منذ أكثر من عام أصيب العالم بالصدمة من محاولة عالم الفيزياء الحيوية الصين جيانكوي استخدام تقنية كريسبر للتعديل الوراثي ولتعديل الأجنة البشرية وجعلها مقاومة لفيروس نقص المناعة البشرية .
كيفية عمل تقنية كريسبر
إن تقنية كريسبر هي تقنية تسمح للعلماء بإجراء تعديلات دقيقة على أي حمض نووي عن طريق تغيير تسلسله ، وعند استخدام تقنية كريسبر للتعديل الوراثي الجيني ، قد يتم التخلص من الجين عن طريق جعله غير نشط ، أو محاولة تحقيق تعديلات محددة عليه مثل إدخال أو إزالة قطعة من الحمض النووي المطلوب .
تعتمد عملية تعديل الجينات باستخدام نظام تقنية كريسبر على ارتباط بروتينين ، أحد هذه البروتينات والذي يُسمى باسم كاس9 Cas9 هو المسؤول عن قطع الحمض النووي ، أما البروتين الآخر عبارة عن جزيء قصير من الحمض النووي الريبي والذي يعمل كدليل والذي يقوم بتوصيل بروتين كاس9 Cas9 إلى الموضع الذي من المفترض أن يقطع فيه .
تحتاج تقنية كريسبر للتعديل الوراثي أيضًا إلى مساعدة من الخلايا التي يتم تحريرها ، كما أن تلف الحمض النووي متكرر لذلك يتعين على الخلايا بانتظام إصلاح آفات الحمض النووي ، وآليات الإصلاح المرتبطة هي ما يقدم عمليات الحذف أو الإدراج أو التعديلات عند إجراء تعديل الجينات .
أخطاء تقنية كريسبر للتعديل الوراثي
كان العالم الصيني جيانكوي وزملاؤه يستهدفون جينًا يسمى CCR5 ، وهو أمر ضروري لفيروس نقص المناعة البشرية للدخول إلى خلايا الدم البيضاء المعروفة باسم الخلايا اللمفاوية .
هناك متغير واحد من جين CCR5 ، حيث يفتقد إلى سلسلة معينة من 32 حرفًا من شفرة الحمض النووي ، ويحدث هذا البديل بشكل طبيعي في السكان البشريين ويؤدي إلى ارتفاع مستوى المقاومة للنوع الأكثر شيوعًا من فيروس نقص المناعة البشرية .
أراد فريق العالم الصيني جيانكوي إعادة إنشاء هذه الطفرة باستخدام تقنية كريسبر على الأجنة البشرية وذلك في محاولة لجعلها مقاومة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية ، لكن هذا لم يسير كما هو مخطط له ، ونتيجة لذلك تولدت طفرات مختلفة وغير معروفة ، وقد تمنح أو لا تمنح هذه الطفرات مقاومة فيروس نقص المناعة البشرية وقد تكون أو لا تكون لها عواقب أخرى مما يدعو إلى القلق ، ولكنهم لم يختبروا هذا ومضوا في زرع الأجنة .
خطأ الفسيفساء
قد يكون المصدر الثاني للأخطاء هو أن التعديل لم يكن فعالًا تمامًا ، وهذا يعني أنه لم يتم تعديل جميع الخلايا الموجودة في الأجنة بالضرورة ، وعندما يحتوي الكائن الحي على مزيج من الخلايا المحررة وغير المحررة يطلق عليه الفسيفساء .
وهذا يجعل من غير المرجح أن يكون الأطفال المُعدلون للجينات يقاومون الإصابة بعدوى فيروس العوز المناعي البشري ، ويجب أن يكون خطر الفسيفساء سببًا آخر لعدم زرع الأجنة ، وعلاوة على ذلك يمكن أن يكون للتحرير تأثيرات غير مقصودة في أماكن أخرى من الجين .
قام جيانكوي وفريقه باختبار الخلايا من الأجنة التي تم تحريرها ، ولم يبلغوا عن تعديل واحد خارج الهدف ومع ذلك تطلب هذا الاختبار أخذ عينات من الخلايا التي لم تعد بالتالي جزءًا من الأجنة التي استمرت في التطور ، وبالتالي فإن الخلايا المتبقية في الأجنة لم يتم اختبارها وقد يكون لديها تعديلات مختلفة خارج الهدف ، وهذا ليس خطأ الفريق حيث ستكون هناك دائمًا قيود في الكشف عن الهدف والفسيفساء ويمكننا فقط الحصول على صورة جزئية .
إن الفائدة الوحيدة لمحاولة التعديل الجيني ، إذا ثبتت كانت ستقلل من خطر الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية حتى في وقت لاحق من الحياة ، ولكن هناك طرقًا أكثر أمانًا للتحكم في خطر الإصابة .
الآثار المترتبة على تعديل الجينات
إن تعديل الجينات لديها تطبيقات لا نهاية لها ، ويمكن استخدامه لجعل النباتات أكثر مقاومة للأمراض المدمرة ، ويمكن أن تلعب دوراً هاماً في التكيف مع تغير المناخ ، وفي مجال الصحة نشهد بالفعل نتائج واعدة بتعديل الخلايا الجسدية في مرض الخلايا المنجلية .
ومع ذلك لا يوجد استعداد حتى الأن لتعديل الأجنة البشرية ، حيث أن التقنيات ليست ناضجة بما فيه الكفاية ، ولم يتم تقديم أي حالة لحاجة واسعة النطاق لم تستطع معالجة التقنيات الأخرى مثل الاختبار الجيني قبل الزرع ، وهناك أيضا الكثير من العمل لا يزال مطلوبا بشأن الحكم ، وكانت هناك دعوات فردية لوقف تنفيذ عمليات تعديل الأجنة من منظمة الصحة العالمية .
كيفية عمل تقنية كريسبر
إن تقنية كريسبر هي تقنية تسمح للعلماء بإجراء تعديلات دقيقة على أي حمض نووي عن طريق تغيير تسلسله ، وعند استخدام تقنية كريسبر للتعديل الوراثي الجيني ، قد يتم التخلص من الجين عن طريق جعله غير نشط ، أو محاولة تحقيق تعديلات محددة عليه مثل إدخال أو إزالة قطعة من الحمض النووي المطلوب .
تعتمد عملية تعديل الجينات باستخدام نظام تقنية كريسبر على ارتباط بروتينين ، أحد هذه البروتينات والذي يُسمى باسم كاس9 Cas9 هو المسؤول عن قطع الحمض النووي ، أما البروتين الآخر عبارة عن جزيء قصير من الحمض النووي الريبي والذي يعمل كدليل والذي يقوم بتوصيل بروتين كاس9 Cas9 إلى الموضع الذي من المفترض أن يقطع فيه .
تحتاج تقنية كريسبر للتعديل الوراثي أيضًا إلى مساعدة من الخلايا التي يتم تحريرها ، كما أن تلف الحمض النووي متكرر لذلك يتعين على الخلايا بانتظام إصلاح آفات الحمض النووي ، وآليات الإصلاح المرتبطة هي ما يقدم عمليات الحذف أو الإدراج أو التعديلات عند إجراء تعديل الجينات .
أخطاء تقنية كريسبر للتعديل الوراثي
كان العالم الصيني جيانكوي وزملاؤه يستهدفون جينًا يسمى CCR5 ، وهو أمر ضروري لفيروس نقص المناعة البشرية للدخول إلى خلايا الدم البيضاء المعروفة باسم الخلايا اللمفاوية .
هناك متغير واحد من جين CCR5 ، حيث يفتقد إلى سلسلة معينة من 32 حرفًا من شفرة الحمض النووي ، ويحدث هذا البديل بشكل طبيعي في السكان البشريين ويؤدي إلى ارتفاع مستوى المقاومة للنوع الأكثر شيوعًا من فيروس نقص المناعة البشرية .
أراد فريق العالم الصيني جيانكوي إعادة إنشاء هذه الطفرة باستخدام تقنية كريسبر على الأجنة البشرية وذلك في محاولة لجعلها مقاومة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية ، لكن هذا لم يسير كما هو مخطط له ، ونتيجة لذلك تولدت طفرات مختلفة وغير معروفة ، وقد تمنح أو لا تمنح هذه الطفرات مقاومة فيروس نقص المناعة البشرية وقد تكون أو لا تكون لها عواقب أخرى مما يدعو إلى القلق ، ولكنهم لم يختبروا هذا ومضوا في زرع الأجنة .
خطأ الفسيفساء
قد يكون المصدر الثاني للأخطاء هو أن التعديل لم يكن فعالًا تمامًا ، وهذا يعني أنه لم يتم تعديل جميع الخلايا الموجودة في الأجنة بالضرورة ، وعندما يحتوي الكائن الحي على مزيج من الخلايا المحررة وغير المحررة يطلق عليه الفسيفساء .
وهذا يجعل من غير المرجح أن يكون الأطفال المُعدلون للجينات يقاومون الإصابة بعدوى فيروس العوز المناعي البشري ، ويجب أن يكون خطر الفسيفساء سببًا آخر لعدم زرع الأجنة ، وعلاوة على ذلك يمكن أن يكون للتحرير تأثيرات غير مقصودة في أماكن أخرى من الجين .
قام جيانكوي وفريقه باختبار الخلايا من الأجنة التي تم تحريرها ، ولم يبلغوا عن تعديل واحد خارج الهدف ومع ذلك تطلب هذا الاختبار أخذ عينات من الخلايا التي لم تعد بالتالي جزءًا من الأجنة التي استمرت في التطور ، وبالتالي فإن الخلايا المتبقية في الأجنة لم يتم اختبارها وقد يكون لديها تعديلات مختلفة خارج الهدف ، وهذا ليس خطأ الفريق حيث ستكون هناك دائمًا قيود في الكشف عن الهدف والفسيفساء ويمكننا فقط الحصول على صورة جزئية .
إن الفائدة الوحيدة لمحاولة التعديل الجيني ، إذا ثبتت كانت ستقلل من خطر الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية حتى في وقت لاحق من الحياة ، ولكن هناك طرقًا أكثر أمانًا للتحكم في خطر الإصابة .
الآثار المترتبة على تعديل الجينات
إن تعديل الجينات لديها تطبيقات لا نهاية لها ، ويمكن استخدامه لجعل النباتات أكثر مقاومة للأمراض المدمرة ، ويمكن أن تلعب دوراً هاماً في التكيف مع تغير المناخ ، وفي مجال الصحة نشهد بالفعل نتائج واعدة بتعديل الخلايا الجسدية في مرض الخلايا المنجلية .
ومع ذلك لا يوجد استعداد حتى الأن لتعديل الأجنة البشرية ، حيث أن التقنيات ليست ناضجة بما فيه الكفاية ، ولم يتم تقديم أي حالة لحاجة واسعة النطاق لم تستطع معالجة التقنيات الأخرى مثل الاختبار الجيني قبل الزرع ، وهناك أيضا الكثير من العمل لا يزال مطلوبا بشأن الحكم ، وكانت هناك دعوات فردية لوقف تنفيذ عمليات تعديل الأجنة من منظمة الصحة العالمية .
