لقد اكتشفنا الجين الرئيسي الذي ينشط التنمية البشرية

نحن نعرف الآن الجين الرئيسي الذي يتحكم في التطور الجنيني لدى البشر. مُسَمًّى نانووتم تحديد دورها من خلال إجراء تغييرات دقيقة على الحمض النووي للبويضات المخصبة باستخدام تقنية تسمى تحرير قاعدة كريسبر.

قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى طرق لتعزيز معدل نجاح التلقيح الاصطناعي، من بين حالات أخرى. تقول كاثي نياكان من جامعة كامبريدج: “السبب الآخر الذي يجعلنا ندرس هذه المراحل المبكرة من التطور البشري هو أن لها أهمية كبيرة لبيولوجيا الخلايا الجذعية”. “إن الفهم الأفضل سيساعد في أبحاث الخلايا الجذعية والطب التجديدي، ويمكن أن يكون لذلك تأثير تحويلي يمكن أن يؤثر على حياتنا جميعًا.”

لقد كان معروفًا منذ فترة طويلة من الدراسات التي أجريت على الحيوانات أن نانو يلعب دورا في التطور الجنيني. تم تسمية الجين على اسم العالم السلتي للشباب الدائم، Tír na nÓg، لأن تنشيطه هو ما يجعل الخلايا الجذعية خالدة. لكن من الأهمية بمكان أن عمل الفريق يظهر ذلك نانو له دور مختلف في البشر عنه في الحيوانات الأخرى، مثل الفئران.

عندما تبدأ البويضة المخصبة في التطور، تأخذ الخلايا واحدًا من ثلاثة أدوار مختلفة – تشكيل المشيمة، أو كيس الصفار، الموجود أيضًا في أجنة الثدييات، أو الجنين نفسه. عندما استخدم الفريق التحرير الأساسي للتعطيل نانو في بيض الفئران المخصب، لم تتطور أي من الخلايا الناتجة إلى أسلاف كيس الصفار. التحرير الأساسي هو شكل معدل من تقنية كريسبر يقوم بتغيير حرف واحد من الحمض النووي في كل مرة. على النقيض من ذلك، فإن الشكل الأصلي لكريسبر يقطع خيوط الحمض النووي، مما يؤدي إلى أنواع مختلفة من الطفرات. يقول نياكان: “إن دقة التقنية تقلل من احتمالية حدوث تشوهات صبغية غير مقصودة، والتي يمكن أن تحدث مع النسخة الأصلية”.

ولكن عندما تعطيل الفريق نانو في البويضات البشرية التي تبرعت بها النساء الخاضعات لعلاجات التلقيح الصناعي، لم تتطور أي من الخلايا إلى تلك التي تشكل الجنين. بمعنى آخر تفعيل نانو هو ما يبدأ البرنامج التنموي الذي يؤدي إلى تكوين خلايا لجسم الإنسان.

ومع ذلك، لا تزال هذه الأجنة تبدو طبيعية تحت المجهر، ويعتمد اختيار التلقيح الصناعي للزرع إلى حد كبير على الشكل، كما يقول نياكان. وتقول: “مرة واحدة من كل مرتين، على الرغم من أن الجنين يبدو من الشكل وكأنه يتطور بشكل جيد، إلا أنه ليس لديه القدرة على الزرع”. “لذلك ربما من خلال تحديد العلامات الرئيسية أو الجينات مثل نانو، هذه المعرفة يمكن أن تساعد في تحسين هذه المعدلات.

فريق نياكان ليس أول من قام بتحرير الأجنة البشرية. تم إجراؤها لأول مرة في عام 2017، ولكن باستخدام أجنة تم التخلص منها بسبب تشوهات، لذلك قد لا تعكس النتائج ما يحدث في الأجنة السليمة. وفي الشهر الماضي، أصدر ديتر إيجلي – من جامعة كولومبيا في نيويورك – نسخة أولية تصف التحرير الأساسي لأجنة مكونة من خليتين.

يقول نياكان: “ما كنا نحاول تحقيقه كان مختلفًا جذريًا. دراستنا تدور حول فهم الجينات الرئيسية – وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام هذه التقنية لدراسة وظيفة الجينات في الأجنة البشرية”. “كانت دراسة ديتر تقيم استخدام التكنولوجيا في تصحيح الطفرات المرتبطة بالأمراض.”

لكن إيجلي غير مقتنع بنتائج نياكان. “إنه لا يظهر دورًا أساسيًا [for NANOG in human embryogenesis]. “لا توجد متابعة وظيفية أو آلية جزيئية”، كما يقول. لكن نياكان تقول إن فريقها قام بهذا العمل الإضافي.

تشير جميع الدراسات الثلاث إلى أن تحرير قاعدة كريسبر للأجنة البشرية أكثر أمانًا من تحريرها بالشكل الأصلي لكريسبر، كما حدث مع ثلاثة أطفال. ومع ذلك، تؤكد ماري هربرت من جامعة موناش في ملبورن، أستراليا، والتي كانت جزءًا من فريق نياكان، أننا ما زلنا بعيدين عن النقطة التي يمكن فيها استخدام تحرير قاعدة كريسبر لإنشاء أطفال معدلين جينيًا، على سبيل المثال، لمنع الحالات الموروثة. يقول هربرت: “التكنولوجيا ليست جاهزة لذلك”. أعتقد أن هناك إجماعا على ذلك».

والعائق الرئيسي أمام ذلك هو أنه في كثير من الأحيان، يتم تحرير بعض الخلايا فقط في الجنين بنجاح، وهو ما يُعرف باسم الفسيفساء. وهذا يعني أنه إذا تم استخدام تحرير الجينات لتصحيح الطفرات المسببة للأمراض في الجنين، فإن الطفل الناتج قد يستمر في تطوير هذه الحالة.

على سبيل المثال، من خلال تعديل واحد حاول فريق إيجلي إجراؤه، تبين أن 80% من الأجنة كانت عبارة عن فسيفساء. أجرى فريق نياكان عملية التحرير في مرحلة مبكرة جدًا، حيث حقنوا آلية تحرير الجينات في البويضات جنبًا إلى جنب مع الحيوانات المنوية المستخدمة لتخصيبها. أدى هذا إلى تقليل الفسيفساء، ولكن ليس كثيرًا: نصف البيض كان لا يزال فسيفساء. “[This] يقول روبن لوفيل بادج من معهد فرانسيس كريك في لندن: «سيظل معدل الفسيفساء مرتفعًا جدًا في كثير من الظروف إذا تم استخدام الأساليب لتصحيح متغير الحمض النووي الذي يسبب اضطرابًا وراثيًا».

تقول نياكان إنه سيكون من غير الأخلاقي حقًا محاولة إجراء تحرير أساسي للأطفال في الوقت الحالي، لكنها لا تستبعد ذلك في المستقبل: “أود أيضًا أن أؤيد بشدة إجراء المزيد من الأبحاث الأساسية المتاحة للعامة ومناقشتها علنًا”.