ویرایش ژنوم توسط نانوذرات حاوی کریسپر

تاریخ : ۰۷ آذر, ۱۳۹۶

تعداد بازدید : ۳۰۱

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

کریسپر به عنوان یک ابزار اصلاح ژنومی نیاز به ورود به فضای سلول‌ها برای تأثیرگذاری دارد. نانوذرات لیپیدی این امکان را فراهم کرده اند تا به جای مصرف مادام العمر داروها، ویرایش ژنومی در بیماری کبدی به بهبود کامل بیماری و کاهش کلسترول در بدن بیانجامد.

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست به جای استفاده از ویروس‌ها، از نانوذرات برای حمل اجزای کریسپر استفاده می‌کنند. این سیستم تحویل ویرایش ژنوم کریسپر می‌تواند به صورت اختصاصی ژن‌هایی را در موش تغییر دهد. لذا به کمک این سیستم،پژوهشگران توانسته‌اند ژن‌های خاصی را در 80 درصد سلول‌های کبدی جدا کرده و برش دهند، که بالاترین میزان موفقیت به دست آمده از کریسپر در حیوانات بالغ است. بنابراین ویرایش دائم و اختصاصی DNA کبد حیوانات بالغ با استفاده از نانوذرات امکان‌پذیر خواهد بود.
Pcsk9، کنترل کننده سطح کلسترول، یکی از ژن‌های مورد مطالعه در این پژوهش است. جهش در نسخه انسانی این ژن باعث اختلال نادری به نام هایپرکلسترولمی خانوادگی غالب می‌شود، FDA جدیداً دو دارو پادتن را برای مهار Pcsk9 تایید کرده است. با این حال، این پادتن‌ها باید به طور منظم و تا آخر عمر برای درمان مصرف شوند. درحالی‌که، نانوذرات به طور دائم ژن را ویرایش کرده و نوید دهنده درمان سایر اختلالات کبدی هستند.
تلاش‌های زیادی برای انتقال امن و کارآمد اجزای مورد نیاز کریسپر شامل آنزیم برش‌دهنده به نام Cas9 و RNAکوتاه هدایت‌گر برای هدایت آنزیم به منطقه خاصی از ژنوم برای برش، صورت گرفته است. در اغلب موارد، از ویروس‌ها برای انتقال ژن Cas9 و رشته راهنمای RNA استفاده می‌شود. در سال 2014 سیستم تحویل غیرویروسی برای درمان بیماری در اولین مشاهدات بالینی به کمک کریسپر در حیوانی بالغ انجام شد، که البته چون روش تزریق با فشار بالا بود می‌توانست به کبد آسیب برساند. در مطالعات بعدی، اجزای کریسپر را بدون تزریق در فشار بالا از طریق بسته‌بندی RNA پیام‌رسان کدکننده Cas9 در نانوذره به جای ویروس بررسی کردند. در این رویکرد RNA راهنما همچنان توسط ویروس منتقل می‌شود و ویرایش ژن در 6 درصد از هپاتوسیت‌ها صورت می‌گرفت که برای درمان تیروزینمیا کافی بود. نکته مهمی که در استفاده از ویروسی خاص وجود دارد این است که بیمار پادتن‌هایی را علیه آن تولید می‌کند و نمی‌توان دوباره از آن استفاده کرد. بنابراین استفاده از سیستم انتقال کاملاً غیرویروسی مطمئن‌تر به نظر می‌رسد.
در مطالعه جدیدپژوهشگران، سیستمی مبتنی بر نانوذره برای انتقال Cas9 و RNA بدون نیاز به ویروس ارائه شده است. تحویل RNA راهنما نیازمند به تغییرات شیمیایی در آن است تا از آنزیم‌های بدن محافظت شود. پژوهشگران ساختار پیچیده تشکیل شده توسط Cas9 و RNA راهنمای کوتاه را تجزیه و تحلیل کردند تا مشخص شود که کدام بخش از رشته RNA راهنما می‌تواند به صورت شیمیایی و بدون دخالت در اتصال دو مولکول اصلاح شود. بر اساس این تحلیل، بسیاری ازتغییرات احتمالی ایجاد و مورد آزمایش قرار گرفت.
آر اِن اِی‌های راهنمای اصلاح شده داخل نانوذراتی لیپیدی بسته بندی شدند که قبلاً برای تحویل دیگر انواع RNA به کبد استفاده شده‌ بودند. آن‌ها را به همراه نانوذرات حاوی RNA پیام‌رسان کدکننده Cas9 به موش تزریق کردند. نابودی چندین ژن بیان شده در هپاتوسیت مورد آزمایش قرار گرفت. اما بیشتر تمرکز بر روی ژن تنظیم کننده کلسترول Pcsk9 بود. پژوهشگران توانستند این ژن را در بیش از 80 درصد سلول‌های کبدی از بین ببرند و پروتئین Pcsk9 در این موش‌ها قابل شناسایی نبود. همچنین حدود 35 درصد کاهش کلسترول در موش‌های مورد درمان مشاهده شد.
پژوهشگران در حال حاضر بر روی شناسایی سایر بیماری‌های کبدی که ممکن است با این رویکرد درمان شوند و و برای بیماران سودمند باشند، مطالعه می‌نمایند.

منبع : http://news.mit.edu/2017/crispr-carrying-nanoparticles-edit-genome-1113

نظر شما
نظرسنجی