CRISPR-ով Դաունի համախտանիշի քրոմոսոմը վերացվել է

Գենետիկական հետազոտությունների ոլորտում ուղենշային զարգացման արդյունքում ճապոնացի գիտնականները հաջողությամբ կիրառել են CRISPR-Cas9 տեխնոլոգիան՝ մարդկային բջիջներից Դաունի համախտանիշի համար պատասխանատու հավելյալ քրոմոսոմը վերացնելու համար։ Հետազոտությունը ղեկավարել է դոկտոր Ռիոտարո Հաշիզումեն՝ Միեի համալսարանի պաթոլոգիայի և մատրիքսային կենսաբանության ամբիոնի պրոֆեսորը, որը գլխավորել է փորձարարական նախագծման, տվյալների վերլուծության, վիզուալիզացիայի և հեղինակության համար պատասխանատու բազմամասնագիտական թիմը։ Նրանց աշխատանքը, որն իրականացվել է Միեի համալսարանի ինստիտուցիոնալ աջակցությամբ, ճապոնական հետազոտական համայնքին դուրս է բերում գենոմի խմբագրման նորարարությունների առաջնագիծ։

Այս բեկումնային ուսումնասիրությունը ցուցադրել է «տրիսոմիայի փրկության» մեթոդ՝ փորձարարական որոշակի պայմաններում ավելի քան 30% հաջողության ցուցանիշով, ինչը նոր հույս է ներշնչում թերապևտիկ միջամտությունների որոնման գործում։

Դաունի համախտանիշն առաջանում է 21-րդ տրիսոմիայի հետևանքով․ գենետիկական վիճակ, երբ անհատներն ունեն 21-րդ քրոմոսոմի երեք պատճեն՝ սովորական երկուսի փոխարեն։ Այս հավելյալ քրոմոսոմը հանգեցնում է մտավոր խնդիրների, զարգացման հապաղումների և մի շարք այլ բարդությունների առողջության հետ։ Մինչ ավանդական հետազոտությունները կենտրոնացած էին ախտանշանների կառավարման վրա, այս ուսումնասիրությունը նպատակ ունի ուղղել հիմքում ընկած գենետիկական անոմալիան։

2025 թվականի փետրվարի 18-ին գրախոսվող PNAS Nexus ամսագրում հրապարակված ուսումնասիրությունը նկարագրում է, թե ինչպես են հետազոտողները կիրառել ալել-սպեցիֆիկ CRISPR-Cas9 տեխնոլոգիան՝ Դաունի համախտանիշով անհատներից ստացված ինդուկցված պլյուրիպոտենտ ցողունային բջիջներում և ֆիբրոբլաստներում 21-րդ հավելյալ քրոմոսոմը ճշգրիտ թիրախավորելու և կտրելու համար։

Նրանց օպտիմիզացված մեթոդով (M2-AS × 13) վերացման հիմնական մակարդակը կազմել է 13,1%, սակայն այն զգալիորեն աճել է մինչև 23,3%՝ ԴՆԹ-ի վերականգնման գեների, ինչպիսիք են POLQ-ն և LIG4-ը, ժամանակավոր ճնշման հետ համատեղ։ Ֆիբրոբլաստների որոշ նմուշներում հաջողության ցուցանիշը հասել է մինչև 30,6%։

Նման փոփոխականությունը ընդգծում է համատեքստի և տեխնիկայի կարևորությունը, սակայն հիմնական եզրակացությունը մնում է նույնը․ CRISPR-ը կարող է վերացնել հավելյալ քրոմոսոմը բջիջների զգալի քանակում, ինչը նախկինում գրեթե անհնարին էր համարվում։

Հավելյալ քրոմոսոմի վերացումը միակ ձեռքբերումը չէր։ Ուսումնասիրությունը նաև ցույց է տվել, որ ուղղված (էուպլոիդ) բջիջները ցուցաբերել են գեների նորմալացված արտահայտում, հատկապես նեյրոզարգացման և նյութափոխանակության հետ կապված գեներում։ Այս բջիջները ցույց են տվել բազմացման բարելավված տեմպեր, ռեակտիվ թթվածնային տեսակների նվազում և հակաօքսիդանտային կարողությունների վերականգնում, որոնք բջջային առողջության բարելավման ցուցիชներ են։

Գեների արտահայտման վերլուծությունը հայտնաբերել է ավելի քան 2,800 տարբեր կերպ արտահայտվող գեներ՝ տրիսոմիկ և ուղղված բջիջների միջև։ Հատկանշական է, որ ակտիվացված գեները կապված էին նյարդային համակարգի զարգացման հետ՝ առաջարկելով պոտենցիալ ճանաչողական օգուտներ, մինչդեռ ճնշված գեները կապված էին նյութափոխանակության գործընթացների հետ։

Այս հետազոտությունը կարևոր ուղենիշ է գենոմային բժշկության մեջ՝ առաջին անգամ ցույց տալով, որ տեխնիկապես հնարավոր է վերացնել Դաունի համախտանիշի համար պատասխանատու հավելյալ քրոմոսոմը և վերականգնել բջիջների նորմալ գործառույթը։ Սակայն, թեև արդյունքներն անկասկած խոստումնալից են, դրանք մնում են լաբորատոր պայմաններով սահմանափակված։ Այս բեկումը կլինիկական պրակտիկա փոխադրելը, հատկապես նախածննդյան կամ հետծննդյան թերապիաների համար, կպահանջի լայնածավալ վավերացում, անվտանգության խիստ գնահատումներ և զգույշ էթիկական քննարկում։

Հաջողության բարձրացված ցուցանիշի առանցքային տարրը ԴՆԹ-ի վերականգնման մեխանիզմների ժամանակավոր ճնշումն էր․ տեխնիկա, որը կարող է անկանխատեսելի ռիսկեր պարունակել կենդանի օրգանիզմներում։ Այս մարտահրավերները ընդգծում են հետագա հետազոտությունների անհրաժեշտությունը, նախքան մարդկային որևէ կիրառում կարող է իրականացվել։

Այնուամենայնիվ, դոկտոր Հաշիզումեի և նրա թիմի աշխատանքը ամուր հիմք է ստեղծում ապագա թերապիաների համար, որոնք մի օր կարող են փոխակերպել Դաունի համախտանիշով անհատների և նրանց ընտանիքների կյանքը՝ սկիզբ դնելով ճշգրիտ գենոմային բժշկության նոր դարաշրջանի։