تکنولوژی CRISPR-Cas9 به دانشمندان اجازه می‌دهد با برش مولکول DNA، ژن به‌خصوصی به آن وارد یا از آن حذف کنند. کاربرد این روش از ایجاد خوک‌هایی با بدن کم‌چربی تا ریشه‌کن کردن بیماری‌های خاص گسترده است. با این حال، کریسپر می‌تواند جهش ژنتیکی ایجاد کند که عوارض احتمالی ناخواسته به همراه دارد.

با در نظر گرفتن این موضوع، تیمی از پژوهشگران اقدام به توسعه‌ی روش CRISPR-Cas9 جدیدی کردند که در آن دیگر نیازی به برش DNA نیست. روش آن‌ها نتیجه‌ی موفقیت‌آمیزی در درمان چند بیماری مختلف موش‌ها دارد. این مطالعه برای اولین بار اثبات می‌کند که فنوتیپ حیوان را می‌توان از طریق ویرایش اپی‌ژنتیک تغییر داد و در عین حال اطمینان حاصل کرد که یکپارچگی DNA حفظ شده است و هیچ جهشی وجود ندارد. کارلوس ایزپیزوا بلمونت، نویسنده‌ی ارشد این مقاله‌ی پژوهشی، در یک نشست مطبوعاتی گفت:

برش DNA زمینه را برای جهش‌های ژنتیکی فراهم می‌کند. برش DNA با روش کریسپر یا هر ابزار دیگری، یک نقطه‌ضعف عمده در زمینه‌ی ژنتیک دارد؛ چرا که برش DNA، ممکن است اشتباهات زیان‌باری برای سلول ایجاد کند.

دستکاری ماشینی

در این روش از دو ویروس همراه آدنو (AAV) برای دستکاری ژنتیکی موش‌ها پس از تولد استفاده می‌شود. یکی از ویروس‌ها شامل ژنی برای آنزیم Cas9 و دیگری دربرگیرنده‌ی یک فعال‌کننده‌ی رونویسی ژنی است که به یک رشته‌ی کوتاه RNA راهنما یا همان sgRNA مجهز است. sgRNA موقعیت مورد نیاز دقیق آنزیم برای پیوند به ژنوم موش را مشخص می‌کند. از آنجا که sgRNA تنها از ۱۴ یا ۱۵ نوکلئوتید تشکیل شده است، در مقایسه با بیست نوکلئوتیدی که در اکثر روش‌های CRISPR-Cas9 استفاده می‌شود، نیازی به برش وجود ندارد.

وقتی این کمپلکس به‌منظور اصلاح DNA در مجاورت آن قرار می‌گیرد، وضعیت موجود به حالت ژن خاص ارتقاء پیدا می‌کند. به این ترتیب، برای فعال کردن هر ژن یا اعمال هر مسیر ژنتیکی دیگری، خبری از جهش‌های ناخواسته نخواهد بود.

این روش در خصوص موش‌هایی با بیماری حاد کلیوی مورد آزمایش قرار گرفت و مشاهده شد که پس از فعال‌سازی ژن‌های آسیب‌دیده یا غیر فعال، کلیه‌ها عملکردی طبیعی از خود نشان دادند. از طرفی، این شیوه به سلول‌های کبدی موش در تولید انسولین کمک کرد و نتیجه‌ی آن، بهبودی موش از بیماری دیابت نوع ۱ بود.

نتایج این تیم همچنین نشان داد که روش پیش رو، قابلیت بازیابی رشد عضله و عملکرد در موش‌هایی دارد که به دیستروفی عضلانی مبتلا هستند. البته، به‌جای اصلاح ژن، برانگیختگی ژنی روی می‌دهد که به جهش ژنی منجر می‌شود. بلمونت در این خصوص می‌گوید:

 ما ژن را ترمیم نمی‌کنیم و جهش ژنی هنوز برقرار است. در عوض، روی اپی‌ژنوم کار می‌کنیم تا برانگیختگی دیگر ژن‌های موش با همین روش بازیابی شود. این اقدام برای بازیابی عملکرد ماهیچه‌ای این موش‌های جهش‌یافته کافی است.

از موش تا انسان

بر اساس مطالعات اولیه، عوارض جانبی ناخوشایندی برای این روش تصور نمی‌شود. با این حال قبل از اینکه هر گونه آزمایش بالینی در این خصوص اجرا شود، محققان مطالعات بیشتری برای اطمینان از ایمنی و کارایی آن انجام خواهند داد.

محققان امیدوار هستند که توسعه‌ی این روش بتواند بخش وسیعی از اختلالات عصبی از جمله بیماری‌های آلزایمر و پارکینسون را درمان کند؛ هر چند گفته می‌شود که هنوز راه درازی تا استفاده‌ی عملی از این تکنیک در خصوص انسان پیش رو داریم. هسین-کی لیا، اولین همکار تحقیقاتی این روش می‌گوید:

 تا قبل از اعمال این روش روی انسان‌ها، هنوز چندین مرحله باید آزمایش شود. به‌عنوان مثال، باید مشخص شود که سیستم ایمنی بدن میزبان در مقابل سیستم فعال‌سازی ژنی AAV-CRISPR/Cas9 چه واکنشی در موش یا دیگر حیوانات بزرگ‌تر نشان می‌دهد. از این رو، قبل از اعمال این شیوه بر انسان‌ها باید ملاحظات ایمنی و اخلاقی مورد توجه قرار بگیرد.

هر چند کارایی امن این روش در درمان مشکلاتی چون پارکینسون و دیستروفی عضلانی در مورد موش‌ها ثابت شده است؛ اما این نتیجه بدان معنی نیست که در خصوص انسان‌ها هم قابل قبول باشد. تیم تحقیقاتی امیدوار است که با بررسی بحث مربوط به ایمنی بدن میزبان و موارد اخلاقی مربوط، موفق به تنظیم جدول زمانی واضح‌تری در مورد آزمایش‌های بالینی شود.