معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يحسن التحرير الأساسي لتقليل أخطاء العلاج الجيني
أبحاث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قد حسنت التحرير الأساسي، وهي تقنية تحرير جيني، لجعلها أكثر دقة بـ60 مرة من خلال تقليل الطفرات غير المقصودة في الحمض النووي. هذا التقدم قد يعزز سلامة العلاجات للأمراض الوراثية. الدراسة، التي قادها فيكاش شوهان، نُشرت في مجلة Nature.
التحرير الأساسي، الذي قدمه علماء في معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وهارفارد في عام 2019، يقدم بديلاً دقيقاً لطرق التحرير الجيني السابقة مثل CRISPR-Cas9. بخلاف CRISPR، الذي يقطع كلا خيطي الحمض النووي، يقوم التحرير الأساسي بقطع خيط واحد باستخدام إنزيم Cas9 معدل، مما يقلل من المخاطر على الجينوم. ومع ذلك، لا يزال يحمل معدلات خطأ، أحياناً تصل إلى واحد من كل سبع تحريرات، مما قد يؤدي إلى طفرات ضارة.
لمعالجة ذلك، قام فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بما في ذلك المؤلفين الرئيسيين فيليب شارب وروبرت لانغر، بتصميم طفرات في بروتين Cas9. هذه التغييرات تُزعزع استقرار الخيط الأصلي للحمض النووي، مما يسمح للتسلسل المُصحح بالاندماج بشكل أكثر موثوقية. من خلال دمج الطفرات وإدراج بروتين ربط الـRNA لتحسين استقرار القالب، أنشأوا نظاماً يُدعى vPE. هذا قلل الأخطاء إلى واحد في 101 للتحريرات القياسية وواحد في 543 للوضعيات الدقيقة، وتم اختباره في خلايا الفئران والبشر.
"يصف هذا الورقة نهجاً جديداً للقيام بالتحرير الجيني الذي لا يُعقد نظام التوصيل ولا يضيف خطوات إضافية، لكنه يؤدي إلى تحرير أكثر دقة بكثير مع طفرات غير مرغوب فيها أقل"، يقول فيليب شارب، أستاذ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المتقاعد.
التحسين يبني على دراسة عام 2023 لاحظت التباين في قطع Cas9. التحرير الأساسي قد أظهر بالفعل وعداً، مثل في علاج مرض الغرنولوما المزمن لدى مريض. "في المبدأ، يمكن استخدام هذه التكنولوجيا في النهاية لمعالجة مئات الأمراض الوراثية من خلال تصحيح الطفرات الصغيرة مباشرة في الخلايا والأنسجة"، يقول شوهان.
يهدف الفريق إلى تعزيز الكفاءة والتوصيل إلى أنسجة محددة. كما يشجعون استخدامه في البحوث حول تطور الأنسجة، وتطور السرطان، واستجابات الأدوية. تم تمويل العمل من قبل مؤسسة أبحاث علوم الحياة، والمعهد الوطني للتصوير الحيوي والهندسة الطبية الحيوية، والمعهد الوطني للسرطان، ومنح معهد كوخ.