شرح تحرير الجينات CRISPR: كيف يقطع العلماء ويصلحون الحمض النووي لعلاج الأمراض

يعمل CRISPR-Cas9 من خلال دمج جزيء دليل من الحمض النووي الريبوسي (RNA) مع إنزيم Cas9. يتم بناء الحمض النووي الريبوسي الدليل ليطابق امتدادًا محددًا من الحمض النووي، وعندما يجده داخل الخلية، فإنه يقود Cas9 إلى الموقع وينقسم الإنزيم كلا خيطي الحمض النووي، وفقًا للمعهد الوطني لعلوم الطب العام (NIGMS)، الذي يعتبر جزءًا من المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة.

القطع بحد ذاته لا يصلح أي شيء. ما يهم هو كيفية إصلاح الخلية للقطع. يوضح NIGMS أن الباحثين يمكنهم السماح للخلية بإصلاح القطع بأحرف جينية عشوائية، مما يعطل جينًا، أو يمكنهم توفير قالب حتى تصلح الخلية القطع بتسلسل جديد محدد، مما يمكن أن يصحح أو يعيد كتابة الجين. هذا التحكم في كل من الموقع الذي يحدث فيه القطع وكيفية إصلاحه هو ما يجعل CRISPR أداة تحرير مرنة يمكن للباحثين، من حيث المبدأ، توجيهها إلى العديد من المواقع المختلفة في الجينوم.

من أين جاءت الأداة

تم تطوير CRISPR-Cas9 كأداة تحرير قابلة للبرمجة بواسطة Emmanuelle Charpentier و Jennifer Doudna، اللذان نشرا التجربة الرئيسية في عام 2012 يوضح أن آلية المناعة البكتيرية يمكن إعادة برمجتها لقطع الحمض النووي في موقع من اختيار المستخدم، كما هو موضح بواسطة MIT Technology Review. تلقى العالمان جائزة نوبل للكيمياء عام 2020 عن الاكتشاف، الذي أطلقت عليه لجنة نوبل اسم "طريقة تاريخية" لتحرير الجينوم.

من أداة المختبر إلى الدواء المعتمد

جاءت أول عائدات سريرية للتقنية في 8 ديسمبر 2023، عندما وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على Casgevy (exagamglogene autotemcel)، الذي طورته Vertex Pharmaceuticals و CRISPR Therapeutics، باعتباره أول علاج قائم على CRISPR/Cas9 تم الموافقة عليه للمرضى على الإطلاق، وفقًا لإعلان إدارة الغذاء والدواء نفسه. وافقت الوكالة على Casgevy جنبًا إلى جنب مع علاج جيني ثانٍ غير قائم على CRISPR يسمى Lyfgenia، كلاهما لمرض فقر الدم المنجلي في المرضى بعمر 12 سنة فما فوق الذين لديهم تاريخ من الأزمات الألمية المتكررة.

كان منظم الأدوية في المملكة المتحدة، MHRA، قد صرح بالفعل بـ Casgevy في 16 نوفمبر 2023، لكل من مرض فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا المعتمدة على نقل الدم في المرضى بعمر 12 سنة فما فوق، مما جعل المملكة المتحدة أول دولة توافق على دواء قائم على CRISPR، وفقًا لإمبريال كوليج لندن، التي أدارت جزءًا من التجربة من خلال خدمة NHS الخاصة بها.

كيفية إعطاء العلاج فعليًا

لا يتم حقن Casgevy مباشرة في الجسم. يقوم الأطباء أولاً بجمع الخلايا الجذعية للدم من المريض، والتي يتم شحنها إلى موقع التصنيع حيث تقوم CRISPR بتحرير منطقة تنظيمية محددة بالقرب من جين BCL11A، وإيقافها حتى تبدأ الخلايا في إنتاج الهيموجلوبين الجنيني، وهو شكل من أشكال البروتين الناقل للأكسجين يتم صنعه عادة قبل الولادة فقط، كما أوضحت إدارة الغذاء والدواء. قبل إعادة الخلايا المحررة، يخضع المرضى لعلاج كيميائي بجرعات عالية لتحرير مساحة في نخاع العظم، وهي خطوة تكييف تحمل مخاطرها الخاصة، بما في ذلك انخفاض عدد خلايا الدم وقروح الفم، وفقًا لإدارة الغذاء والدواء وتقرير من Biopharma Dive.

وجدت مراجعة إدارة الغذاء والدواء الخاصة لتجربة فقر الدم المنجلي أن 29 من 31 مريضًا قابلين للتقييم، أو 93.5٪، كانوا خالين من أزمات الألم الشديدة لمدة 12 شهرًا على الأقل متتاليًا بعد العلاج، وفقًا لإعلان الموافقة الخاص بالوكالة. ذكرت كلية إمبريال لندن أرقامًا منفصلة مرتبطة بالترخيص في المملكة المتحدة، والذي يغطي كلا المرضين: 28 من 29 مريضًا من فقر الدم المنجلي خالين من الألم الشديد و 39 من 42 مريضًا بـ بيتا ثلاسيميا لا يحتاجون إلى نقل الدم، كلاهما لمدة 12 شهرًا على الأقل.

التكلفة والوصول

حددت Vertex سعر القائمة الأمريكية لـ Casgevy بـ 2.2 مليون دولار، وفقًا لـ Biopharma Dive، والتي أفادت أيضًا بأن الشركة تقدر أن حوالي 25000 شخص في الولايات المتحدة وأوروبا يمكنهم التأهل للعلاج. لاحظت STAT News أنه بينما يهدف التحرير إلى الاستمرار مدى الحياة، فإن المتانة طويلة الأجل لا تزال تعتمد على سنوات من بيانات المتابعة التي لا تزال يتم جمعها.

نظرًا لأن الخلايا المحررة تأتي من جسم المريض نفسه ولا يتم وراثتها من قبل الأجيال القادمة، يتم تصنيف هذا النوع من استخدام CRISPR كتحرير جيني جسدي، وهو مختلف عن التحرير الجرثومي، الذي سيغير الحمض النووي الذي يتم تمريره إلى الأطفال ويظل مجالًا منفصلاً ومتنازعًا عليه بكثرة.