ویرایش ژنتیکی جنین انسان وارد مرحله‌ای تازه شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، 

پژوهشگران می‌گویند برای نخستین بار از یک روش دقیق ویرایش ژنوم به نام «ویرایش بازهای آلی» برای تغییر ژنوم جنین‌های انسانی استفاده کرده‌اند. این اعلامیه واکنش‌هایی از جنس هیجان و احتیاط را در میان دانشمندان و متخصصان اخلاق زیستی برانگیخته است. بسیاری می‌گویند این پژوهش گامی چشمگیر به سوی توانایی دانشمندان برای اصلاح جهش‌های بیماری‌زا در جنین‌ها است. اما برخی دیگر نگران‌اند که این فناوری برای ایجاد جنین‌هایی با ویژگی‌هایی مانند هوش برتر به کار گرفته شود.

به نقل از نیچر، دیتِر اِگلی، زیست‌شناس سلولی رشد در دانشگاه کلمبیا در شهر نیویورک، به همراه همکارانش نتایج خود را در تاریخ یکم ژوئن در پایگاه پیش‌انتشار bioRxiv منتشر کردند. این مطالعه که نخستین بار توسط روزنامه نیویورک تایمز گزارش شد، هنوز داوری علمی همتا را پشت سر نگذاشته است.

مطالعات پیشین نشان داده بودند که استفاده از شکل استاندارد اما با دقت پایین‌تر ویرایش ژن در جنین‌ها می‌تواند باعث از دست رفتن کروموزوم‌های ویرایش‌ شده شود؛ اثری که این فناوری را برای استفاده در جنین‌ها غیرقابل‌استفاده می‌کرد. امره سِلی، متخصص زنان و زایمان و متخصص ناباروری در دانشگاه ییل در نیوهیون ایالت کنتیکت، می‌گوید: این یک تغییر مفهومی است که واقعا ظرفیت پیش بردن این حوزه را دارد. گرگ نیلی، پژوهشگر ژنومیک در دانشگاه سیدنی استرالیا نیز می‌گوید: این دستاورد به شکلی مثبت در تاریخ ثبت خواهد شد؛ در مقایسه با تلاش‌های پیشین، کم‌خطرتر، محتاطانه‌تر و اخلاقی‌تر است.

اما برخی پژوهشگران درباره پیامدهای این کار ابراز نگرانی کردند. هانک گریلی، متخصص اخلاق زیست‌پزشکی در دانشگاه استنفورد کالیفرنیا، نگران است که افراد ثروتمند از این مطالعه الهام بگیرند و ویرایش باز آلی را روی جنین‌های خود انجام دهند.

گریلی می‌گوید: شما می‌توانید با چند میلیون دلار یک آزمایشگاه لقاح آزمایشگاهی (IVF) و یک آزمایشگاه آزمایش ژنتیک راه‌اندازی کنید و شروع به انجام این کار کنید و یکی از نتایج ممکن است تولد کودکانی باشد که به ‌شدت بیمار هستند.

اگلی در پاسخ می‌گوید داده‌های موجود در پیش‌انتشار او نشان می‌دهد که چنین اقدامی به دلیل خطرات استفاده از ویرایش باز آلی در جنین‌ها، هنوز بسیار زودهنگام است.

نوزادان ویرایش‌شده ژنتیکی

حوزه ویرایش ژنوم همچنان خاطره «هه جیانکویی»، دانشمند چینی را با خود دارد؛ کسی که در سال ۲۰۱۸ از یک روش نسل اول ویرایش ژنوم به نام CRISPR-Cas9 برای ویرایش دی‌ان‌ای جنین‌های انسانی استفاده کرد. او سپس آن جنین‌ها را در رحم دو زن کاشت و در نهایت نوزادانی متولد شدند. این اقدام خشم گسترده جامعه علمی را برانگیخت؛ زیرا دانشمندان معتقد بودند این فناوری برای استفاده در انسان بیش از حد پرخطر است. هه در نهایت به دلیل انجام غیرقانونی فعالیت پزشکی در چین سه سال زندان را سپری کرد. او در ماه ژانویه به نیویورک تایمز گفت که بسیار به کار خود افتخار می‌کند.

ویرایش باز آلی یک ابزار نسل دوم ویرایش ژن است که به دانشمندان امکان می‌دهد تغییرات دقیق و تک‌حرفی در دی‌ان‌ای ایجاد کنند. اگرچه این فناوری نیز می‌تواند تغییرات ژنتیکی ناخواسته ایجاد کند، اما از روش قدیمی‌تر کریسپر قابل‌اعتمادتر است؛ زیرا کریسپر هر دو رشته دی‌ان‌ای را می‌برد و خطر ایجاد تغییرات ناخواسته ژنتیکی را افزایش می‌دهد.

اگلی و گروهش از ویرایش باز آلی در جنین‌های انسانی در مراحل اولیه رشد استفاده کردند تا در سه ژن تغییرات تک‌حرفی ایجاد کنند. یکی از این ژن‌ها، PCSK9، به تنظیم سطح کلسترول «بد» خون کمک می‌کند و هم‌اکنون نیز هدف چندین درمان برای کاهش خطر حمله قلبی یا سکته مغزی است. دو ژن دیگر به نام‌های HBG1 و HBG2 در تولید هموگلوبین جنینی نقش دارند. پژوهشگران در حال بررسی این موضوع هستند که آیا می‌توان این ژن‌ها را برای درمان اختلالات خونی مانند کم‌خونی داسی‌شکل و تالاسمی دستکاری کرد یا خیر.

اثرات موزاییکی

در مورد ژن PCSK9، گروه دانشگاه کلمبیا یک تغییر منفرد ایجاد کرد و یک حرف A را در نقطه‌ای مشخص از ژنوم به G تبدیل کرد که نتیجه آن خاموش شدن این ژن بود. نشان داده شده است که نسخه‌های طبیعی دیگری از این ژن که به همین شکل باعث خاموش شدن آن می‌شوند، خطر بیماری عروق کرونر قلب را کاهش می‌دهند.

در ژن‌های HBG1 و HBG2 نیز پژوهشگران یک تغییر تک‌ باز آلی از A به G ایجاد کردند. این تغییر، یک جهش طبیعی را شبیه‌سازی می‌کرد که به تولید نوع محافظتی از هموگلوبین کمک می‌کند و می‌تواند علائم کم‌خونی داسی‌شکل و تالاسمی را کاهش دهد.

اما این ویرایش‌ها در همه سلول‌ها به‌طور یکنواخت رخ ندادند؛ برخی سلول‌ها حروف جدید را داشتند و برخی دیگر نسخه اصلی را حفظ کرده بودند؛ پدیده‌ای که «موزاییسم» نامیده می‌شود. اگلی می‌گوید از زمان پایان آزمایش‌های توصیف‌شده در مقاله، گروه او روش‌های خود را بهبود داده تا میزان موزاییسم را کاهش دهد. او همچنین می‌گوید این فناوری هنوز برای استفاده بالینی آماده نیست، زیرا در دوزهای بالا، قطعه آران‌ای پیامرسان مورد استفاده برای رساندن ویرایشگر دی‌ان‌ای به سلول‌ها باعث توقف تقسیم سلولی می‌شد. او می‌گوید: این ویرایشگرهای باز آلی می‌توانند اثرات آسیب‌زایی بر جنین داشته باشند. پس چرا باید از آن استفاده کنید وقتی هنوز به‌طور کامل آن را درک نکرده‌اید؟ ‌او می‌افزاید: در شکل کنونی، نمی‌توان از آن استفاده کرد. این موضوع مثل روز روشن است.

نگرانی‌ها و انتقادها

چندین پژوهشگر درباره پیامدهای این کار ابراز نگرانی کردند. برای مثال، نیلی و فیودور اورنوف که در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی روی درمان‌های مولکولی کار می‌کند، اشاره می‌کنند که لقاح آزمایشگاهی (IVF) و غربالگری ژنتیکی هم‌اکنون نیز برای جلوگیری از انتقال بیماری‌های ژنتیکی از والدین به فرزندان استفاده می‌شوند. اورنوف می‌گوید ویرایش ژنوم جنین‌های انسانی برای درمان بیماری، راه‌حلی برای مشکلی است که اساساً وجود ندارد. او می‌افزاید: بنابراین از نظر عملی، این پیش‌انتشار تنها بر جنبش رو به رشد ویرایش جنین برای اهداف «بهبود نوزاد» تأثیر خواهد گذاشت.

برخی دیگر نگران سابقه‌ای هستند که این پژوهش ایجاد می‌کند. استوارت نیومن، زیست‌شناس رشد در کالج پزشکی نیویورک در والهالا، می‌گوید: من بسیار نگرانم. هر بار که یک گام دیگر برداشته می‌شود، این کار عادی‌تر جلوه می‌کند. مردم به آن عادت می‌کنند.

اگلی می‌گوید از نظر منطقی، ویرایش جنین‌ها معقول‌تر از آن است که منتظر بمانیم تا ناهنجاری‌های ژنتیکی زمانی اصلاح شوند که فرد کاملا رشد کرده است. او می‌گوید در سناریوی دوم، یک جهش می‌تواند آن‌قدر تکثیر شود که به میلیاردها اشتباه برسید. او می‌افزاید: در ویرایش جنین، شما فقط یک نسخه دارید و آن را اصلاح می‌کنید. به گفته اگلی، یکی از انگیزه‌های اصلی این پژوهش، درک بهتر فرایند ترمیم دی‌ان‌ای در جنین‌های انسانی است؛ فرایندی که با مراحل بعدی زندگی تفاوت دارد.

وقتی از او درباره نگرانی‌ها مبنی بر اینکه شرکت‌ها ممکن است از این پژوهش بهره‌برداری کنند و آن را به سرعت پیش ببرند سؤال شد، اگلی گفت که چنین تلاشی به دلیل خطرات موجود نباید دنبال شود.

غربالگری جنین

اگلی با شرکت Nucleus Genomics، یک شرکت آزمایش ژنتیکی جنین در شهر نیویورک که خدمات غربالگری جنین‌های مورد استفاده در لقاح مصنوعی را ارائه می‌دهد، همکاری کرده است. این شرکت چندین آزمون «بهینه‌سازی ژنتیکی» را به مشتریان خود عرضه می‌کند که شامل آزمایش بیماری‌های ژنتیکی جدی و همچنین مدل‌سازی‌های پیچیده ژنتیکی برای پیش‌بینی ویژگی‌هایی مانند هوش و قد هستند. یکی از دانشمندان این شرکت از نویسندگان همکار این مقاله پیش‌انتشار بوده است.

از نظر کیان صادقی، بنیان‌گذار و مدیرعامل شرکت، افزودن گزینه ویرایش جنین برای مشتریان، گام منطقی بعدی است؛ هرچند هدفی است که هنوز در آینده‌ای دور قرار دارد. او می‌گوید: همه این‌ها بخشی از یک هدف واحد هستند؛ کمک به بیماران برای اتخاذ تصمیم‌های آگاهانه‌تر در زمینه تولیدمثل تا فرزند سالم‌تری داشته باشند.

اگلی تأکید می‌کند که به‌شدت مخالف به‌اصطلاح «ارتقای» جنین‌ها است و معتقد است انجام پژوهش‌های خوب می‌تواند مانعی در برابر چنین کاربردهایی ایجاد کند.

صادقی می‌گوید که پیش‌بینی می‌کند ویرایش جنین بیشتر یک کاربرد محدود برای افرادی باشد که نگران انتقال بیماری‌های ژنتیکی به فرزندان خود هستند و تعداد کافی جنین سالم برای انتخاب از طریق غربالگری ندارند. او می‌گوید ویرایش جنین برای ویژگی‌هایی مانند هوش و قد در حال حاضر عملی نیست. به گفته او، چنین ویژگی‌هایی بسیار پیچیده هستند و تحت تأثیر عملکرد ترکیبی تعداد زیادی ژن قرار دارند؛ بنابراین ویرایش بازی برای این منظور امکان‌پذیر نخواهد بود.

صادقی می‌افزاید که علاوه بر این، مشتریانی که به انتخاب چنین ویژگی‌هایی علاقه‌مند هستند، هم‌اکنون نیز می‌توانند از آزمایش‌های غربالگری جنین این شرکت استفاده کنند: این کار همین امروز هم در کلینیک‌های لقاح مصنوعی آی‌وی‌اف انجام می‌شود.