سمپوزیوم کریسپر (۳۰خردادماه ۱۴۰۱)

سمپوزیوم کریسپر؛ در اولین روز از دومین سمپوزیوم بین‌المللی و چهارمین سمپوزیوم ملی کریسپر چه گذشت؟

این سمپوزیوم به همت پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری، اتحاد زیست‌شناسان ایران و هم‌چنین آکادمی ژنتیک ایران در ۳۰خرداد ۱۴۰۱ برگزار گردید.

در ابتدای برنامه جناب دکتر جواد محمدی، ریاست محترم پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری، به‌عنوان سخنران افتتاحیه کلام خود را با فرازی از نهج‌البلاغه و بندی از نقشه جامعه علمی کشور آغاز کردند. ایشان، در ادامه به جایگاه و اهمیت علم بیوتکنولوژی و همچنین جایگاه و رتبه ایران در دنیا در ارتباط با این علم اشاره کردند و خاطر نشان کردند که رشد این علم در کشور و تولیدات انجام شده در این علم، موجب رشد نزولی مهاجرت دانش‌آموختگان این حوزه شده‌است. همچنین جناب محمدی در ادامه در ارتباط با وابستگی‌های ایران به کشورهای دیگر در حوزه کشاورزی به‌دلیل خشک‌سالی‌های اخیر و نیمه‌خشک‌بودن کشور ایران اشاره کردند و فرمودند که این امر امنیت غذایی کشور را برای سال‌های آینده می‌تواند تهدید کند و همچنین افزودند شرکت‌های دانش‌بنیان در این حوزه بسیار اندک هستند و درصورت حمایت از این شرکت‌ها می‌توان امنیت غذایی کشور را تامین و کشاورزان را دلگرم و امیدوار کرد.

ایشان همچنین اشاره کردند که در حوزه محصولات دست‌ورزی‌شده، کشور تولیدی در این حوزه ندارد و وابسته به واردات است و افراط و تفریط‌های صورت گرفته در این امر باعث بلاتکلیفی محققین و کشاورزان شده‌است. کسانی که از این موضوع سود می‌برند، واردکنندگان هستند؛ در صورتیکه می‌توان با تکیه بر کارشناسان مجرب کشور و نخبگان این حوزه، محصولات کشاورزی مقاوم به آفت‌های زیستی و غیرزیستی و با کمیت و کیفیت مناسب تولید کرد و از وابستگی رها شد.

وی همچنین افزود: بیوتکنولوژی دارویی با استفاده از فناوری کریسپر در سال‌های اخیر توانست به درمان بیماری‌های لاعلاج ارثی، هموفیلی، انواع سرطان، بیماری‌های عصبی، قلبی-عروقی و همچنین غربالگری دارویی و مدل‌سازی بیماری‌ها بپردازد. همچنین دانشمندان با توجه به این تکنیک توانستند نوزادان ویرایش شده و مقاوم به ویروس ایدز و تولید سلول‌های با قدرت القایی بالا تولید کنند. اهمیت این موضوع به حدی بوده که جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۰ به دو زیست‌شناس به منظور توسعه تکنیک کریسپر تعلق گرفت.

در ادامه جناب دکتر علیرضا منادی، ریاست کمیسیون آموزش مجلس در یک نگاه کلی افزودند: امروزه به واسطه‌ی فعالیت شرکت‌های دانش‌بنیان دیگر جز کشورهای جهان سومی نیستیم. رقابت در سطح دنیا بر سر زنجیره تامین یکپارچه است که در راستای امنیت و ایمنی غذایی است و بخشی از زنجیره تامین غذایی ایران را پژوشگاه ملی مهندسی ژنتیکی و زیست‌فناوری تامین می‌کند. وی افزود: در سال ۱۳۸۹ در مجلس به تصویب رسید که اساتید دانشگاه‌ها می‌توانند شرکت‌های دانش‌بنیان تاسیس کنند و تا به امروز ۶۰۰۰ شرکت دانش‌بنیان به سبب این قانون در ایران تاسیس شده‌است. ایشان در ادامه خاطر نشان کردند، کشوری که امنیت غذایی ندارد، آینده‌ای نیز ندارد.

در ادامه‌ی سخنرانی آیت‌‌الله رشاد، رئیس پژوهشگاه فرهنگ و اندیشه‌ی اسلامی و عضو شورای عالی انقلاب فرهنگ را نظاره‌گر بودیم. ایشان در ارتباط با حرمت و جواز تصرف در خلقت به سخرانی پرداختند و به جایگاه و ارزش علم در دین اسلام تاکید داشتند.

پس از پایان سخنرانی ایشان در خدمت جناب دکتر امیرعلی حمیدیه بودیم. ایشان سخنرانی خود را با موضوع نقش کریسپر در آینده‌ی پزشکی آغاز کردند. از همان ابتدای سخنانشان تاکید زیادی بر اهمیت و روند رشد و گسترش این تکنولوژی داشتند و اضافه کردند که سرعت کشف کاربردهای تکنولوژی کریسپر در صنایع مختلف آنقدر زیاد است که تا یک کاربرد شگفت‌انگیز از این تکنولوژی کشف می‌شود، قبل از معطوف‌شدن تمام توجه‌ها به آن، کاربرد شگفت‌انگیز دیگری کشف می‌شود. هم‌چنین در مورد آینده‌ی این تکنولوژی، افزودند: با وجود این که آمریکای شمالی بیشترین پیشرفت را در این علم دارد اما آسیا و اقیانوسیه با سرعت بسیار بالایی در حال پیشرفت در این حوزه هستند. همچنین با وجود این که بحث کریسپر از سال ٢٠١٣ بسیار جنجالی شده، اولین مطالعات آن در سال ١٩٩٣ آغاز شده‌ بود.

بعد از تاکیدهای فراوان، ایشان خاطر نشان کردند که این تکنولوژی می‌تواند ثمره‌ی خوبی به همراه داشته باشد اما باید حواسمان باشد که زمان سرمایه‌گذاری در آن محدود است و ممکن است دیر شود. پس اساتید، دانشجویان و کارآفرینان ما باید آگاه باشند تا از این مسابقه‌ی جهانی جا نمانند. حتی ایشان مقاله‌ای را به نمایش گذاشتند که اذعان داشت جنگ آینده، جنگ هسته‌ای نیست بلکه جنگ کریسپر است. این یعنی ممکن است همانند تکنولوژی‌ هسته‌ای این تکنولوژی هم ارزش مادی فوق‌العاده زیادی پیدا کند. ایشان همچنین تاکید کردند که بعضی از کارآزمایی‌های بالینی برای کشف درمان‌های بیماری‌های فوق در فاز ٢ و ٣ هستند. علاوه بر این، بسیاری از کاربردهای نظامی این تکنولوژی در بسیاری از کشورها به صورت مخفیانه در حال انجام است.

سپس ایشان حوزه‌هایی که تکنولوژی کریسپر در زمینه‌ی پزشکی روی آن تمرکز دارد را معرفی کردند. از این حوزه‌ها می‌توان به حوزه‌هایی همچون بیماری‌های خونی، سرطان‌ها، بیماری‌های چشمی مادرزادی، دیابت، بیمای‌های عفونی‌، بیماری‌های التهابی، هوش مصنوعی، مالاریا و بیماری‌های اختلال در تاخوردگی پروتئین‌ها (آلزایمر و سایر بیماری‌ها) اشاره کرد. یکی از مثال‌های معروف کاربرد کریسپر در پزشکی ساخت واکسن‌های mRNA است که در حال حاضر چین سردمدار این حوزه در جهان است. ایشان از کاربردهای عجیب و خلاقانه‌ی کریسپر به مطالعه‌‌ای اشاره کردند که در آن محققان با تغییر کراتین سوسک‌های آزمایشگاهی به‌دنبال تولید محصولات آرایشی بسیار با کیفیت هستند.

در ادامه‌ی برنامه در خدمت جناب دکتر فریدون مهبودی، رئیس هیئت مدیره شرکت‌های آریوژن فارمد و هولدینگ دارویی سیناژن بودیم. ایشان سخنان خود را در ارتباط با چشم‌اندازها، بازارهای کریسپر در ایران و لزوم سرمایه‌گذاری در حوزه کریسپر آغاز کردند و افزودند تفاوت در نگاه تکنولوژیست‌هاست که چگونه از این ابزار استفاده کنند و در ادامه بیان داشتند که در کشور ما تمام بسترهای ویرایش ژن آماده است، دوره و تکنیک‌های آن در ایران وجود دارد و تنها باید یک موضوع خوب و حمایت مالی بر آن انجام شود و در ادامه‌ی مطلب توضیح مختصری نیز از هزینه‌ها و میزان درآمد این حوزه دادند و اشاره کردند که بازار سرمایه کریسپر در سال ٢٠٢٠، ١/۵ میلیارد بود، در ٢٠٢١، به ٢/٣ رسید و پیش‌بینی می‌شود تا سال ٢٠٢٨ به ٧/۴ میلیارد برسد.

در ادامه میزبان دکتر کامران شازند سرپرست موسسه ژنومیکس و مدیر بخش ژنتیک بیمارستان کودک شاینرز آمریکا بودیم. ایشان در ابتدا به تعریف کوتاهی از کریسپر پرداختند و فرمودند:

“CRISPR“ مخفف عبارت «تناوب‌های کوتاه پالیندروم فاصله‌دار منظم خوشه‌ای» است. این اصطلاح الگوهای تکراری در DNA باکتری‌ها و آرکی باکترها (باکتری‌های باستانی) را توصیف می‌کند که اولین‌بار در دهه ۹۰ مشاهده شدند. CRISPR اساس یک سیستم ایمنی اولیه است که باکتری‌ها از آن برای به‌خاطرسپردن DNA مهاجمان ویروسی با ترکیب توالی DNA ویروس در الگوهای CRISPR استفاده می‌کنند. ایشان در ادامه به بیان کاربردهای فعلی و بالقوه CRISPR در درمان بیماری‌ها پرداختند و گفتند: ویرایش ژنوم “CRISPR-Cas9” در شناسایی، کدگذاری و تنظیم‌کننده‌های رونویسی غیرکدکننده علائم گلیوبلاستوما مولتی‌فرم (GBM) بسیار کمک‌کننده است. همچنین در  بیماری‌های چشمی برداشتن  “ORF5” توسط CRISPR-Cas9 غیرهمولوگ می‌تواند خواندن “RPGR” را در بخشی از گیرنده‌های نوری جهش‌یافته بازیابی کند. در تالاسمی بتا و کم‌خونی داسی‌شکل CRISPR-Cas9 می‌تواند مشابه “CD34+ HSPC‌”هایی باشد که در تقویت‌کننده ژن “BCL11A” مجدد برنامه‌ریزی شده‌اند. ایشان ادامه دادند: در بیماری دیابت نوع۲، هدف‌گیری گیرنده‌های CRISPR در DNA غیرکدکننده، خطرات زیادی رو در بیان برخی ژن‌ها نشان داده‌است.

ایشان در پایان فرمودند: ابزار CRISPR-Cas9  بسیار امیدوارکننده است. سایر روش‌های ویرایش ژن نیز در حال انجام است. درحال حاضر بیشتر اختلالات تک‌ژنی درمان می‌شوند و برای مطالعه تکامل نیاز به زمان است. همچنین در این راه جنبه‌های اخلاقی باید در نظر گرفته شود و احتمال سرگردانی نیز باید داد.

در ادامه‌ی برنامه در خدمت جناب دکتر محسن بصیری بودیم. ایشان سخنرانی خود را درباره‌ی کریسپر، فناوری ایمونوتراپی سرطان آغاز کردند و این‌طور ادامه دادند که ایمونوتراپی سرطان حوزه‌ی گسترده‌ای‌ است و روش‌های متفاوتی دارد؛ با توجه به اینکه کریسپر در چه حوزه‌هایی اهمیت بیشتری پیدا کرده‌است، سه حوزه‌ی مهم آن را به‌صورت مختصر به شرح زیر عنوان کردند؛

– ایمونوتراپی‌هایی که بر مبنای آنتی‌بادی هستند؛

جنبه‌های مختلفی وجود دارد که چرا از آنتی‌بادی‌ها برای درمان سرطان استفاده می‌شود؛ گاهی آنتی‌بادی علیه یک آنتی‌ژن سطحی سلول سرطانی استفاده می‌شود تا سلول‌های ایمنی بدن بتوانند سلول‌های سرطانی را شناسایی کنند و باعث کاهش تکثیر و یا مرگ آن‌ها شوند.

– ایمونوتراپی‌هایی که بر مبنای وکتورهای ویروسی هستند؛

در این حوزه از ویروس‌هایی استفاده می‌شود که در سلول‌های سالم قدرت تکثیر چندانی ندارند و بیشتر در سلول‌های توموری رشد و همانندسازی می‌کنند و تقریبا فعالیت اختصاصی دارند.

– ایمونوتراپی‌هایی که بر مبنای سلول‌ها هستند؛

این حوزه را می‌توان به دو دسته‌ی کلی تقسیم کرد: استفاده از سلول‌هایی که گیرنده‌ی سطحی آن‌ها علیه سلول‌های سرطانی باشند و استفاده از سلول‌هایی که بتوان اختصاصیت عملکرد توسط مهندسی ژنتیک برای آن‌ها ایجاد کرد؛ در روش دوم معمولا از دو رده‌ی سلولی “CAR T cell” و “CTR” استفاده می‌شود.

در ادامه‌ی برنامه میزبان جناب دکتر مجید مجرد بودیم. ایشان در ابتدای سخنان خود ضمن اشاره به استراتژی‌های ویرایش ژن‌درمانی برای درمان دیستروفی عضلانی دوشن ادامه دادند: دیستروفی عضلانی دوشن یکی از دو بیماری دیستروفی نوپاتی انسان است که جهش‌های آن باعث ایجاد یک بیماری شدید، پیش‌رونده و کشنده می‌شود که ١نفر در هر ٣٠٠٠ مذکر متولدشده را مبتلا می‌کند. درمان‌های متعددی برای این بیماری توسعه پیدا کرده‌است که در دو گروه عمده‌ی کلاسیک و مبتنی بر ژن‌درمانی جای می‌گیرند. درمان‌های کلاسیک شامل درمان‌های ضدالتهابی، فیزیوتراپی و حتی جراحی‌های ترمیمی می‌شوند. در زمینه‌ی ژن‌درمانی از درمان‌های متداول آن می‌توان برای تبدیل این معضل به بیماری دیستروفی بکر و ژن‌درمانی جهت رفع کامل این معضل اشاره کرد.  فرآیند ژن‌درمانی برای این بیماری دو معضل جدی برای مبتلایان ایجاد می‌کند؛ در واقع باعث ایجاد پاسخ‌های ایمنی نسبت‌به وکتورها و تمایل سلول به خاموش‌کردن کاست‌های بیان ژن می‌شود که نیاز به استفاده داروهای جانبی برای بیماران را ایجاد می‌کند.

وی افزود درمان دیستروفی عضلانی دوشن با استفاده از کریسپر، توسط ۴ استراتژی کلی صورت می‌گیرد:

“CRISPR SKIP”,  “reframing”, “prime editing” , “targeted Exon deletion”

ایشان در آخر اشاره کردند که تیم‌های تحقیقاتی در پروژه‌های آتی در تلاش برای توسعه‌ی روش‌های درمانی موجود و حذف عوارض آن‌ها هستند.

پس از وقفه‌ای کوتاه در سخرانی بعدی در خدمت جناب دکتر مهدی شمس‌آرا، عضو هیئت علمی پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست‌فناوری بودیم که برای آغاز سخنرانی خود به اهمیت کریسپر، تولید مدل‌هایی برای مطالعات پیش‌بالینی و تحول در کارآزمایی بالینی و توسعه داروها پرداختند. ایشان توضیحات خود را چنین شرح دادند: مسیر تولید دارو فرآیندی پیچیده است که در ابتدا با طراحی مولکول‌ها با اهداف دارویی انجام شده و سپس مطالعات در سطح “invivo” و “invitro” در سه‌فاز انجام می‌شود. برای ساخت، تایید و مشاهده اثر در طولانی مدت دارو، زمان زیادی لازم است.  ایشان در ادامه بیان کردند که از هر ۵هزار مولکول مورد آزمایش برای تولید دارو ممکن است یکی از آن‌ها مورد تایید قرار گرفته و به‌عنوان دارو ثبت شود و به کاربرد کریسپر در فراهم‌کردن نمونه‌های آزمایشی اشاره کردند. دکتر شمس‌آرا با چند نمونه از کارهای تحقیقاتی کریسپر که در ایران انجام شده‌بود، ارائه خود را به پایان رساندند:

تولید مدل‌های خوکی با سیستم ایمنی ضعیف برای تحقیقات انسانی

تولید موش‌های مدل “Cas9”

تولید موش‌های “Male infertility”

تولید موش‌های “Hemophilia A”

در سخرانی بعدی دکتر مرجان ظریف یگانه ارائه‌ای درباره «حذف ژن “RET” با استفاده از روش ویرایش ژنوم CRISPR/Cas9 در رده‌های سلولی سرطان مدولاری تیروئید» داشتند. ایشان خاطرنشان کردند که مطالب ارائه‌شده با هدف آشنایی دانشجویان با مراحل کار کریسپر است. ایشان در ادامه بیان داشتند که امروزه توانایی در اصلاح و همچنین تغییر در روند بیان ژن‌های معیوب جزو مهم‌ترین اهداف در رویکردهای درمانی برای انواع مختلف سرطان‌هاست. سرطان تیروئید، شایع‌ترین بدخیمی سیستم اندوکراین بوده که بروز آن رو به افزایش است. براساس پروژه “Cancer Incidence and Deaths to 2030” تا سال ٢٠٣٠، سرطان تیروئید در رده چهارم تشخیص انواع سرطان‌ها قرار می‏‌گیرد. شایع‌ترین فرم سرطان تیروئید در ایران: “PTC” و پس از آن “FTC” ، “MTC” و “ATC” هستند. اگر این بیماری در مراحل اولیه تشخیص داده و درمان شود پیش‌آگهی آن خوب بوده و میزان بقای ١٠ساله بیماران ٨٠-٧٠درصد خواهد بود.

ایشان اظهار کردند که از سیستم ویرایش ژنی و ژن درمانی  CRISPR جهت ارائه راه‌کارهای درمانی، براساس پزشکی فردمحور و پزشکی دقیق برای بیماری‌ها استفاده می‏‌شود که مزایایی ازجمله توانایی بیشتر در درمان، میزان بالای اختصاصی‌بودن روش‌های ژن‌درمانی، سمیت کمتر برای سلول‌های غیرهدف، توانایی در هدف‌قرار‌دادن چندین ژن دخیل در مسیرهای ایجاد سرطان، عود، متاستاز و مقاومت به درمان به‌همراه دارد. در طی دهه‌های گذشته پیشرفت‌های شگرفی در زمینه ژن‌درمانی حاصل شده است؛ به‌طوری‌که امروزه می‌توان از آن‌ها به‌عنوان خط اول تحقیقات درمان سرطان نام برد. ایشان در آخر افزودند جامعه پزشکی امروز امیدهای بسیاری برای درمان طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها، به‌ویژه بیماری‌های ژنتیکی با استفاده از روش ویرایش ژنی CRISPR  را دارد.

در ادامه‌ی برنامه، میزبان جناب دکتر حسین شاهسوارانی بودیم که ایشان به توضیح یکی از پروژه‌های مرتبط با کریسپر پرداختند.

به گفته‌ی جناب دکتر، در سال‌های اخیر مارکت ترکیبات دارویی حاصل از زیست‌فناوری به‌سرعت درحال رشد بوده‌است و بسیاری از شرکت‌ها به استفاده از تکنولوژی‌های نوین نظیر کریسپر روی آوردند تا بتوانند محصولاتی اقتصادی‌تر تولید کنند. از میان سل‌لاین‌هایی که برای تولید پروتئین‌های نوترکیب استفاده می‌شوند، احتمالا نام CHOسل‌ها به گوش همه آشناتر است؛ زیرا در گستره‌ی وسیع‌تری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه ایشان جزئیات بسیار کاملی را در رابطه با پلتفرم CHOسل‌ها ارائه کردند و افزودند: «کاهش هزینه تولید پروتئین‌های نوترکیب یکی از دغدغه‌های مهم شرکت‌هاست که کریسپر می‌تواند پیشرفت عظیمی در این حوزه ایجاد کند.»

در نهایت ایشان اشاره کردند که به‌طور اتفاقی و همزمان با انجام این پروژه در ایران، یک شرکت معروف دانمارک نیز مشابه همین کار را با استفاده از تکنیک کریسپر در سل‌لاین تولیدی دیگر ایجاد کرد؛ این باعث خوشحالی است و می‌توان گفت که ما می‌توانیم از نظر صنعتی در این حوزه جای در پای کشورهای پیشرو بگذاریم و در آینده‌ا‌ی نزدیک پیشرفت‌های زیادی حاصل کنیم.

و به‌عنوان آخرین سخنران روز اول سمپوزیوم ما میزبان  Dr. Jacques P. Tremblay از کانادا بودیم. ایشان با اشاره به ابداع ژن‌درمانی‌ها برای بیماری‌های ارثی سخنرانی خود را آغاز کرده و در ادامه بیان داشتند؛ اولین ژن‌درمانی با واردکردن ژن به سلول بود تا کار ژن غیرفعال را انجام دهد اما مشکل این جا بود که این درمان فقط برای بیماری‌ها مغلوب قابلیت اجرا داشت و این درمان برای بیماری‌های غالب کارساز نیست. لذا تکنیک‌های جدیدی ابداع شده‌است تا در ژن معیوب تغییر ایجاد کنند. عیب این روش‌ها این است که هر بار کد لازم برای تغییر ژن باید تولید شود و این پروسه چندین ماه به طول می‌انجامد اما تکنولوژی کریسپر انجام ژن‌درمانی را به شدت آسان می‌کند.

در ادامه ایشان اجزای تکنولوژی کریسپر را بررسی کردند و همچنین فرمودند بریدگی‌هایی که کریسپر در DNA ایجاد می‌کند به کمک “NHEJ” و “HDR” قابل ترمیم است. سپس ایشان به مشکلات و چالش‌های کریسپر اشاره کردند و فرمودند که کریسپر می‌تواند باعث ایجاد جهش‌هایی ناخواسته در ژنوم شود. با این وجود نرم‌افزارها و تکنیک‌هایی وجود دارد که به کمک آن‌ها می‌توان از این موضوع جلوگیری کرد. سپس ایشان به توضیح مختصری از فعالیت‌های خود برای ابداع درمان بیماری‌های دیستروفی عضلانی دوشن، آتاکسی فردیش، آلزایمر، آتاکسی-۸ و بیماری “Central Core” اشاره کردند.

در آخر ایشان مسیر طلایی ژنتیک را به تصویر کشیدند و از آینده‌ی روشنی که علم ژنتیک و ژن‌درمانی به سمت آن می‌رود سخن گفتند و به‌عنوان حسن ختام ارائه‌ی خود فرمودند دستاورد‌ آخر مسیر ژن‌درمانی، یعنی درمان تمام بیماری‌های ارثی را بیشتر جوانان حاضر در این کنفرانس به عین خود خواهند دید!

منتظر گزارش روز دوم سمپوزیوم کریسپر باشید.

نویسندگان: کوثر حاجی‌پور، مریم فرهادمنش، دنیا انصاری، تارا کماسی، آرین یزدانی

مترجم: مهرشید موسویون

تهیه‌شده در آکادمی ژنتیک ایران

همچنین بخوانید: گزارش دومین‌روز سمپوزیوم کریسپر