طور باحثون في جامعة تكساس إيه آند إم نظامًا كيميائيًا وراثيًا يستخدم الكافيين لتفعيل تحرير الجينات كريسبر في الخلايا، مما قد يساعد في علاج السرطان والسكري. يتيح الطريقة تحكمًا دقيقًا في تعديلات الجينات من خلال تناول كميات صغيرة من الكافيين من مصادر يومية مثل القهوة أو الشوكولاتة. يهدف هذا النهج إلى تعزيز الاستجابات المناعية وإنتاج الإنسولين مع تفعيل قابل للعكس.
يستكشف علماء في معهد تكساس إيه آند إم لعلم البراية الحيوية والتكنولوجيا الصحية طريقة جديدة لدمج الكافيين مع كريسبر، أداة تحرير الجينات ذات التكرارات القصيرة الفاصلة المنتظمة. بقيادة يوبين تشو، أستاذ ومدير مركز أبحاث السرطان الترجمي، قام الفريق بتطوير نظام كيميائي وراثي يستجيب للإشارات الكيميائية من مواد شائعة. يبدأ العملية بتحضير الخلايا باستخدام تقنيات نقل الجينات لإدراج المكونات: نانوأجسام، بروتين الهدف، وآلية كريسبر. بمجرد دخولها إلى الخلية، تنتج هذه العناصر بشكل طبيعي. تناول حوالي 20 ملغ من الكافيين —الموجود في القهوة أو الشوكولاتة أو المشروبات الغازية— يُفعِّل النانوأجسام للارتباط ببروتينه الشريك، مما يفعِّل كريسبر لتحرير جينات مستهدفة. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لبرمجة خلايا تي، خلايا الذاكرة في الجهاز المناعي، للتصدي لأمراض مثل السرطان. يوفر النظام قابلية للعكس، حيث يمكن لأدوية معينة فصل البروتينات وإيقاف التحرير. على سبيل المثال، الراباميسين، مثبط مناعي يُستخدم في زراعة الأعضاء، يمكن أن يُحدث الانفصال. شرح تشو: «يمكنك أيضًا تصميم هذه الجزيئات الشبيهة بالأجسام المضادة لتعمل مع أنظمة قابلة للتحفيز بالراباميسين، لذا بإضافة دواء مختلف مثل الراباميسين، يمكنك تحقيق التأثير العكسي». يُشار إليها باسم «كافيبوديز» عندما تكون مستجيبة للكافيين، وتظهر هذه الأدوات وعدًا خارج نطاق السرطان. في إدارة السكري، يمكن أن تمكِّن من زيادة إنتاج الإنسولين عبر شرب القهوة. أكدت دراسات المختبر على الحيوانات أن الكافيين والمستقلبات مثل الثيوبرومين من الشوكولاتة تفعِّل الاستجابة، مما يوفر ساعات قليلة من التحرير المتحكم فيه قبل التمثيل الغذائي. أبرز تشو modularية النظام: «إنه modular جدًا. يمكن دمجه في كريسبر وخلايا تي مستقبل الأنتيجين الكيميري (كار-تي)، وكذلك إذا أردت تحفيز تعبير جيني علاجي مثل الإنسولين أو غيره، وهذا قابل للتعديل بشكل كامل وبدقة عالية». يخطط الباحثون لإجراء المزيد من الاختبارات قبل السريرية للتقدم نحو التطبيقات السريرية، مع التأكيد على استخدام المركبات المألوفة للعلاجات الآمنة والقابلة للتعديل. قال تشو: «ما يثيرنا هو فكرة إعادة استخدام الأدوية المعروفة جيدًا وحتى مكونات الطعام الشائعة مثل الكافيين للقيام بحيل جديدة تمامًا». يبني هذا التطور على عمل تشو الواسع، بما في ذلك أكثر من 180 نشرة حول آليات الأمراض الخلوية والوراثية.
