کاهش نشانه‌های رفتاری اوتیسم با کریسپر و طلا!

میگنا: به گزارش گیزمگ، یک مطالعه جدید قابل توجه با استفاده از تکنیک ویرایش ژن کریسپر-کس9 (CRISPR-Cas9) و ویرایش یک ژن خاص در موش‌های مبتلا به سندروم X شکننده(FXS)، یک اختلال تک ژنی که اغلب به اوتیسم مرتبط است، انجام شد.

ویرایش ژن در موش‌های زنده منجر به بهبود قابل ملاحظه‌ای در رفتارهای تکراری و وسواسی آنها شد و این کار اولین گام اصلاح ژن برای ردیابی علائم رفتاری مرتبط با اختلال طیف اوتیسم(ASD) بود.

FXS یک اختلال ژنتیکی است که با ناتوانی‌های فکری، تشنج و رفتار تکراری اغراق‌آمیز مرتبط است. مطالعات قبلی نشان داده است که رفتارهای تکراری مرتبط با FXS مربوط به یک گیرنده خاص تحریک کننده در مغز است که در هنگام غربالگری باعث ایجاد سیگنال بیش از حد میان سلول‌ها می‌شود.

تکنیک کریسپر در داخل ژنی تاثیر می‌گذارد که گیرنده تحریک کننده موسوم به mGluR5 را کنترل و اساسا آن را غیرفعال می‌کند و سیگنال‌دهی بیش از حد را با رفتارهای تکراری متعادل می‌کند.

در موش‌های تحت درمان با سیستم جدید، رفتار میل به حفر افراطی، 30 درصد کاهش پیدا کرد و پرش‌های تکراری 70 درصد کاهش یافت.
"های یانگ لی" سرپرست این مطالعه می‌گوید: قبل از این آزمایش، ما نمی‌دانستیم که آیا گیرنده mGluR5 به طور خاص در رفتار تکراری تاثیر دارد یا نه. این یک یافته مهم بیولوژیکی است.
یک عنصر جذاب‌تر از این تحقیق جدید، روش تحویل کریسپر-کس9 بود که پیشتر توسط یک تیم در دانشگاه کالیفرنیا برکلی انجام شده بود. شایع‌ترین روش انتقال ژن کریسپر، توانایی ویروس‌ها برای حمل آنزیم کس9 به سلول هدف است.
اما انتقال ژن ویروسی محدودیت دارد، چرا که علاوه بر احتمال مبارزه با سیستم ایمنی بدن برای تولید آنتی‌بادی علیه ویروس، این سیستم تحویل، کنترل چگونگی تحویل کس9 را دشوار می‌سازد.
"لی" گفت: اگر شما DNA کریسپر را با استفاده از یک ویروس تزریق می‌کنید، نمی‌توانید کنترل کنید که پروتئین کس9 و RNA راهنما چگونه بیان می‌شوند. بنابراین تزریق آن از طریق یک ویروس یک مشکل بالقوه است.

روش جدید از نانوذرات طلا برای حمل کریسپر-کس9 به مغز استفاده می‌کند که سیستم کریسپر-گلد نامیده می‌شود. این سیستم تحویل، یک نانوذره طلا را با مولکول‌های کس9 درمانی پوشش می‌دهد. یک راهنمای اضافی RNA برای کمک به خانه کردن نانوذرات درون ژن هدف اضافه شده است و قبل از اینکه کل بسته با پلیمر پوشیده شود، به وارد شدن به سلول‌های درست کمک می‌کند.

"لی" می‌گوید: من فکر می‌کنم روش کریسپر-گلد بسیار جالب است، زیرا ما می‌توانیم میزانی را که می‌خواهیم تزریق کنیم، کنترل کنیم و احتمالا عوارض جانبی استفاده از کریسپر را کاهش دهیم.

این اولین بار نیست که روش تحویل کریسپر غیر ویروسی معرفی می‌شود. به عنوان مثال، در سال گذشته یک تیم از موسسه فناوری ماساچوست(MIT) از دستگاه تحویل نانوذرات برای خاموش کردن ژن‌های هدف در سلول‌های کبد موش استفاده کرد.

با این حال، این مطالعه جدید اولین شواهدی از کریسپر است که با موفقیت برای ویرایش یک ژن علیه اوتیسم در مغز که تغییرات قابل توجهی در رفتار دارد، استفاده می‌شود.

محققان می‌گویند مرحله بعدی برای تحقیق این است که کاری کنیم تا مولکول‌های کارآمد بیشتری از کریسپر-گلد توسعه دهیم که بتوان آنها را بهتر کنترل کرد.

در این تحقیق، ذرات مستقیما به داخل مغز موش‌ها تزریق شدند که فرایندی است که نمی‌تواند به راحتی روی انسان اعمال شود.
محققان پیشنهاد می‌کنند که تزریق از طریق سیستم عصبی مرکزی از نخاع می‌تواند به همان اندازه موثر باشد.

اثربخشی سیستم کریسپر-گلد در ویرایش دقیق ژن‌های خاصی در سلول‌های مغزی می‌تواند در آینده به یک دسته‌بندی گسترده از بیماری‌های مختلف ژنتیکی و همچنین هدف قرار دادن سایر علائم متقابل رفتاری در اوتیسم اعمال شود.

"لی" می‌گوید: روش کریسپر-گلد می‌تواند برای درمان انواع بیماری‌های ژنتیکی مانند بیماری‌های هانتینگتون استفاده شود. اما این روش محدود به بیماری‌های تک‌ژنی نیست. همچنین می‌توان آن را در مقابل بیماری‌های پلی‌ژنیک که کل شبکه ژن‌ها را درگیر می‌کند، مورد استفاده قرار داد.
تحقیق جدید در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شده است.