استفاده از تکنولوژی CRISPR برای اصلاح ژنتیکی از بین بردن درد

یک خانواده از اجرا کننده های خیابانی میتوانند روی زغال سنگ راه بروند. در این متن راز اینکه چرا این افراد دردی را احساس نمیکنند فاش میشود.اجرا کننده خیابانی فقط 10 سال داشت. او چاقوها را در بازوهایش گذاشت و روی خاکستر داغ قدم زد. او در 14 سالگی مرد. شخصی او را برای پریدن از پشت بام به رقابت طلبید. او این کار را کرد چون فکر میکرد آسیبی نخواهد دید.

پرونده این پسر پاکستانی با اختلال ژنتیکی نادر در سال 2006 توضیح داده شد. او می توانست گرما ، سرما و بافت اشیاء را حس کند. اما  هرگز احساس درد نمیکرد.

اکنون دانشمندان این کشف را در کنار تکنولوژی ویرایش ژن CRISPR قرار داده اند ، به گفته آنها این امر گامی به سوی یک ژن درمانی است که می تواند درد شدید ناشی از دیابت ، سرطان یا حوادث رانندگی را بدون اثرات اعتیاد آور مواد افیونی از بین ببرد.

رویکرد جدید برای از بین بردن درد ، که تقلید از جهش نادر DNA پسر پاکستانی میباشد ، در آزمایشگاه Prashant Mali در دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو ، در موشها انجام شد. این تحقیق توسط Ana Moreno ، هم اکنون مدیرعامل یک استارت آپ ، Navega Therapeutics ، است ، که قصد دارد یک درمان CRISPR را برای درد انجام دهد ، هدایت شد.

این تحقیق که در آن از روش CRISPR برای مسدود کردن موقت یک مولکول کلیدی در نورون های انتقال دهنده درد در نخاع موش ها استفاده شده است ، در مقاله پیش چاپ شرح داده شده است. این شرکت نمی خواهد قبل از انتشار رسمی گزارش اظهار نظر کند ، اما ایده این است که مایع مغزی نخاعی را با ذرات ویروسی حمل کننده یک نسخه دستورزی شده از CRISPR به منظور قطع سیگنال های درد تزریق کند.

اولین آزمایشات ژن درمانی CRISPR بر روی انسان اخیراً آغاز شد. امسال ،CRISPR  درمانی ، درمان بیماران مبتلا به کم خونی سلول داسی را آغاز کرد و یک شرکت دیگر ، Editas Medicine ، قصد دارد تا یک بیماری نابینایی ارثی را معکوس کند. هر دو برنامه شامل تغییر توالی DNA در ژنوم شخص هستند تا ژن های مورد نیاز روشن شوند.

طبق گفته مراکز کنترل و پیشگیری از بیماریها ، در درمان درد ، از درمان های CRISPR برای بیماری های شایع بیشتری استفاده میکنند - حدود 20٪ از آمریکایی ها دارای درد مزمن هستند. این پروژه همچنین نشان میدهد که چگونه دانشمندان با کشف عجایب ژنتیکی ، علل قدرت های برتر فیزیکی افراد غیرمعمول را شناسایی کرده و از ویرایش ژن برای اعطای آنها به دیگران استفاده میکنند.

کشف ژن درد

تلاش برای نسل جدید درمان های درد هنگامی آغاز شد که دانشمندان ژنی به نام SCN9A ، مولکولی را میسازد که در اعصاب ایجاد شده (Nav1.7) و نقش اصلی در انتقال درد به مغز را دارد ، را غیر فعال کردند.

شواهدی برای نقش اصلی ژن با بررسی افرادی که دارای سندرم های ارثی عجیب و غریب هستند به دست آمد. برخی جهش های موجود در ژن باعث می شوند که مردم درد بیشتری را احساس کنند. در ضمن ، پسر پاکستانی عضو یک خانواده با جهشی بود که به طور کامل SCN9A را غیرفعال میکرد.

تأثیر واضح تفاوتهای ژنتیکی – احساس درد بیشتر در برخی خانواده ها  و عدم احساس درد در برخی خانواده ها که دارای جهش غیرفعال کننده ژن بودند- علاقه شدید شرکتهای دارویی را به وجود آورد. این ژن به عنوان نمونه ای عالی از چگونگی کشف دارو های با ارزش با مطالعه افراد دارای صفات نادر شناخته شده است.

تاکنون ، تلاش برای تقلید از اثرات بدون درد با داروهای معمولی با موفقیت مشخصی روبرو نشده است. یکی از شرکت ها ، Genentech ، می گوید که هنوز در حال جستجوی داروهای "بسیار هدفمند" برای انسداد Nav1.7 است و اخیراً توضیح داده است که چگونه می توان این عمل را با سموم ناشی از عقرب ها و رطیل ها انجام داد.

محققان سابق بر این سعی کرده اند که از ژن درمانی برای کاهش فعالیت Nav1.7 استفاده کنند. این کار در سال 2005 با استفاده از تکنیک دیگری از تعدیل ژن انجام شد و حداقل دو شرکت ، Voyager Therapeutics و Coda Biotherapeutics ، در حال بررسی درمانهای بالقوه هستند.

با این حال ، این گزارش جدید اولین گزارشی است که از روش CRISPR برای درمان درد در موش ها استفاده می کند. جان وود از کالج دانشگاهی لندن می گوید: "داده های حاصل از حیوانات نشان می دهند که هنوز هم یک کتری سوزان را احساس می کنند ، اما درد ممکن است به شدت کاهش یابد. او استفاده از روش CRISPR را "یک پیشرفت بزرگ درمانی" خواند.

نقاط ضعفی نیز در عدم احساس درد وجود دارد. افرادی که دارای جهش ژنی بی دردی میباشند ، حس بویایی محدودی دارند و بدون احساس درد نمی دانند چه زمانی مجروح شده اند. شماری از اعضای خانواده پاکستانی به علت اندام های شکسته لنگ میزدند. برخی دیگر بخش هایی از زبان خود را از دست داده بودند ، آنها خودشان زبان خود را گاز گرفته بودند .

هنوز سؤالات بی پاسخ زیادی درمورد اینكه آیا CRISPR برطرف كننده درد مفیدی است یا خیر ، وجود دارد ، از جمله اینكه اثر تا چه مدت ادامه خواهد یافت و چگونه می تواند بر دردی که از قبل وجود داشته تأثیر بگذارد ، این موارد ، مواردی هستند كه محققان بررسی نکرده اند. بعلاوه ، ژن درمانی بسیار پیشرفته و گران است - یک مورد که اخیراً تأیید شده است ، 2.1 میلیون دلار هزینه دارد.

وود می گوید: " پیش بردن این امر در این لحظه ، قماری عظیم برای سرمایه گذاران خواهد بود. " " این هیجان انگیز است و من اطمینان دارم که این اتفاق خواهد افتاد ... اما در حال حاضر مشکل ساز است."

سربازان فوق العاده ( ابر سربازان )

براساس خلاصه صحبتهای پیتر موری ، از فرماندهان تحقیق و توسعه پزشکی ارتش ، به نظر میرسد که تاکتیک های جدید کنترل درد مورد توجه ارتش قرار بگیرند ، این تاکتیک ها به دنبال فناوری هایی هستند که به سربازان اجازه دهند به حرکت خود ادامه دهند ، تیراندازی کنند و برای چند روز پس از آسیب دیدگی به ارتباط ادامه دهند. موری می نویسد که سؤال این است: " آیا میتوانیم مسکنی را ایجاد کنیم که بتواند درد شدید پس از آسیب را درمان کند و با شناخت یا کنترل حرکت تداخلی نداشته باشد؟ "

در سال 2017 ولادیمیر پوتین به دانش آموزان جشنواره جوانان در سوچی گفت که مهندسی ژنتیک می تواند سربازانی ایجاد کند که هیچ درد یا ترسی نداشته باشند ، این امر می تواند " ترسناک تر از یک بمب هسته ای" باشد.

علاوه بر جهش بی دردی ، یک واریانت ژنتیکی وجود دارد که می تواند به یک کنترل کننده ترافیک هوایی یا یک سرباز این امکان را دهد که چهار یا پنج ساعت از روز را بخوابد. همانطور که تکنیکهای ژن درمانی پیشرفت کرده و ارزان تر می شوند ، ممکن است ارتقاء روتین افراد با تغییرات ژنتیکی مشابه امکان پذیر شود.