المصدر رقم (5)

كيف يمكننا استخدام العلم لإعادة البصر؟ – بقلم المهندس صادق علي القطري

العين البشرية هي عضو معقد بشكل لا يصدق، حيث يستمر الباحثون في التحقيق بنشاط في كيفية عمل العين، ولماذا لا تعمل في الكثير من الحالات.  بينما يقدر عدد المصابين بالعمى في جميع أنحاء العالم بـ 36 مليون شخص يعاني 217 مليون شخص آخر من ضعف متوسط إلى شديد في الرؤية.  ويتساءل الكثير من الباحثين والأطباء كم من هذه الحالات يمكن تجنبها؟  وكيف يمكن أن يساعد العلم في عكس ضعف البصر وحتى العمى؟

الصورة عن طريق  PIXABAY / VICTOR TANGERMANN

التحرير الجيني وعكس العمى:

تُعرف الحالة الوراثية الأكثر شيوعًا التي تؤثر على الرؤية باسم التهاب الشبكية الصباغي وعلى الصعيد العالمي يولد حوالي 1.5 مليون طفل مصابين بالتهاب الشبكية الصباغي، وهي حالة تؤدي إلى تدهور خلايا الشبكية بمرور الوقت حيث يبدأ هذا عادةً بفقدان الرؤية الليلية، متبوعًا بالرؤية النفقية، ويمكن أن ينتهي في النهاية بالعمى.

ونظرًا لأن التهاب الشبكية الصباغي هو حالة وراثية، فهو ناتج عن طفرة جينية فإذا أمكن إدخال خلايا من شبكية العين السليمة في العين، فيمكن أن تهيمن على الخلايا ذات الطفرة إما لإبطاء أو إيقاف تنكس الشبكية. ومع ذلك، فإن استخدام خلايا من شبكية العين السليمة لشخص آخر قد يؤدي إلى خطر عدم قبول الخلايا الأجنبية من قبل الجسم المضيف الجديد. فلحسن الحظ، فإن الأساليب الجديدة لتحرير الجينات مثل إنزيم (CRISPR / Cas9) تعني أنه يمكننا قص الأجزاء غير المرغوب فيها من جيناتنا.

في دراسة حديثة نُشرت في مجلة (Nature) أخذ الباحثون خلايا الجلد من مرضى التهاب الشبكية الصباغي واستخدموا تقنية معروفة لتحويلها إلى خلايا متعددة الأغراض (تسمى الخلايا الجذعية متعددة القدرات). ومن ثم قاموا بإزالة الطفرة من خلال تحرير الجينات (CRISPR). عندما اختبروا الخلايا بعد 10 أيام، كانت الطفرة لا تزال موجودة. والخطوات التالية هي اختبار ما إذا كان يمكن إعادة الخلايا إلى الشبكية المصابة بنتائج إيجابية.

ويقوم الباحثون أيضًا في إعادة برمجة خلايا العين لمعالجة المشكلات الخلقية مثل التهاب الشبكية الصباغي والأمراض التنكسية الأخرى مثل الضمور البقعي المرتبط بالعمر. على سبيل المثال، وجد علماء من المعهد الوطني للعيون (جزء من المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة) مؤخرًا أن الخلايا الدبقية مولر، التي تعمل كدعم ضام بين الخلايا العصبية في العين – أو بعبارة أخرى، صمغ الشبكية – يمكن أن تكون تمت إعادة برمجتها لتعمل كمستقبلات ضوئية في عيون الفئران التي ولدت عمياء، وتحديدًا العصي التي تسمح لنا بالرؤية في الإضاءة المنخفضة.

واستخدم العلماء في المركز الطبي بجامعة كولومبيا وجامعة أيوا تقنية كريسبر لإصلاح طفرة جينية مسؤولة عن التهاب الشبكية الصباغي في الخلايا الجذعية المحفزة متعددة القدرات والمشتقة من مريض مصاب بالمرض. التهاب الشبكية الصباغي هو حالة وراثية للعين تتسبب في تدهور شبكية العين، مما يؤدي إلى فقدان بطيء للرؤية ويؤدي إلى العمى في 1.5 مليون حالة على الأقل في جميع أنحاء العالم. لا يوجد علاج لالتهاب الشبكية الصباغي، والعلاج الوحيد هو فيتامين أ، والذي قد يساعد في إبطاء تقدم فقدان البصر لدى بعض الأشخاص المصابين بهذا المرض.

وفي دراسة نُشرت في مجلة (Scientific Reports)، أخذ الباحثون عينة من الجلد من مريض مصاب بطفرة في جين منظم التهاب الشبكية الصباغي (GTPase – RPGR)، والذي يسبب نوعًا عدوانيًا مرتبطًا بالكروموسوم X. تم تحديد هذا النوع الشائع من المرض لأنه ناجم عن خطأ واحد في جين (RPGR)، مما يجعله مرشحًا جيدًا للطب الدقيق.

حيث قال مؤلف الدراسة الدكتور ستيفن تسانغ ، الأستاذ المشارك في علم الأمراض وبيولوجيا الخلية في جامعة كولومبيا، في بيان قال فيه “استخدم العلماء طريقة ثابتة لتوليد خلايا جذعية متعددة القدرات من خلايا جلد المريض حيث تتمتع هذه الخلايا الجذعية الشبيهة بالجنين بالقدرة على التمايز أو التحول إلى خلايا شبكية صحية وإعادة زراعتها مرة أخرى في نفس المريض لعلاج فقدان البصر”.

لكن الخلايا الجذعية المشتقة من المريض المصاب بالتهاب الشبكية الصباغي ما زالت تأوي الطفرة المسببة للمرض لذلك في محاولة لإصلاح هذا الخلل، استخدم المحققون تقنية (CRISPR) لاستهداف الخطأ وتعديله واستبداله في (RPGR) حيث إن تقنية (CRISPR) قابلة للتكيف بسهولة مع التسلسلات المتنوعة للحمض النووي، وتتيح التقنية تحريرًا أسرع وأكثر دقة من الطرق السابقة.

ثم انتظر الباحثون 10 أيام، وجمعوا الخلايا وأجروا تسلسل الحمض النووي عدة مرات على الخلايا لمعرفة ما إذا كانت طريقة تحرير الجينات تعمل.

في النتائج المنشورة، أبلغ الفريق عن معدل نجاح بنسبة 13٪ في تحويل متغير الجين المتحور إلى النوع الطبيعي. لا يبدو هذا المعدل نجاحا مرتفعًا، لكن المؤلفين يقولون إنه من الأفضل دراسات تعديل جينات الخلايا الجذعية السابقة التي أبلغت عن معدلات تصحيح أقرب إلى 1٪. لكن النتائج شجعت المؤلفين، مشيرين إلى أن تركيبة (RPGR) – التي تحتوي على العديد من التكرارات وأزواج النوكليوتيدات شديدة الارتباط – تجعل تحرير الجين صعبًا.

في تجربة سريرية أجراها باحثون في معهد العين بجامعة بنسلفانيا. نشرت نتائج الحالة، وتفاصيلها في ورقة اليوم في طب الطبيع (Cideciyan)، وتبين أن العلاج أدى إلى تغيرات ملحوظة في النقرة، ومعظم مكان مهم الرؤية المركزية الإنسان.

المصدر رقم (1)

وقد صمم لعلاج المرضى الذين شخصت إصابتهم بمرض فقد البصر الوراثي (LCA) – اضطراب العين الذي يؤثر في المقام الأول على شبكية العين والذين لديهم طفرة (CEP290)، التي تعد واحدة من الجينات المتورطة أكثر شيوعا في المرضى الذين يعانون من هذا المرض. والمرضى الذين يعانون من هذا النوع من (LCA) يعانون من ضعف البصر الشديد، وعادة ما يبدأ في سن الطفولة.

“وبينت مجموعة من النتائج معايير جديدة من التحسينات البيولوجية الممكنة مع العقاقير بعلاج النوكليوتيد في LCA الناجمة عن الطفرات CEP290″، وقال المشارك الرئيسي المؤلف ارتور (V. Cideciyan)، دكتوراه، أستاذ باحث في طب العيون. “الأهم من ذلك، أنشأنا مقارنة لعلاجات التحرير الجينات الجارية حاليا لنفس المرض، والتي سوف تسمح للمقارنة بين المزايا النسبية لإثنين من التدخلات المختلفة”.

وفي التجارب السريرية الدولية التي تقودها في الطب بنسلفانيا التي كتبتها ونشرت في (Cideciyan) بواسطة صموئيل جاكوبسون، أستاذ طب وجراحة العيون، تلقى المشاركون حقن داخل العين لالنوكليوتيد العقاقير تسمى (sepofarsen) حيث ان هذا الجزيء RNA قصير ويعمل عن طريق زيادة المستويات الطبيعية من البروتين (CEP290) في الخلايا المستقبلة للضوء في العين، وتحسين وظائف الشبكية في ظل ظروف الرؤية اليومية.

وفي دراسة أخرى أجريت في عام 2019 والتي نشرت في نفس المجلة طب الطبيعة (Cideciyan)، جاكوبسون، والمتعاونين وجدوا أن حقن (sepofarsen) تتكرر كل ثلاثة أشهر حيث أسفرت عن استمرار مكاسب الرؤية في 10 من المرضى والمريض الحادي عشر كان المفصل للعلاج، حيث تلقى حقنة واحدة فقط ولوحظت على مدى فترة 15 شهرا. قبل العلاج، وكان المريض يعاني انخفاض في حدة البصر، وانخفاض في مدى الرؤية الليلية. بعد الجرعة الأولى قرر المريض للتخلي عن جرعات الصيانة الفصلية، وذلك لأن الجرعات العادية يمكن أن يؤدي إلى إعتام عدسة العين.

فبعد حقنة واحدة من (sepofarsen)، أظهرت أكثر من عشرة قياسات وظيفة بصرية وبنية شبكية العين تحسينات كبيرة تدعم التأثير البيولوجي من العلاج. كان من النتائج الرئيسية من هذه الدراسة أن هذا التأثير البيولوجي كان بطيئا نسبيا في الامتصاص. ورأى الباحثون تحسن الرؤية بعد شهر واحد، ولكن وصل تحسن رؤية المريض وتأثير الحقنة ذروتها بعد شهرين والأكثر لفتا، عند اختبار المريض ظلت التحسينات على مدى 15 شهرا بعد الحقن الأول والوحيد.

ووفقا للباحثين، فإن متانة طويلة من تحسين الرؤية غير متوقعة، وتوفر الآثار المترتبة على علاج (ciliopathies) أخرى – اسم فئة كبيرة من الأمراض المرتبطة بالطفرات الوراثية ترميز البروتينات التالفة، مما يؤدي إلى وظيفة غير طبيعية من الأهداب، وعضيه في الخلايا الحسية وجحوظ.

“هذا العمل يمثل اتجاها مثيرا حقا لل (RNA) العلاج بواسطة العقاقير. منذ 30 عاما كانت هناك أدوية جديدة باستخدام (RNA) أليغنوكليوتيد العقاقير، على الرغم من أن الجميع يدرك أن هناك وعودا كبيرة لهذه العلاجات”، وقال جاكوبسون. “إن الاستقرار غير متوقع من المنطقة الانتقالية الهدبية حيث لوحظ في إعادة النظر لمطالبات المريض من الجرعات والجداول الزمنية ل (sepofarsen)، فضلا عن غيرها من العلاجات”.

أحد الأسباب القليلة التي أثبتت نجاح عقاقير النوكليوتيد في علاج هذا المرض النادر ووفقا للباحثين، هو أن جزيئات هذا الحمض النووي الريبي الصغيرة هي صغيرة بما يكفي للوصول الى نواة الخلية، ولكن لا يتم مسحها بسرعة كبيرة، حتى أنها تبقى طويلا بما يكفي للقيام بمهمتها.

شركة (BioTech Company Editas Editas Medicine)، هي أول من حقن بآلية الكريسف مباشرة في الجسم لتحرير الحمض النووي، حيث تم تعديل خلايا المريض في طبق وتم إعادة تنشيطها لاحقا. وقال جاك دنكان، باحث لطب وجراحة العيون في جامعة كاليفورنيا، الذي ترأس الجلسة حيث تم تقديم الدورة فيها.

مرض فقد البصر الوراثي (LCA – Leber’s Congenital Amaurosis) تظهر فيه العيوب الوراثية في خلايا الضوئية في شبكية العين أو الخلايا القريبة التي تسبب في أن يبدأ المرضى في فقدان رؤيتهم في مرحلة الطفولة وفي مرحلة البلوغ، قد يرون فقط صور خافتة، ضبابية أمامهم مباشرة، مما يشبه النظر إلى قشة الشرب وفي كثير من الأحيان تمايل عيونهم من جانب إلى آخر.

يستخدم العلاج الجيني الذي تمت الموافقة عليه في عام 2017 ل (LCA) فيروسا مرتبطا بالأينيو غير ضار (AAV)، لتقديم نسخة عمل من الجين يسمى (RPE65) في خلايا الشبكية. ولكن إدراج جين مع (AAV) لن يعمل من أجل الشكل الأكثر شيوعا للمرض، (LCA) نوع 10 (LCA10). سبب هذا الشرط عيوب بسبب في جين آخر، (CEP290)، الذي يرمز البروتين الذي يساعد على نقل البروتينات الأخرى حول الخلايا الضوئية. لسوء الحظ، (CEP290) كبير جدا ولا تناسب فيروس (AAV).

لذلك يستخدم (Editas AAV) لنقل المقص الوراثي في ​​خلايا الشبكية، بدلا من ذلك. بمجرد أن يقوم الحمض النووي بأنزيم [CAS9 CAS9 CAS9 و RNAS] دليلين في الداخل، فإن الخلايا تنتج (CAS9)، التي تخفف طفرة مشتركة في (CEP290)، مما يسمح لها بإنتاج بروتين يعمل.

في نتائج التجربة التي صدرت (اليوم)، حصل ستة أشخاص بالغين من الذين لديهم رؤية شديدة بشدة الحقن من العلاج، (Edit-101)، في عين واحدة، في واحدة من ثلاث جرعات ممكنة. بالنسبة لأولئك الذين لديهم آثار جانبية، كانوا خفيفين، بما في ذلك آلام العين أو التهاب.

من المرضى الخمسة للمرضى الذين تتوفر نتائج اختبار رؤيتهم، ثلاثة لم تصدر مكاسب واضحة. لكن اثنين، كل منهم تلقى جرعة (MIDRANGE)، تمكنا أن يشعرا بضوء أكثر مما كانا عليه قبل العلاج، كما تقاس ردودهم على ضوء وامض. وقدم المحقق مارك بينيزي، باحث علوم رؤية في جامعة أوريغون للصحة والعلوم، النتائج اليوم في الندوة الدولية عن تنكس الشبكية في ناشفيل، تينيسي.

بالإضافة إلى النتائج الإجمالية، قال أحد المرضى الذين يمكنهم أن يشعرون بمزيد من الضوء – امرأة تبلغ من العمر 54 عاما – تحسنت أيضا بشكل كبير على اختبارات حدة البصر 6 أشهر بعد العلاج. في الواقع، ذهبت من عدم القدرة على القراءة في الجزء العلوي من مخطط العين لرؤيته، كما يقول (Pennesi). كما أتقنت دورة عقبة في ضوء خافت حيث أنها فشلت سابقا في ضوء مشرق. وصرحت المريضة، كارلين فارس بورتلاند، أوريغون، ل (NPR) لم تعد تعود إلى مقصورات زملائها في العمل. “إنه لطيف، أنا لا اخيف الناس وليس لدي الكثير من الكدمات على جسدي”، مازحة.

يقول بينيزي إن الفارس قد فعلت ذلك جيدا لأنها كانت لديها طفرة مستهدفة من (CAS9) في كلا نسخها من جينها (CEP290)، على عكس المرضى الآخرين. ولكن، “الجواب الصادق هو أننا لا نعرف” لماذا كانت نتائجها أفضل.

تطوع كارلين فارس، التي لديها اضطراب العين الخلقي، للسماح للأطباء بتحرير الجينات في شبكية العين الخاصة بها باستخدام القرص. الصورة بواسطة OHSU/JOSH ANDERSEN

بدأ محققو (LCA10) الآن في علاج أربعة أشخاص بالغين بأعلى جرعة متوفرة في المحاكمة. اعتمادا على الدراسات على الفئران والقرود، “نحن نأمل أن … جرعات أعلى ستترجم إلى تأثير سريري أقوى”.

تتوقع الشركة أيضا علاج الأطفال قريبا كجزء من المحاكمة. لأن الأطفال الذين يعانون من (LCA) لديهم المزيد من الضيوف الفاخرة أكثر من البالغين مع الحالة، فقد يظهرون مكاسب أكبر، كما يقول (Pennesi). كما يضيف ذلك أيضا أن أدمغتهم البلاستيكية ستتكيف بشكل أفضل مع معالجة إشارات الرؤية المحسنة.

في العام الماضي، سجل الأيسر أول نجاح سريري له لأمراض موروثة نادرة، وتخفيف فقر الدم والألم والأعراض الأخرى في المرضى الذين يعانون من اضطرابات دم خطيرة. بالنسبة لهذا العلاج، قام الباحثون بتحرير الخلايا الجذعية دموية المرضى في طبق، ثم غرس الخلايا مرة أخرى في أجسادهم.

على الرغم من أن (Editas) يتوافق مع محاكمتها المحاكمة كأول استخدام (Crispr) لتحرير الخلايا داخل الجسم، فإن محاكمة “في الجسم الحي” الأخرى التي أطلقت في وقت لاحق (Gasalready) أسفرت عن نتائج ففي يونيو / حزيران، ذكر الباحثون أن ترسيبرفر قد تدفق مستويات البروتين السام الذي أدى به الى الكبد الذي يسبب مرض القلب والعصب. بدلا من استخدام فيروس لتخطيط الحمض النووي للنظام الحمض النووي في الجسم، حقن الباحثون الجسيمات النانوية الدهنية التي تحمل رسول ترميز الحمض النووي الريبي في دماء المرضى. قد يكون لهذا النهج تأثيرات أكثر عابرة لتحرير جينات – وإثبات أكثر أمانا – ولكن قد يكون من الصعب استخدامه في الأنسجة خارج الكبد.

استراتيجية جديدة للعلاج الجيني (CEP290)

يركز هذا المشروع المختبري على تصميم نهج العلاج الجيني لنفس الجين (CEP290). على عكس نهج (CRISPR)، الذي يمكن أن يستهدف طفرة معينة فقط في وقت واحد، يقوم فريقي بتطوير نهج من شأنه أن يعمل مع جميع طفرات (CEP290) في مرض ليبر الخلقي من النوع 10.

يتضمن هذا النهج استخدام أشكال أقصر لكنها وظيفية من بروتين (CEP290) الذي يمكن توصيله إلى المستقبلات الضوئية باستخدام الفيروسات المعتمدة للاستخدام السريري.

يعد العلاج الجيني الذي يتضمن تقنية كريسبر بإصلاح دائم وفترة تعافي منخفضة وبشكل كبير. يتمثل الجانب السلبي لنهج كريسبر في إمكانية حدوث تأثير خارج الهدف حيث يتم تحرير منطقة أخرى من الحمض النووي للخلية، مما قد يتسبب في آثار جانبية غير مرغوب فيها، مثل السرطان. ومع ذلك، جعلت الاستراتيجيات الجديدة والمحسّنة مثل هذا الاحتمال منخفضًا للغاية.

على الرغم من أن دراسة (CRISPR) مخصصة لطفرة معينة في (CEP290)، إلا أنني أعتقد أن استخدام تقنية (CRISPR) في الجسم سيكون مثيرًا وقفزة عملاقة. أعلم أن هذا العلاج في مرحلة مبكرة، لكنه يظهر واعدا بشكل واضح. في رأيي، بالإضافة إلى أذهان العديد من العلماء الآخرين، يحمل الابتكار العلاجي بوساطة كريسبر وعودًا هائلة.

شاهد الكليبات التالية ذات الصلة:
https://www.youtube.com/watch?v=rbVvu_104Pg
https://www.youtube.com/watch?v=o8ymjSE_W0E
https://www.youtube.com/watch?v=2tHPdi5vX1s
https://www.youtube.com/watch?v=v8NLQEX3ViM

المصادر:

  1. https://www.scientificamerican.com/article/how-can-science-help-reverse-blindness/
  2. https://www.forbes.com/sites/emilymullin/2016/01/29/crispr-used-to-repair-blindness-causing-gene-defect/?sh=56ff50d3f46a
  3. https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210401112532.htm
  4. https://www.science.org/content/article/crispr-helps-blind-woman-see-doesn-t-help-all-patients
  5. https://geneticliteracyproject.org/2021/01/27/inherited-blindness-can-now-be-cured-thanks-to-crispr/
المهندس صادق القطري

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.