خرابکاری ژنی: ویرایش ژن به اشتباه انجامیده است

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• مارس 2، 2023

خلاصه بینش

خرابکاری ژن، همچنین به عنوان آلودگی ژنی یا اثرات خارج از هدف شناخته می شود، یک عارضه جانبی بالقوه ویرایش ژنوم است که توجه قابل توجهی را به خود جلب کرده است. این ناهنجاری زمانی رخ می‌دهد که فرآیند ویرایش به‌طور ناخواسته ژن‌های دیگر را تغییر می‌دهد و منجر به تغییرات غیرمنتظره و بالقوه مضر در یک ارگانیسم می‌شود.

زمینه وندالیسم ژنی

تکرارهای کوتاه پالیندرومیک خوشه ای (CRISPR) بخشی از سیستم دفاعی باکتری است که مسئول تخریب DNA خارجی است. محققان از آن برای ویرایش DNA برای بهبود منابع غذایی و حفظ حیات وحش استفاده کردند. مهمتر از آن، ویرایش ژن به طور بالقوه می تواند یک روش امیدوارکننده برای درمان بیماری های انسانی باشد. این تکنیک در آزمایش‌های حیوانی موفقیت‌آمیز بوده است و در آزمایش‌های بالینی برای چندین بیماری انسانی، از جمله بتا تالاسمی و کم خونی داسی شکل مورد بررسی قرار گرفته است. این آزمایش‌ها شامل گرفتن سلول‌های بنیادی خونساز، که گلبول‌های قرمز خون را تولید می‌کنند، از بیماران، ویرایش آنها در آزمایشگاه برای اصلاح جهش‌ها، و بازگرداندن سلول‌های اصلاح‌شده به همان بیماران است. امید این است که با ترمیم سلول‌های بنیادی، سلول‌هایی که تولید می‌کنند سالم باشند و منجر به درمان بیماری شوند.

با این حال، تغییرات ژنتیکی برنامه ریزی نشده کشف کردند که استفاده از این ابزار می تواند باعث اعوجاج هایی مانند حذف یا جابجایی بخش های DNA از محل مورد نظر شود و پتانسیل ابتلا به بیماری های متعدد را ایجاد کند. نرخ های خارج از هدف را می توان بین یک تا پنج درصد تخمین زد. شانس قابل توجهی است، به خصوص در هنگام استفاده از CRISPR در ژن درمانی که میلیاردها سلول را هدف قرار می دهد. برخی از محققان استدلال می کنند که خطرات اغراق آمیز شده است زیرا هیچ حیوانی پس از ویرایش ژنتیکی با CRISPR به سرطان مبتلا نشده است. علاوه بر این، این ابزار با موفقیت در آزمایش های متعدد به کار گرفته شده است، بنابراین یک روایت علمی قطعی هنوز ایجاد نشده است.

تاثیر مخرب 

استارت‌آپ‌هایی که روی درمان‌های CRISPR کار می‌کنند، ممکن است برای نادیده گرفتن ناهنجاری‌ها و گزارش نکردن خطرات احتمالی از قبل با واکنش‌های منفی مواجه شوند. با افزایش خطرات احتمالی، تلاش های بیشتری برای تحقیق در مورد اثرات احتمالی استفاده از CRISPR می توان انتظار داشت. احتمال سرطانی شدن سلول‌ها ممکن است پیشرفت مداوم در مناطق خاصی را متوقف کند اگر مقالات بیشتری در مورد خرابکاری ژنی منتشر شود. علاوه بر این، تقاضا برای پروتکل‌های ایمنی قوی‌تر و زمان‌بندی طولانی‌تر هنگام طراحی ابزارهای ویرایش ژن ممکن است تشدید شود. 

یکی دیگر از پیامدهای بالقوه وندالیسم ژنی، ظهور به اصطلاح "آفات فوق العاده" است. در سال 2019، یک مطالعه منتشر شده در مجله نیچر نشان داد که تلاش‌ها برای اصلاح ژنتیکی پشه‌ها برای کاهش انتقال تب زرد، تب دنگی، چیکونگونیا و زیکا به طور ناخواسته منجر به پیدایش گونه‌ای از پشه با افزایش تنوع ژنتیکی و توانایی در حضور اصلاح زنده بمانند. این پدیده این احتمال را افزایش می دهد که تلاش برای کنترل آفات از طریق ویرایش ژن می تواند نتیجه معکوس داشته باشد و منجر به ظهور سویه های انعطاف پذیرتر و سخت تر برای کنترل شود.

وندالیسم ژنی همچنین پتانسیل ایجاد اختلال در اکوسیستم و تنوع زیستی را دارد. به عنوان مثال، رهاسازی ارگانیسم‌های اصلاح‌شده ژنتیکی در محیط می‌تواند منجر به انتقال تصادفی ژن‌های اصلاح‌شده به جمعیت‌های وحشی شود و به طور بالقوه ساختار ژنتیکی طبیعی گونه‌ها را تغییر دهد. این توسعه می تواند پیامدهای ناخواسته ای برای تعادل اکوسیستم ها و بقای گونه های خاص داشته باشد.

پیامدهای خرابکاری ژنی

پیامدهای گسترده تر وندالیسم ژن ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• افزایش عواقب ناخواسته سلامتی برای افرادی که تحت ویرایش ژن قرار گرفته اند، منجر به شکایت های بیشتر و مقررات سختگیرانه می شود.
• امکان استفاده از ویرایش ژن برای اهداف مشکوک، مانند ایجاد نوزادان طراح یا افزایش توانایی‌های انسانی. تحقیقات بیشتر در مورد ابزارهای ویرایش ژن، از جمله راه‌هایی برای دقیق‌تر کردن آنها.
• گونه های اصلاح شده که می توانند تغییرات رفتاری را نشان دهند و منجر به اختلال در اکوسیستم جهانی شوند.
• محصولات اصلاح شده ژنتیکی که ممکن است عواقب طولانی مدتی برای سلامت انسان و دام داشته باشد.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• افکار یا نگرانی های اولیه شما در مورد وندالیسم ژن چیست؟
• آیا فکر می کنید محققان و سیاست گذاران به اندازه کافی به خطرات بالقوه خرابکاری ژن رسیدگی می کنند؟