مرض الخلايا المنجلية مرض عضال يصيب ما يقرب من 40% من سكان الدول الإفريقية؛ حيث يعاني المرضى من نوبات ألم شديد، وتلف في الأعضاء وانخفاض متوسط العمر المتوقع. ينتج هذا المرض من طفرة في الجين المصنع للهيموجلوبين، البروتين الذي يحمل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء؛ مسببًا انسدادات مؤلمة قد تهدد الحياة في الأوعية الدموية، ولكن توصل العلماء إلى أن زيادة إنتاج الإصدار الصحي من هذا البروتين (الهيموجلوبين الجنيني الذي يُنتج عادةً عندما نكون في الرحم) يمكن أن يُحدث ثورة في علاج هؤلاء المرضى.

درس ميتشيل وايس وزملاؤه من مستشفى سانت جود البحثي للأطفال في مقالهم الحالي آليات عمل الأمراض ونماذجها- علاجًا جديدًا واعدًا جاريًا تطويره في معمل وايس. ويعمل على تعديل الجينات لتفعيل إنتاج هذا الهيموجلوبين الجنيني الصحي في خلايا الدم الحمراء البالغة. وأثناء اختبار العلاج في الفئران، وجد الباحثون أنه على الرغم من أن فئران المعمل كان لديها أعراض مرض الخلايا المنجلية، فإن جين الهيموجلوبين الجنيني والمادة الوراثية المحيطة لم يكن متشكلاً تمامًا؛ مما جعل علاج الخلايا الجذعية الثورية علاجًا غير فعال أو حتى ضار للحيوانات، وتسبب في تزايد القلق بشأن اختبار البحث العلمي مستقبلاً للعلاجات الجديدة المبنية على الجينات في فئران التجارب تلك.

يختبر العلماء العلاج الجديد على حيوانات التجارب قبل اختبارها على البشر؛ لذلك جرب وايس وزملاؤه علاجهم الجيني الجديد على نوعين من الفئران التي تحمل أعراض مرض الخلايا المنجلية: المسماة بفئران “بيركلي” و”توينز”. أزالوا أولاً الخلايا الجذعية من الفئران –وهي خلايا في نخاع العظم مبرمجة لتصير خلايا دم حمراء- واستخدموا التعديل الجيني لتنقيح جزء من المادة الوراثية للخلايا الجذعية لتفعيل جين الهيموجلوبين الجنيني الصحي. أعاد العلماء فيما بعد هذه الخلايا الجذعية المعاد برمجتها إلى الفئران وراقبوها ثمانية عشر أسبوعًا ليعرفوا تأثير العلاج عليها.

وكانت المفاجأة أن 70% من فئران بيركلي ماتت من العلاج، وفُعّل إنتاج الهيموجلوبين الجنيني الشفائي في 3.1% فقط في الخلايا الجذعية للفئران. وعلى صعيدٍ آخر فإن العلاج التجريبي فعّل جين الهيموجلوبين الجنيني في 57% من خلايا الدم الحمراء في فئران توينز ولم يؤثر على نجاة الحيوانات، ولكن كانت مستويات الهيموجلوبين الجنيني المنتج في خلايا الدم الحمراء في فئران توينز أقل بمقدار سبع إلى عشر مرات من المستويات الموجودة باستخدام هذه الطريقة في الخلايا البشرية المستنبتة في المعمل وليست عالية كفاية لتقليل العلامات السريرية لمرض الخلايا المنجلية.

أراد وايس وزملاؤه بعدها معرفة سبب عدم نجاح العلاج الجديد في فئران بيركلي، والتي كانت تستخدم لعقود لاختبار علاجات مرض الخلايا المنجلية. ويقول دكتور وايس: “أدركنا أنه لم تكن لدينا المعرفة الكافية عن الترتيب الجيني لتلك الفئران”.

كما تتبع الفريق تسلسل جينات الهيموجلوبين والمادة الوراثية المجاورة في فئران بيركلي واكتشفوا أنها عوضًا عن امتلاكها نسخة واحدة من الجين البشري المتحور، فإن الفئران تمتلك اثنتين وعشرين نسخة من الجينات البشرية لمرض الخلايا المنجلية متفرقة وموزعة بشكل عشوائي، وسبع وعشرين نسخة من الهيموجلوبين الجنيني البشري الذي يأمل الفريق في تفعيله لعلاج الفئران من المرض. تسبب هذا التركيب الجيني المعقد في تأثيرات قاتلة عندما اختبر العلماء العلاج الجيني على فئران بيركلي؛ لأن تعديل عدة نسخ من الجين من الممكن أن يتلف المادة الوراثية. مما يعني أن الباحثين لا يمكنهم استخدام تلك الفئران لاختبار علاج التعديل الجيني هذا وتحسينه.

وعلى صعيدٍ آخر فإن فئران توينز كان لديها نسخ أحادية من جين الهيموجلوبين البشري المتحور والجين الذي ينتج الهيموجلوبين الجنيني البشري . ولكن تلك الفئران تفتقد على الأغلب أجزاءً هامة من المادة الوراثية التي تُنظم عادةً إنتاج جين الهيموجلوبين الجنيني في البشر. وبالتالي لا يمكنهم إنتاج ما يكفي من هذا البروتين السليم لشفاء أعراض الفأر.

علق دكتور وايس قائلاً: “ستساعد نتائجنا العلماء الذين يستخدمون فئران بيركلي وتوينز أن يقرروا استخدام أي منها للإجابة على سؤال بحثهم المحدد المتعلق بمرض الخلايا المنجلية أو الهيموجلوبين. وعلاوةً على ذلك فإن هذا العمل بمثابة تذكير للعلماء ليضعوا في اعتبارهم التركيب الوراثي للفئران التي يستخدمونها لدراسة الأمراض في الإنسان وإيجاد الفأر المناسب لهذه المهمة”.

المصدر: https://medicalxpress.com

ترجمة: فاطمة علي

مراجعة وتدقيق: ريما الحربي

تويتر: @_reemaharbi