درمان جدید و موفقیت‌آمیز می‌تواند سندرم داون را معکوس کند
فناوری پیشرفته می‌تواند روزی درمان سندرم داون را متحول کند، زیرا محققان با موفقیت یک کروموزوم اضافی را در سلول‌های کشت‌شده در آزمایشگاه حذف کرده‌اند.
سندرم داون که زمانی رخ می‌دهد که فرد به جای دو نسخه، سه نسخه از کروموزوم ۲۱ داشته باشد، رشد مغز را تغییر می‌دهد و می‌تواند باعث ناتوانی ذهنی، مشکلات یادگیری و سایر چالش‌های سلامتی شود.
این بیماری تقریباً از هر ۷۰۰ تولد در ایالات متحده، یک مورد را تحت تأثیر قرار می‌دهد و تخمین زده می‌شود که ۲۵۰۰۰۰ نفر با این بیماری زندگی می‌کنند.
دانشمندان دانشگاه میه در ژاپن از CRISPR-Cas9، ابزاری برای ویرایش DNA که اغلب به عنوان «قیچی مولکولی» توصیف می‌شود، برای برش کروموزوم اضافی در سلول‌ها استفاده کرده‌اند. سیستم آن‌ها توانست کروموزوم تکثیرشده را از دو نسخه اصلی والدین تشخیص دهد و اطمینان حاصل کند که سلول به جای دو نسخه یکسان، یک کروموزوم از هر والد را نگه می‌دارد. آن سلول‌های اصلاح‌شده شروع به نشان دادن الگوهای معمول‌تری از فعالیت ژن و رفتار سلولی، به ویژه در مسیرهای مرتبط با رشد مغز، کردند.
اگرچه نتایج، اثبات قابل توجهی از این مفهوم هستند، کارشناسان تأکید می‌کنند که این تحقیق هنوز تا تبدیل شدن به یک درمان فاصله زیادی دارد. دکتر راجر ریوز از دانشکده پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز به دیلی میل گفت: «حذف یک کروموزوم اضافی از یک سلول واحد بیش از یک دهه است که امکان‌پذیر است و CRISPR این فرآیند را دقیق‌تر کرده است.»
اما بدن انسان حاوی تریلیون‌ها سلول است که هر کدام کروموزوم اضافی را حمل می‌کنند، بنابراین در حال حاضر هیچ راه واقع‌بینانه‌ای برای استفاده از این روش به عنوان یک درمان وجود ندارد. سلول‌های رشدیافته در آزمایشگاه ابزارهای تحقیقاتی قدرتمندی هستند، اما پیچیدگی کامل یک انسان در حال رشد را تکرار نمی‌کنند. دانشمندان مدت‌هاست که برای تعیین دقیق اینکه کدام ژن‌ها روی کروموزوم ۲۱ مسئول صفات و مشکلات سلامتی مشاهده شده در سندرم داون هستند، تلاش می‌کنند. یکی از چالش‌های اصلی این است که پیشینه ژنتیکی افراد متفاوت است و یافتن الگوهای سازگار در بین افراد را دشوارتر می‌کند. این امر شناسایی «امضاهای» ژنتیکی واضح را که می‌توانند مستقیماً برای درمان هدف قرار گیرند، دشوار می‌کند. در حالی که هیچ درمان یا دارویی برای این اختلال وجود ندارد، دانشمندان ژاپنی معتقدند که روش آن‌ها می‌تواند راه را برای مداخله هموار کند. این تکنیک در دو نوع سلول رشد یافته در آزمایشگاه آزمایش شد: سلول‌های بنیادی پرتوان القایی که از بافت بالغ بازبرنامه‌ریزی شده‌اند و فیبروبلاست‌های پوست.
از CRISPR-Cas9 برای برش در چندین محل روی کروموزوم ۲۱ اضافی استفاده شد. با ایجاد شکستگی در چندین مکان به طور همزمان، سلول مجبور شد کروموزوم آسیب‌دیده را به طور کامل حذف کند. از آنجا که هر سلول مبتلا به سندرم داون دارای سه نسخه از کروموزوم ۲۱ است، دانشمندان این سیستم را طوری طراحی کردند که بین نسخه تکثیرشده و دو نسخه اصلی والدین تمایز قائل شود و مطمئن شود که نسخه اشتباه حذف نشده است.
برای افزایش احتمال موفقیت، این تیم همچنین سیستم ترمیم DNA سلول را سرکوب کرد.
معمولاً سلول‌ها به سرعت سعی می‌کنند DNA شکسته را ترمیم کنند. اما در این مورد، از کار انداختن این قابلیت ترمیم، احتمال از بین رفتن کل کروموزوم اضافی به جای ترمیم را افزایش داد. پس از ویرایش، تنها بخش کوچکی از میلیون‌ها سلول آزمایش‌شده، کروموزوم اضافی را از دست دادند. ریوز گفت که مقیاس این چالش بسیار زیاد است. او گفت: «از نظر تئوری، برای ایجاد یک فرد «معمولی»، باید بیش از ۸۰۰ میلیون سلول کروموزوم ۲۱ اضافی را حذف کنند.»
در حال حاضر هیچ راهی برای هدف قرار دادن هر سلول وجود ندارد و اکثر آن‌ها در این فرآیند می‌میرند. این امر، اعمال این رویکرد را بر روی یک نوزاد زنده غیرممکن می‌کند. بیشتر تحقیقات سندرم داون بر مدیریت علائم یا درمان بیماری‌های مرتبط تمرکز دارد تا اصلاح علت ژنتیکی. به عنوان مثال، جراحی جنین گاهی اوقات می‌تواند نقص‌های قلبی را قبل از تولد ترمیم کند و درمان‌های پس از تولد اغلب مشکلات یادگیری یا سایر عوارض پزشکی را هدف قرار می‌دهند. در مقابل، حذف مستقیم کروموزوم اضافی ریشه این اختلال را برطرف می‌کند، اما با چالش‌های فنی و اخلاقی همراه است که آن را بسیار پیچیده‌تر می‌کند.
تیم ژاپنی با اذعان به محدودیت‌ها، خاطرنشان می‌کند که رساندن ویرایش‌های CRISPR به سلول‌های مناسب در بدن، جلوگیری از آسیب‌های مضر DNA خارج از هدف و تضمین ایمنی در جنین‌ها یا افراد زنده، موانع بزرگی هستند که هنوز باید حل شوند. حتی اگر علم پیشرفت کند، موانع اخلاقی برای استفاده از ابزارهای ویرایش ژن مانند CRISPR روی جنین‌های انسان وجود دارد. این روش بحث‌برانگیز است و در حال حاضر تا حدودی به دلیل نگرانی‌ها در مورد عواقب ناخواسته و احتمال «نوزادان طراحی‌شده» در اکثر کشورها ممنوع است. با این حال، محققان گفتند که این کار یک نقطه عطف مهم است و نشان می‌دهد که CRISPR می‌تواند یک کروموزوم کامل را به طور کامل حذف کند، که درهای جدیدی را برای مطالعه سندرم داون در سطح سلولی باز می‌کند و ممکن است روزی راهنمای درمان‌های آینده باشد.
