر سرطان را افزایش دهد. همچنین ضروری است که فرایند ویرایش ژن فقط در سلول‌های T رخ دهد، زیرا تغییرات ژنتیکی در سایر سلول‌ها می‌تواند پیامد‌های خطرناکی داشته باشد.

برای حل این مشکلات ایکم و همکارانش تلاش کردند با استفاده از CRISPR لایه‌های ایمنی بیشتری به این درمان اضافه کنند. آنها از نسخه‌ای از سیستم CRISPR–Cas۹ استفاده کردند که به گونه‌ای طراحی شده است تا ژن CAR را در یک محل امن از ژنوم سلول‌های T وارد کند.

برای رساندن اجزای این سیستم به سلول‌های هدف پژوهشگران از ترکیبی از ویروس‌های مهندسی‌شده و ذرات شبه‌ویروسی استفاده کردند که به طور خاص سلول‌های T را هدف قرار می‌دهند. این ذرات حامل RNA و ماشین‌آلات پروتئینی مورد نیاز برای ویرایش ژن توسط CRISPR–Cas۹ بودند در حالی که ویروس‌ها DNA کدکننده پروتئین CAR را حمل می‌کردند. تنها زمانی که یک سلول T هر دو محموله را دریافت می‌کرد، به یک سلول CAR‑T تبدیل می‌شد.

محققان این سامانه را در موش‌هایی آزمایش کردند که به آنها انواع مختلفی از سلول‌های سرطانی انسانی از جمله لوسمی، میلومای متعدد و سارکوم رحمی پیوند زده شده بود. نتایج نشان داد در موش‌های درمان‌شده لوسمی و میلوما به طور کامل از بین رفتند و بیش از نیمی از موش‌های مبتلا به سارکوم نیز به بهبودی کامل رسیدند.

ایکم در ادامه یک شرکت زیست‌فناوری در شهر برکلی کالیفرنیا تاسیس کرده است که در حال آزمایش این فناوری در میمون‌ها است. او امیدوار است آزمایش‌های بالینی این روش روی انسان تا پایان سال آینده آغاز شود.

ریچل پرت، ایمنی‌شناس موسسه تحقیقات پزشکی مالاگان در ولینگتون می‌گوید نتایج مربوط به درمان سارکوم به ویژه امیدوارکننده است. به گفته او استفاده از سلول‌های CAR‑T برای درمان تومور‌های جامد مانند سارکوم تاکنون موفقیت محدودی داشته است.

با این حال هنوز پرسش‌های مهمی درباره این فناوری باقی مانده است؛ از جمله اینکه اثرات درمان چه مدت در بدن دوام خواهد داشت و آیا سیستم CRISPR–Cas۹ می‌تواند تغییرات ناخواسته‌ای در ژنوم ایجاد کند یا خیر. همچنین احتمال دارد مقدار کمی از این سامانه ویرایش ژن به سلول‌های دیگر به‌ویژه سلول‌های کبدی، وارد شود.

با وجود این چالش‌ها پرت این فناوری را چشمگیر توصیف می‌کند و می‌گوید می‌تواند مسیر توسعه نسل‌های پیشرفته‌تر درمان‌های CAR‑T درون‌بدنی را هموار کند. 

او می‌افزاید: از نظر فناوری این پیشرفت بسیار هیجان‌انگیز است.

انتهای پیام/