تکنیک کریسپر، احتمالا راه درمان قطعی ایدز باشد

تکنیک کریسپر که یک فناوری جدید در اصلاح ژن‌ برای جلوگیری از تکثیر ویروس ایدز محسوب می‌شود، امید جدید دانشمندان برای درمان کامل HIV است.

در ماه ژوئیه، یک مرد HIV مثبت، اولین داوطلب یک آزمایش بالینی، با هدف استفاده از تکنیک اصلاح ژن کریسپر برای جدا کردن ویروس عامل ایدز از سلول‌هایش شد. به مدت یک ساعت، او به یک کیسه تزریق وریدی IV متصل بود که درمان آزمایشی را مستقیما به جریان خون او وارد می‌کرد. این تزریق یکبار مصرف، برای حمل ابزارهای ویرایش ژن به سلول‌های آلوده فرد مبتلا به ایدز، برای پاکسازی ویروس طراحی شده است.

در اواخر این ماه، داوطلب مصرف داروهای ضد رتروویروسی را متوقف می‌کند تا ویروس را در سطوح غیرقابل شناسایی نگه دارد. سپس، محققان 12 هفته منتظر خواهند ماند تا ببینند که آیا ویروس HIV مجددا باز می‌گردد یا خیر. در صورت عدم بازگشت، آزمایش کریسپر موفقیت‌آمیز خواهد بود. دانیل دورنبوش، مدیرعامل Excision BioTherapeutics، شرکت بیوتکنولوژی مستقر در سانفرانسیسکو که آزمایش تکنیک کریسپر را انجام می‌دهد، می‌گوید:

کاری که ما در تلاش برای انجام آن هستیم این است که سلول را به حالت تقریبا طبیعی خود بازگردانیم.

ویروس ایدز به سلول‌های ایمنی بدن به نام CD4 حمله می‌کند و با ربایش نحوه عملکرد آنها، نسخه‌هایی تکثیر شده از خود می‌سازد. اما برخی از سلول‌های آلوده به HIV می‌توانند گاهی برای سال‌ها در حالت خاموش باقی بمانند و به طور فعال، نسخه‌های جدیدی از ویروس را تولید نکنند. این به اصطلاح مخازن، مانع بزرگی برای درمان این ویروس هستند.

جاناتان لی، پزشک بیمارستان بریگهام و محقق HIV می‌گوید:

ایدز دشمنی سخت برای مبارزه است، زیرا می‌تواند به DNA ما نفوذ کند و در حالتی خاموش، در مراحل مختلف زندگی یک فرد فعال شود. بنابراین، کشف چگونگی هدف‌گیری این مخازن، بدون آسیب رساندن به سلول‌های حیاتی CD4، فرآیندی چالش‌برانگیز است.

نحوه عملکرد تکنیک کریسپر 

درحالی‌که داروهای ضد رتروویروسی می‌توانند تکثیر ویروس را متوقف کرده و آن‌را از خون پاک کنند، اما نمی‌توانند به این مخازن برسند. بنابراین، این افراد باید تا پایان عمر هر روز دارو را مصرف کنند. با این وجود، موسسه Excision BioTherapeutics امیدوار است که تکنیک کریسپر بتواند ویروس HIV را برای همیشه حذف کند.

کریسپر در چندین مطالعه دیگر نیز برای درمان تعدادی از اختلالات ناشی از جهش‌های ژنتیکی استفاده می‌شود. در این موارد، دانشمندان از این تکنیک برای ویرایش سلول‌های افراد استفاده می‌کنند. اما برای آزمایش ایدز، محققان Excision در حال تبدیل ابزار ویرایش ژنی علیه ویروس هستند. تزریق کریسپر حاوی مولکول‌های اصلاح‌کننده ژن است که دو ناحیه مهم در ژنوم HIV را برای تکثیر ویروس، هدف قرار می‌دهند. ویروس تنها زمانی می‌تواند تولیدمثل کند که کاملا دست نخورده باشد، بنابراین کریسپر با بریدن تکه‌هایی از ژنوم، این فرآیند را مختل می‌کند.

در سال 2019، محققان دانشگاه تمپل و نبراسکا دریافتند که استفاده از تکنیک کریسپر برای حذف این مناطق، ویروس ایدز را از ژنوم موش‌ها حذف می‌کند. یک سال بعد، دانشمندان تمپل نشان دادند که این رویکرد به طور ایمن، DNA آلوده به ویروس را از میمون‌های ماکاک که مبتلا به SIV (نسخه حیوانی HIV) بودند، حذف کرده است. کامل خلیلی، استاد میکروبیولوژی دانشگاه تمپل و یکی از بنیان‌گذاران Excision، می‌گوید که این روش گام مهمی در جهت آزمایش درمان ویروس ایدز در افراد است.

او افزود:

در این روش، ژنوم ویروس مستقیما از بین نمی‌رود، اما در عین حال، در بخش دیگری از ژنوم انسان اختلال ایجاد می‌شود و سپس ممکن است مجموعه‌ای دیگر از مشکلات برای بیماران ایجاد شود. بنابراین ما باید مطمئن می‌شدیم که منطقه‌ای را در داخل HIV شناسایی کرده‌ایم که با ژنوم انسان هم‌پوشانی ندارد.

دورنبوش نیز معتقد است که تکنیک کریسپر، بیماران را از عوارض جانبی جدی و اصلاحات خارج از هدف در امان نگه می‌دارد و از برش‌های غیرعمدی در قسمت‌های دیگر ژنوم که ممکن است باعث بروز مشکلاتی مانند سرطان شود، جلوگیری می‌کند.

سلول‌های ایمنی آلوده به ایدز

مناطقی که از طریق تکنیک کریسپر مورد هدف قرار گرفته‌اند نیز در بخشی از ژنوم هستند که تمایل دارند حتی در زمان تکامل HIV نیز ثابت بمانند. این امر از آنجایی مهم است که ویروس به سرعت جهش می‌یابد و محققان نمی‌خواهند با هدفی متحرک روبرو شوند.

دیگر تلاش‌ها برای درمان HIV

این اولین بار نیست که دانشمندان سعی دارند از اصلاح ژن به امید درمان افراد مبتلا به ایدز استفاده کنند، با این حال؛ تلاش‌های دیگر بر روی یک جهش محافظتی در ژنی به نام CCR5 متمرکز شده است. در دهه 90 میلادی، دانشمندان دریافتند افرادی که دارای این جهش طبیعی هستند، وقتی در معرض ویروس قرار می‌گیرند، به HIV مبتلا نمی‌شوند. این جهش که به عنوان دلتا 32 شناخته می‌شود، امکان ورود ویروس به سلول‌های ایمنی را خنثی می‌کند. در سال 2009، موسسه Sangamo Therapeutics در کالیفرنیا، از یک فناوری اصلاح قدیمی‌تر به نام هسته‌های انگشت روی استفاده کرد تا آن جهش محافظتی را به سلول‌های T بیماران اضافه کند که بخش مهمی از سیستم ایمنی است. اما این آزمایش‌ها، موفقیت چندانی را به دست نیاوردند.

در سال 2017، دانشمندان چینی، از تکنیک کریسپر و ترکیب آن با پیوند مغز استخوان، برای درمان بیمار مبتلا به HIV و سرطان خون استفاده کردند. در پیوند معمولی، سلول‌های بنیادی اهداکننده به گیرنده منتقل می‌شود تا جایگزین سلول‌های خونی سرطانی شوند. این سلول‌ها، نمونه‌های خونی جدید و سالم را تشکیل می‌دهند. برای مقابله با ویروس ایدز بیمار، محققان سلول‌های بنیادی اهداکننده را با تکنیک کریسپر اصلاح کردند تا تکثیر CCR5 را متوقف کنند. اما پس از پیوند، تنها درصد کمی از سلول‌های مغز استخوان بیمار اصلاح شد.

سپس در سال 2018، دانشمندی چینی به نام هه جیانکوی، از کریسپر برای اصلاح جهش CCR5 در ژنوم نوزادان دختران دوقلو استفاده کرد تا آنها را در برابر HIV مقاوم کند. این آزمایش که مملو از نقض‌های اخلاقی بود، به طور گسترده توسط دانشمندان محکوم شد. تحقیقات او نیز توسط دولت چین به حالت تعلیق درآمد و به سه سال زندان محکوم شد. در حالی‌که دوقلوها در نهایت سالم به دنیا آمدند، تنها برخی از سلول‌های آنها با موفقیت اصلاح شدند، بدین معنا که آنها احتمالا در برابر HIV مصونیت نخواهند داشت.

از سال 2022، دو نفر از مبتلایان ایدز، پس از دریافت پیوند مغز استخوان از اهداکنندگان CCR5، به طور کامل درمان شدند. این دو بیمار اهل برلین و لندن، هر دو مبتلا به سرطان بودند و برای درمان خود پیوند دریافت کردند. اما این پیوندها برای اکثر افراد گزینه‌های مناسبی نیستند، زیرا ریسک بالایی داشته و هم‌چنین اهداکنندگان دارای جهش دلتا 32 نیز بسیار کمیاب هستند. با این حال، سومین فرد مبتلا به HIV در اوایل سال جاری پس از دریافت نوع جدیدی از پیوند که شامل خون بند ناف بود، به طور کامل درمان شد.

کارآزمایی Excision در نهایت با حضور نه شرکت‌کننده و در سه دوز آزمایش خواهد شد تا مشخص شود که کدام مورد موثرتر است. محققان بار ویروسی و تعداد CD4 هر فرد را قبل از دریافت درمان و پس از قطع مصرف داروهای ضدرتروویروسی اندازه‌گیری می‌کنند. هدف نهایی این است که بارهای ویروسی به یک سطح غیرقابل تشخیص، یعنی کم‌تر از 200 نسخه HIV در هر میلی‌لیتر خون کاهش داده شود. در این سطح، ویروس ایدز نمی‌تواند از طریق رابطه جنسی منتقل شود.

چالش Excision در این راه، رساندن کریسپر به تعداد سلول‌های کافی است تا HIV را به سطوح غیرقابل شناسایی کاهش دهد. این شرکت از یک ویروس مهندسی شده برای انتقال مولفه‌های اصلاح ژن به سلول‌های CD4 آلوده در بیماران مبتلا به ایدز استفاده می‌کند. اما تاکنون، داده‌های محدودی از انسان درمورد اینکه آیا کریسپر به طور مستقیم به بدن منتقل می‌شود و تا چه حد کارآمد است، وجود دارد. روونا جانسون، معاون Excision می‌گوید:

این امکان وجود دارد که شما سطح ویروس را تا حدی پایین بیاورید که اگر سیستم ایمنی فرد دست‌نخورده باقی بماند، بتواند ویروس را در حدی دور و بی‌خطر نگه دارد که دیگر نیازی به درمان ضدرتروویروسی نباشد.

جانسون در ادامه افزود که اگرچه داروها بسیار موثر هستند، اما بسیاری از مبتلایان ترجیح می‌دهند که کاملا عاری از HIV به زندگی ادامه دهند. این تکنیک در صورتی که موثر باشد، نیاز به مصرف قرص‌های روزانه را از بین خواهد برد. او اضافه کرد:

افراد مبتلا به ایدز هنوز با احساس شرم و خجالت ناشی از این ویروس زندگی می‌کنند. بنابراین فکر می‌کنم که درمان کامل آن خیلی بهتر از کنترل مادام‌العمر HIV است.