پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

از زمانی که مشخص شد CRISPR می‌تواند به منظور ویرایش ژنوم مورد استفاده قرار گیرد، دانشمندان در سراسر جهان بر روی ایجاد راه های ایمن و موثر با هدف به‌کارگیری این ابزار باورنکردنی برای درمان بسیاری از بیماری‌های انسانی کار می‌کنند. اخیراً اخباری مبنی بر شکل گیری تکنیک جدید دیگری به منظور توسعه سودمندی CRISPR ارائه شده است . محققان MIT در تلاش اند سیستمی بسازند که نه تنها جهش‌های منفرد را اصلاح کند بلکه بتواند ژن‌ها را جایگزین کند. این ابزار جدید PASTE (Programmable Addition via Site specific Targeting Elements) نامیده می‌شود و اساساً می‌تواند یک ژن عملکردی کامل را بدون آنکه موجب شکستگی DNA شود، جایگزین نسخه معیوب کند. این تیم توالی‌هایی به بزرگی 36 کیلوباز را در رده های سلولی انسانی، primary T cells و هپاتوسیت های انسانی غیرقابل تقسیم در موش های liver-humanized ادغام کرده اند.

این تیم، با هدف غلبه بر محدودیت‌های کنونی و گسترش دامنه ویرایش ژنوم، پیشرفت‌هایی در ویرایش ژن قابل برنامه‌ریزی مبتنی بر CRISPR را با اینتگرازهای دقیق site-specific رقم زدند. اینتگرازها، آنزیم‌های ویروسی هستند که به ویروس اجازه می‌دهند DNA خود را به ژنوم باکتری وارد کند. اینتگرازها جزء ضروری PASTE هستند. تیم محققین MIT بر روی phage serine integrases متمرکز شد، زیرا آنها می توانند تا 50000 جفت باز را وارد کنند. سرین اینتگرازها، توالی‌های DNA خاصی به نام(att)  attachment sites را هدف قرار می‌دهند. اینتگراز به این نواحی متصل می‌شود و سپس ماده ژنتیکی را ادغام می‌کند.

در حالی که بازبرنامه‌ریزی اینتگرازها به منظور هدف قرار دادن سایر مکان‌ها بسیار دشوار است، جفت شدن آنها با CRISPR-Cas9 این تیم تحقیقاتی را قادر می‌سازد تا مکان مورد نظر را برای درج در ژنوم راحت‌تر هدف قرار دهد. با توجه به آنکه PASTE تنها یک رشته DNA را برش می‌زند، از نتایج نامطلوب روش‌هایی که برای درج توالی‌های بزرگ DNA  شکستگی‌های دو رشته‌ای ایجاد می‌کنند، جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، PASTE هم در سلول‌های تقسیم شونده و هم در سلول‌هایی که تقسیم نمی شوند کار می‌کند، در حالی که CRISPR-Cas9 تنها در سلول‌های تقسیم شونده کارایی دارد، زیرا این سلول ها دارای فرآیندهای فعال ترمیم DNA هستند که برای ترمیم برش ایجاد شده توسط CRISPR-Cas مورد نیاز است. به‌علاوه، PASTE می‌تواند به‌جای درج‌ها یا حذف‌های کوچک، دنباله‌های بزرگ را به طور مؤثر وارد کند.

پتانسیل این ابزار جدید باورنکردنی است. به جای شناسایی و رفع هر جهش منفرد یک بیماری، PASTE این پتانسیل را ارائه می‌دهد که هر گونه بیماری زا از یک ژن خاص با قرار دادن ژن عملکردی کامل در جایگاه های اختصاصی اصلاح گردد.

https://www.oligotherapeutics.org/new-crispr-technique-may-be-the-solution-to-replacing-entire-genes/