پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در سان‌فرانسیسکو (UCSF) با بهره‌گیری از فناوری ویرایش ژنوم «کریسپر» روشی ابداع کرده‌اند که سلول‌های ایمنی را بدون خارج‌کردن از بدن بیمار، برای شناسایی و نابودی سلول‌های سرطانی بازبرنامه‌ریزی می‌کند. به‌گزارش دانشگاه UCSF و ساینس‌دیلی، نتایج این پژوهش در نشریه «نیچر» (Nature) منتشر شده و نشان می‌دهد این شیوه در آزمایش‌های حیوانی توانسته با چند نوع سرطان خون و حتی یک تومور جامد مقابله کند. در صورت موفقیت در آزمایش‌های انسانی، درمان برخی سرطان‌ها می‌تواند سریع‌تر، ارزان‌تر و در دسترس‌تر شود.
مشکل درمان‌های فعلی
درمان پیشرفته «کار-تی» (CAR-T) به این صورت است که پزشکان سلول‌های T بیمار را از خون او جدا می‌کنند، در مراکز تخصصی با تغییر ژنتیکی برای شناسایی سرطان بازبرنامه‌ریزی می‌شوند، در آزمایشگاه تکثیر می‌شوند و دوباره به بدن بازمی‌گردند. این روش در برخی سرطان‌های خون نتایج چشمگیری داشته و هفت درمان مبتنی بر آن مورد تأیید سازمان غذا و داروی آمریکا قرار گرفته است. با این حال محدودیت‌هایی دارد:
نیاز به تجهیزات و مراکز بسیار تخصصی و گاه چندین هفته زمان، که برای بیماران با سرطان پیش‌رونده می‌تواند سرنوشت‌ساز باشد.
هزینه هر دوره درمان معمولاً ۴۰۰ تا ۵۰۰ هزار دلار است.
بیماران پیش از دریافت سلول‌های مهندسی‌شده باید شیمی‌درمانی شدید بشوند که برای سالمندان و افراد ناتوان دشوار است.
جاستین آیکم، دانشیار پزشکی UCSF و نویسنده ارشد پژوهش، می‌گوید دسترسی به این درمان چالشی جهانی است و همین او و همکارانش را به جست‌وجوی راهی برای تولید سلول‌های درمانگر مستقیماً در بدن بیمار سوق داده است.
روش جدید چگونه کار می‌کند؟
در کار-تی، به سلول‌های T دستورالعمل ژنتیکی تازه‌ای داده می‌شود تا روی سطح خود «گیرنده آنتی‌ژن کایمریک» بسازند؛ گیرنده‌هایی که مانند حسگر، پروتئین‌های خاص سلول‌های سرطانی را شناسایی می‌کنند و سلول T را برای حمله فعال می‌کنند. پژوهشگران UCSF با همکاری مؤسسه گلدستون، دانشگاه دوک و مؤسسه نوآوری ژنومیک، سامانه‌ای دوذره‌ای طراحی کرده‌اند تا این تغییر درون بدن انجام شود:
ذره اول ابزار کریسپر-کَس۹ را حمل می‌کند. سطح آن با پادتن‌هایی پوشیده شده که پروتئین CD3 را روی سلول‌های T شناسایی می‌کنند و ابزار را به سمت سلول‌های درست می‌برند.
ذره دوم دی‌ان‌ای تازه‌ای حمل می‌کند که دستور ساخت گیرنده‌های ضدسرطان را دارد، همراه با اطلاعاتی برای هدایت آن به محل مشخصی از ژنوم سلول T.
نکته مهم این است که ژن جدید به‌جای نقطه‌ای تصادفی، در جایگاهی از پیش تعیین‌شده می‌نشیند که سازوکار فعال‌سازی‌اش مختص سلول‌های T است؛ بنابراین دستور ساخت گیرنده‌ها فقط وقتی فعال می‌شود که دی‌ان‌ای در جای درست قرار گرفته باشد. ذرات همچنین طوری طراحی شده‌اند که دستگاه ایمنی بلافاصله آن‌ها را نابود نکند. به گفته آیکم، چالش اصلی اطمینان از تغییر یافتن سلول‌های درست است، زیرا برخلاف آزمایشگاه، درون بدن نمی‌توان سلول‌ها را پیش از تزریق کنترل کرد. این پژوهش نخستین نمونه وارد کردن یک قطعه بزرگ دی‌ان‌ای به محل مشخصی از ژنوم سلول‌های T انسانی بدون خارج‌کردن آن‌هاست و در آزمایش‌ها از روش متداول انتقال ژن با ویروس، که ممکن است دی‌ان‌ای را در نقاط تصادفی وارد کند، بهتر عمل کرده است.
نتایج آزمایش‌ها
آزمایش‌ها روی موش‌هایی انجام شد که دستگاه ایمنی‌شان با سلول‌های انسانی بازسازی شده و به سرطان خون تهاجمی مبتلا بودند. گروه پژوهشی به سرپرستی ویلیام نیبرگ و پی‌یر-لوئی برنارد، پژوهشگران پسادکتری UCSF، گزارش کرد:
• تنها با یک نوبت تزریق، نشانه‌های قابل‌تشخیص سرطان در تقریباً همه موش‌ها ظرف دو هفته از بین رفت.
• سلول‌های مهندسی‌شده در برخی اندام‌ها تا ۴۰ درصد جمعیت سلول‌های ایمنی را تشکیل دادند و سرطان را از مغز استخوان و طحال نیز پاک کردند.
• روش در مقابله با میلومای چندگانه، نوع دیگری از سرطان خون، نتایج امیدوارکننده‌ای داشت.
• در نوعی تومور جامد به نام «سارکوم» نیز مؤثر بود؛ نتیجه‌ای مهم، چون درمان تومورهای جامد با کار-تی بسیار دشوارتر از سرطان‌های خونی است.
دانشمندان دریافتند سلول‌های T مهندسی‌شده درون بدن ظاهراً بهتر از سلول‌های مشابهِ تغییریافته در آزمایشگاه عمل می‌کنند. آیکم توضیح می‌دهد خارج‌کردن و تکثیر سلول‌ها در آزمایشگاه ممکن است برخی ویژگی‌های طبیعی و توان تکثیرشان را کاهش دهد. با این حال، این یافته‌ها فعلاً به آزمایش‌های حیوانی محدودند و نمی‌توان نتیجه گرفت در انسان هم همین‌قدر مؤثر باشند.
آینده
این فناوری هنوز برای کاربرد بالینی آماده نیست و باید قابلیت اجرا در مقیاس درمانی سنجیده شود و برای تأیید ایمنی و اثربخشی، آزمایش‌های بالینی انجام شود. یکی از مزیت‌های احتمالی، حذف نیاز به شیمی‌درمانی پیش از دریافت سلول‌هاست، هرچند این مورد هم به بررسی بیشتر نیاز دارد. آیکم و همکارانش شرکتی به نام «آزالیا تراپوتیکس» تأسیس کرده‌اند تا سامانه را به مرحله مطالعات بالینی نزدیک کنند.
اگر ایمنی و اثربخشی در انسان تأیید شود، دیگر لازم نخواهد بود سلول‌های بیمار جمع‌آوری، منتقل، در آزمایشگاه اصلاح و پس از چند هفته بازگردانده شوند؛ بلکه با تزریق یک سامانه هدفمند می‌توان مهندسی ژنتیکی را درون بدن انجام داد. این تحول علاوه بر کاهش هزینه و زمان انتظار، امکان ارائه درمان در بیمارستان‌های محلی را هم فراهم می‌کند. آیکم معتقد است این پژوهش می‌تواند آغازگر نسل تازه‌ای از درمان‌های سلولی و ژنی باشد که کاربردشان به سرطان محدود نمی‌ماند.