چه زمانی می توانیم فرزندانمان را خودمان طراحی کنیم؟

هفته گذشته، زمانی که یک گزارشگر انگلیسی خبر استفاده از تکنیک ویرایش ژن کریسپر برای ویرایش اولین جنین انسانی در خاک آمریکا را منتشر ساخت، او از گفتن یک جمله پر ماجرا و هیجان انگیز خود را دریغ نکرد: یک قدم عظیم برای طراحان کودکان.

این تیتر استیو کانر در گزارش اختصاصی نشریه ایندیپندنت، روزنامه آنلاین انگلیسی، سرتاسر دنیا پیچید. همزمان گزارشی دیگر هم در MIT Technology Review منتشر شد اما این بار با تیتری به مراتب خنثی تر و ساده تر.

اما در هر دو گزارش و داستان، جزئیات و توضیح در مورد آزمایشی که صورت پذیرفته بود بسیار ناقص بود چون مقاله علمی مرتبط با آن هنوز در دست بررسی قرار داشت و انتشار نیافته بود. اما در روز چهارشنبه این مقاله در ژورنال Nature منتشر شد و حرف های زیادی هست که می توان در مورد جزئیات آن صحبت کرد.

طی دو سال گذشته، شوکرت میتالیپوو زیست شناس متخصص باروری، پژوهشگران را در دانشگاه بهداشت و علوم اورگان، انستیتو سالک و انستیتو علوم پایه کره به منظور انجام یک سری آزمایش در جهت تصحیح نواقص ژنتیکی در جنین زنده انسان مدیریت کرده.

یک جهش در ژن MYBPC3 سبب بیماری قلبی به نام کاردیومیوپاتی هیپرتروفیک می شود که از هر پانصد نفر، یک فرد به آن مبتلا می شود و اصلی ترین دلیل مرگ ناگهانی ورزشکاران جوان نیز محسوب می شود.

با استفاده از کریسپر-کَس9، آن ها با موفقیت توانستند از 58 مورد آزمایش، 42 بار ژن معیوب را از ژنوم جنین زنده انسان خارج کرده و با ژن سالم آن را جایگزین کنند. در حالی که مکانیسم تصحیح جهش بسیار موثر عمل کرده، اما میتالیپوو یا هر کس دیگری انتظار چنین اتفاقی را نداشتند.

پیش از اینکه تیم میتالیپوو بتواند اولین جنین انسانی را در ایالات متحده ویرایش کند، آن ها مجبور بودند که جنین ها را بسازند. بنابراین، تیم پژوهشگران اسپرم را از شخصی که در ژن MYBPC3 دچار جهش بوده گرفته و آن را با تخمک های سالم 12 نفر لقاح داده اند.

علاوه بر اسپرم، آن ها پروتئین کریسپر-کَس9 را هم به هر سلول تخم تزریق کردند. پروتئین کریسپر-کَس9 دارای یک RNA راهنما (برای پیدا کردن کپی جهش یافته ژن MYBPC3) و قطعه ای از DNA الگو است که شامل ژن سالم با اندکی نشانه گذاری (برای آنکه پژوهشگران بعدا بتوانند آن را تشخیص دهند) است. هدف این بود که RNA راهنما (یا gRNA) ژن معیوب را پیدا کرده و آن را از ژنوم خارج کند و سپس سیستم تعمیر کننده جنین نیز از DNA الگو برای بازسازی آن بخش از ژن دست به کار شود.

و چنین اتفاقی هم رخ داد، به خوبی هم رخ داد. پژوهش های پیشین روی کریسپر که در چین انجام شده بود مشکلاتی در پی داشت. گاهی اوقات همه سلول های جنین فرآیند تعمیری را طی نمی کردند یا کریسپر به اشتباه قطعات دیگری را قطع می کرد. حتی آزمایش های ابتدایی میتالیپوو و تیمش نیز در ویرایش MYBPC3 در سلول بنیادی با کریسپر دچار مشکل شده بود. اما در این آزمایش جدید روی جنین ها، آن ها پروتئین را همزمان با لقاح تزریق کردند و دیدند که درصد مشکلات پیش آمده بسیار پایین است.

اما یک موضوع آنطور که آن ها انتظار داشتند اصلا و ابدا عمل نکرد. از مجموع 42 جنین که ژن معیوب در آن ها سالم سازی شد، فقط یکی از آن ها از DNA الگو استفاده کرد تا رشته DNA اصلی را تصحیح کرده و بسازد.

وقتی که کریسپر الگوی روی gRNA یا همان ژن جهش یافته را می بُرَد، یک شکاف ایجاد می کند که بلافاصله باید توسط سیستم تعمیری سلول اصلاح شود. اما در عوضِ بهره گیری از DNA الگو که همراه با اسپرم و کریسپر به درون سلول تخم تزریق شده، 41 سلول جنین از کپی مادری ژن MYBPC3 کمک گرفتند تا ژن را بازسازی کنند. به همین دلیل میتالیپوو اصرار داشته که تیتر مقاله به این صورت باشد: اصلاح جهش ژنی پاتولوژیک در جنین های انسانی.

میتالیپوو می گوید: «همه همیشه در مورد ویرایش ژن صحبت می کنند. من از این واژه ویرایش خوشم نمی آید. ما چیزی را ویرایش یا دستکاری نکردیم. تنها کاری که کردیم تغییر ژن جهش یافته با استفاده از ژن مادری وایلد تایپ موجود بود.»

قدم بعدی این است که ببینیم آیا میتالیپوو و تیمش می توانند این مسیر را روی جهش های دیگر نیز تکرار کنند یا خیر. ژن MYBPC3 چهار جفت باز جهش یافته داشت، بنابراین برای کریسپر-کَس9، پیدا کردن و جایگزین ساختن آن ها ساده بوده. اما دیگر جهش ها ممکن است فقط دارای یک جفت باز جهش یافته باشند، که کار را برای شناسایی سخت تر می کنند.

با این حال، اولین آزمایش روی یک ژن سبب نمی شود که خیال پژوهشگران از بابت عمومی بودن عملکرد فناوری جدیدشان راحت باشند. آن ها باید ببینند که آیا در این پروژه شانس با آن ها یار بوده یا می توانند از تکنیک خود برای ایجاد تغییر در ژن هایی نظیر BRCA که مسبب سرطان سینه و تخمدان می شوند و بسیار شایع هم هستند استفاده کنند.

دانشمندانی که در سراسر دنیا روی کریسپر کار می کنند بسیار از بابت این موضوع خرسند هستند اما در عین حال حواسشان با محدودیت ها نیز هست. گِتان برجیو، ژنتیک دان دانشگاه ملی استرالیا می گوید: «این یک پژوهش به یاد ماندنی است که نشان می دهد کار آن ها طی یک یا دو سال گذشته چقدر پیشرفت کرده.»

او در ادامه به مسائل دیگری نیز اشاره می کند: «اما من فکر می کنم در حال حاضر باید همه کمی آرام بگیرند. آزادی عمل بسیار محدود است و به نظر من بعید است که کریسپر بتواند جایگزینی برای تشخیص ژنتیکی پیش از لانه گزینی باشد.»

منظور از تشخیص ژنتیکی پیش از لانه گزینی، روشی است که در آن سلول تخم در آزمایشگاه تشکیل شده و مورد آزمایش قرار می گیرد تا سلول های تشکیل شده سالم و بدون جهش یا مشکل ژنتیکی به درون رحم برای ادامه مراحل رشد منتقل می شوند. این روش می تواند تا 50 درصد جنین ها را از ژن های مخرب غربال کند.

اما میتالیپوو و دیگر نویسندگان مقاله نیچر معتقدند که تکنیک کریسپر می تواند این رقم را به 75 درصد و یا حتی 100 درصد برساند. این راه می تواند برای مادران نگران، خصوصا آن هایی که قصد بارداری در سنین بالا را دارند بسیار موثر، کم هزینه و راحت تر باشد.

با تمام این تفاسیر، باید به مسئله قوانین هر کشور هم توجه کرد. طبق قوانین تصویبی کنگره آمریکا، سازمان غذا و دارو حتی از در نظر گرفتن این راه برای استفاده گسترده درمانی نیز منع شده. میتالیپوو هم گفته که هیچ مشکلی ندارد تا به یک کشور دیگر رفته و آزمایش هایش را در آنجا انجام دهد.

راهی طویل در پیش است تا بتوان از تکنیک کریسپر برای حذف بیماری ها، اصلاح شرایط زیستی و ساختن فرزندانی با ویژگی هایی از قبل مشخص اقدام کرد. اما نتایج آزمایشی که اخیرا منتشر شده امید بسیاری را به جامعه علمی آورده که پیشرفت آن طی سال های پیش رو قطعا محسوس خواهد بود.