العلوم · مقال
شرح تحرير الجينات CRISPR: كيف يقطع العلماء ويصلحون الحمض النووي لعلاج الأمراض
نُشر:

باختصار
CRISPR-Cas9 هي أداة جزيئية تسمح للعلماء بقطع الحمض النووي في موقع دقيق وترك آلية الإصلاح الخاصة بالخلية لتعطيل أو تصحيح أو إعادة كتابة جين. انتقل النهج من تقنية مختبرية إلى دواء معتمد في ديسمبر 2023، عندما وافقت السلطات التنظيمية الأمريكية على أول علاج قائم على CRISPR لمرض فقر الدم المنجلي.
هذه النسخة ترجمة آلية للنص الأصلي (English). اقرأ النص الأصلي
يعمل CRISPR-Cas9 من خلال دمج جزيء دليل من الحمض النووي الريبوسي (RNA) مع إنزيم Cas9. يتم بناء الحمض النووي الريبوسي الدليل ليطابق امتدادًا محددًا من الحمض النووي، وعندما يجده داخل الخلية، فإنه يقود Cas9 إلى الموقع وينقسم الإنزيم كلا خيطي الحمض النووي، وفقًا للمعهد الوطني لعلوم الطب العام (NIGMS)، الذي يعتبر جزءًا من المعاهد الوطنية الأمريكية للصحة.
القطع بحد ذاته لا يصلح أي شيء. ما يهم هو كيفية إصلاح الخلية للقطع. يوضح NIGMS أن الباحثين يمكنهم السماح للخلية بإصلاح القطع بأحرف جينية عشوائية، مما يعطل جينًا، أو يمكنهم توفير قالب حتى تصلح الخلية القطع بتسلسل جديد محدد، مما يمكن أن يصحح أو يعيد كتابة الجين. هذا التحكم في كل من الموقع الذي يحدث فيه القطع وكيفية إصلاحه هو ما يجعل CRISPR أداة تحرير مرنة يمكن للباحثين، من حيث المبدأ، توجيهها إلى العديد من المواقع المختلفة في الجينوم.
من أين جاءت الأداة
تم تطوير CRISPR-Cas9 كأداة تحرير قابلة للبرمجة بواسطة Emmanuelle Charpentier و Jennifer Doudna، اللذان نشرا التجربة الرئيسية في عام 2012 يوضح أن آلية المناعة البكتيرية يمكن إعادة برمجتها لقطع الحمض النووي في موقع من اختيار المستخدم، كما هو موضح بواسطة MIT Technology Review. تلقى العالمان جائزة نوبل للكيمياء عام 2020 عن الاكتشاف، الذي أطلقت عليه لجنة نوبل اسم "طريقة تاريخية" لتحرير الجينوم.
من أداة المختبر إلى الدواء المعتمد
جاءت أول عائدات سريرية للتقنية في 8 ديسمبر 2023، عندما وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على Casgevy (exagamglogene autotemcel)، الذي طورته Vertex Pharmaceuticals و CRISPR Therapeutics، باعتباره أول علاج قائم على CRISPR/Cas9 تم الموافقة عليه للمرضى على الإطلاق، وفقًا لإعلان إدارة الغذاء والدواء نفسه. وافقت الوكالة على Casgevy جنبًا إلى جنب مع علاج جيني ثانٍ غير قائم على CRISPR يسمى Lyfgenia، كلاهما لمرض فقر الدم المنجلي في المرضى بعمر 12 سنة فما فوق الذين لديهم تاريخ من الأزمات الألمية المتكررة.
كان منظم الأدوية في المملكة المتحدة، MHRA، قد صرح بالفعل بـ Casgevy في 16 نوفمبر 2023، لكل من مرض فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا المعتمدة على نقل الدم في المرضى بعمر 12 سنة فما فوق، مما جعل المملكة المتحدة أول دولة توافق على دواء قائم على CRISPR، وفقًا لإمبريال كوليج لندن، التي أدارت جزءًا من التجربة من خلال خدمة NHS الخاصة بها.
كيفية إعطاء العلاج فعليًا
لا يتم حقن Casgevy مباشرة في الجسم. يقوم الأطباء أولاً بجمع الخلايا الجذعية للدم من المريض، والتي يتم شحنها إلى موقع التصنيع حيث تقوم CRISPR بتحرير منطقة تنظيمية محددة بالقرب من جين BCL11A، وإيقافها حتى تبدأ الخلايا في إنتاج الهيموجلوبين الجنيني، وهو شكل من أشكال البروتين الناقل للأكسجين يتم صنعه عادة قبل الولادة فقط، كما أوضحت إدارة الغذاء والدواء. قبل إعادة الخلايا المحررة، يخضع المرضى لعلاج كيميائي بجرعات عالية لتحرير مساحة في نخاع العظم، وهي خطوة تكييف تحمل مخاطرها الخاصة، بما في ذلك انخفاض عدد خلايا الدم وقروح الفم، وفقًا لإدارة الغذاء والدواء وتقرير من Biopharma Dive.
وجدت مراجعة إدارة الغذاء والدواء الخاصة لتجربة فقر الدم المنجلي أن 29 من 31 مريضًا قابلين للتقييم، أو 93.5٪، كانوا خالين من أزمات الألم الشديدة لمدة 12 شهرًا على الأقل متتاليًا بعد العلاج، وفقًا لإعلان الموافقة الخاص بالوكالة. ذكرت كلية إمبريال لندن أرقامًا منفصلة مرتبطة بالترخيص في المملكة المتحدة، والذي يغطي كلا المرضين: 28 من 29 مريضًا من فقر الدم المنجلي خالين من الألم الشديد و 39 من 42 مريضًا بـ بيتا ثلاسيميا لا يحتاجون إلى نقل الدم، كلاهما لمدة 12 شهرًا على الأقل.
| التاريخ | المنظم | القرار |
|---|---|---|
| 16 نوفمبر 2023 | هيئة الصحة بالمملكة المتحدة MHRA | أول تصريح عالمي، لمرض فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا، أعمار 12 فما فوق |
| 8 ديسمبر 2023 | إدارة الغذاء والدواء الأمريكية FDA | أول موافقة أمريكية، لمرض فقر الدم المنجلي، أعمار 12 فما فوق |
التكلفة والوصول
حددت Vertex سعر القائمة الأمريكية لـ Casgevy بـ 2.2 مليون دولار، وفقًا لـ Biopharma Dive، والتي أفادت أيضًا بأن الشركة تقدر أن حوالي 25000 شخص في الولايات المتحدة وأوروبا يمكنهم التأهل للعلاج. لاحظت STAT News أنه بينما يهدف التحرير إلى الاستمرار مدى الحياة، فإن المتانة طويلة الأجل لا تزال تعتمد على سنوات من بيانات المتابعة التي لا تزال يتم جمعها.
تمثل هذه الموافقات تقدمًا طبيًا مهمًا ... يعكس التزام إدارة الغذاء والدواء بتسهيل تطوير العلاجات الآمنة والفعالة.
نظرًا لأن الخلايا المحررة تأتي من جسم المريض نفسه ولا يتم وراثتها من قبل الأجيال القادمة، يتم تصنيف هذا النوع من استخدام CRISPR كتحرير جيني جسدي، وهو مختلف عن التحرير الجرثومي، الذي سيغير الحمض النووي الذي يتم تمريره إلى الأطفال ويظل مجالًا منفصلاً ومتنازعًا عليه بكثرة.
أسئلة
- ماذا بالضبط تفعل CRISPR بالحمض النووي؟
- تستخدم حمض نووي ريبوسي دليلي لتوجيه إنزيم Cas9 إلى تسلسل DNA محدد، حيث يقطع Cas9 كلا الخيطين؛ ثم يتم توجيه عملية الإصلاح الخاصة بالخلية من قبل الباحثين لتعطيل أو إعادة كتابة الجين المستهدف، وفقًا لـ NIGMS/NIH.
- هل هناك علاج CRISPR معتمد من قبل إدارة الغذاء والدواء؟
- نعم. وافقت إدارة الغذاء والدواء على Casgevy في 8 ديسمبر 2023، لمرض فقر الدم المنجلي في المرضى بعمر 12 سنة فما فوق، وفقًا لإعلان الموافقة على إدارة الغذاء والدواء. كانت هيئة MHRA بالمملكة المتحدة قد صرحت بالفعل بـ Casgevy لكل من مرض فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا في 16 نوفمبر 2023، وفقًا لـ Imperial College London.
- من اخترع تحرير الجينات CRISPR؟
- أظهر Emmanuelle Charpentier و Jennifer Doudna في عام 2012 كيف يمكن إعادة برمجة CRISPR-Cas9 كأداة دقيقة لتحرير الجينات، وهو العمل الذي فازا به جائزة نوبل للكيمياء عام 2020، وفقًا لـ MIT Technology Review.
- ما تكلفة Casgevy؟
- حددت Vertex Pharmaceuticals سعر القائمة الأمريكية لـ Casgevy بـ 2.2 مليون دولار، وفقًا لـ Biopharma Dive.
- هل يتم نقل تحرير CRISPR إلى الأطفال؟
- العلاج المعتمد، Casgevy، يحرر فقط الخلايا الجذعية للدم الخاصة بالمريض (التحرير الجسدي) ولا يتم وراثته من قبل النسل، وهو مختلف عن تحرير الجين الجرثومي للخلايا الإنجابية أو الأجنة.
المصادر
- NIGMS/NIH — What Is CRISPR?
- FDA — FDA Approves First Gene Therapies to Treat Patients with Sickle Cell Disease
- STAT News — In historic decision, FDA approves a CRISPR-based medicine for treatment of sickle cell disease
- MIT Technology Review — The Nobel Prize in chemistry has gone to the two women who pioneered CRISPR gene editing
- Biopharma Dive — CRISPR therapy for sickle cell approved by FDA in gene editing milestone
- Imperial College London — UK approves world-first gene-editing treatment for blood disorders
أُعدّت هذه المادة بالذكاء الاصطناعي وخضعت لتدقيق آلي للمصادر قبل النشر. إن رأيت خطأً فاطلب تصحيحه. طلب تصحيح أو حق الرد · كيف نعمل
مواد ذات صلة

العلومخبر
مارجريت هاميلتون، رائدة برمجيات أبولو 11، تتوفى عن عمر 90 سنة
توفيت مارجريت هاميلتون، التي أشرفت على الفريق الذي كتب برمجيات الرحلة على متن مركبات ناسا أبولو، في 30 سبتمبر 2026، عن عمر 90 سنة، حسبما أفادت صحيفة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. توفيت في مستشفى بمدينة كامبريدج بولاية ماساتشوستس، وفقا لموقع phys.org؛ وأكدت ابنتها الخبر لوسائل الإعلام.

العلومدليل
الفيضانات الومضية: كيفية تشكلها والعلامات التحذيرية والخطوات الأمنية
الفيضان الومضي هو ارتفاع مفاجئ وشديد للماء في منطقة جافة عادة أو في مجرى مائي، يبدأ في غضون ست ساعات من الحدث المسبب - عادة الأمطار الغزيرة، لكن أيضاً فشل السدود أو الجمود الجليدي، وفقاً للخدمة الوطنية الأمريكية للطقس (NWS). تسبب الفيضانات الومضية في جميع أنحاء العالم أكثر من 5000 حالة وفيات سنوياً، كما تقول المنظمة العالمية للأرصاد الجوية (WMO)، مما يجعل التحضير والتفاعل السريع الدفاعات الرئيسية.

العلوممقال
لماذا يتخلى العالم عن الثانية الكبيسة لصالح 'ساعة كبيسة' تحدث مرة كل ألف سنة
في 15 أكتوبر 2026، صوت المندوبون في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (CGPM) في فرساي على إنهاء ممارسة إدراج الثواني الكبيسة في التوقيت العالمي المنسق (UTC). من 20 مايو 2027، سيعمل التوقيت UTC بشكل مستمر، وسيُسمح للفجوة مع دوران الأرض الفعلي بأن تكبر إلى ساعة واحدة بدلاً من ثانية واحدة، مما يزيل الحاجة إلى التصحيحات لقرون.
العلوممسرد
كيف يعمل الذاكرة البشرية: الترميز والتخزين والاسترجاع شرح
تعمل الذاكرة البشرية في ثلاث مراحل: يحول الترميز التجربة إلى إشارات عصبية، والتخزين يثبت تلك الإشارات في الحصين والقشرة الجديدة، والاسترجاع يعيد تفعيلها باستخدام إشارات. الذاكرة ليست نظامًا واحدًا بل عدة أنواع - الحسية والقصيرة الأجل/العاملة والطويلة الأجل - تختلف في المدة والكمية التي تحتفظ بها من المعلومات.