به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در دهه‌های اخیر، درمان سرطان با استفاده از توان ذاتی سیستم ایمنی بدن، انقلابی در پزشکی نوین به وجود آورده است. یکی از دستاوردهای برجسته در این زمینه، توسعه‌ی سلول‌های CAR T بوده است. این سلول‌ها برای نخستین‌بار در اواخر دهه ۱۹۹۰ معرفی شدند، اما کاربرد بالینی آن‌ها تا سال‌های اخیر در درمان سرطان‌های خونی امکان‌پذیر نشد. درمان CAR T بر اساس استخراج سلول‌های T از بدن بیمار و ویرایش ژنتیکی آن‌ها برای افزودن گیرنده‌ای موسوم به گیرنده آنتی‌ژنی کایمریک (Chimeric Antigen Receptor) یا به اختصار CAR انجام می‌شود. این گیرنده، سلول T را قادر می‌سازد تا سلول‌های سرطانی را به‌طور اختصاصی شناسایی و نابود کند. درمان‌های مبتنی بر سلول‌های CAR T موفق شده‌اند برخی از بیماران مبتلا به لوسمی یا لنفوم‌های مقاوم به درمان را نجات دهند. با این حال، چالش‌های متعددی هنوز وجود دارد. بسیاری از بیماران به درمان پاسخ مطلوبی نمی‌دهند، زیرا سلول‌های T به مرور زمان دچار خستگی، کاهش قدرت تکثیر یا از بین رفتن عملکرد ایمنی می‌شوند. افزون بر این، کارایی این سلول‌ها در برابر تومورهای جامد نیز محدود است. در چنین شرایطی، پژوهشگران به دنبال شناسایی راهکارهایی هستند تا بتوانند سلول‌های CAR T را به‌طور ذاتی مقاوم‌تر و پایدارتر کنند. یکی از امیدبخش‌ترین فناوری‌ها در این مسیر، فناوری ویرایش ژن CRISPR-Cas9 است که امکان حذف یا اصلاح دقیق ژن‌ها را فراهم می‌کند و می‌تواند به‌صورت هدفمند برای افزایش توان ایمنی سلول‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

مقدمه

با هدف ارتقای عملکرد سلول‌های CAR T، گروهی از دانشمندان در مرکز تحقیقات پزشکی مولکولی CeMM وابسته به آکادمی علوم اتریش و دانشگاه پزشکی وین، پروژه‌ای گسترده را آغاز کردند تا به‌صورت سیستماتیک ژن‌هایی را بیابند که حذف آن‌ها باعث افزایش اثربخشی درمان شود. در این پژوهش، تیمی از متخصصان برجسته شامل پاول داتلینگر، اوژِنیا پانکویچ، کاسماس آرنولد و کریستوف بوک روش نوینی با نام CELLFIE را طراحی کردند. پلتفرم CELLFIE با ترکیب فناوری CRISPR و روش‌های تحلیلی پیشرفته، امکان بررسی هم‌زمان تمام ژن‌های انسانی را در سلول‌های CAR T فراهم می‌کند. به کمک این فناوری، محققان توانستند مشخص کنند کدام ژن‌ها عملکرد سلول‌ها را تضعیف می‌کنند و حذف آن‌ها می‌تواند موجب بهبود پایداری، کاهش خستگی و افزایش قدرت ضدسرطانی شود. هدف نهایی این پژوهش، طراحی سلول‌های CAR T نسل جدیدی بود که بتوانند به‌عنوان داروهای زنده با دوام بیشتر و اثربخشی بالاتر علیه سرطان عمل کنند.

شیوه مطالعاتی

برای انجام این تحقیق، پژوهشگران از سلول‌های CAR T انسانی استفاده کردند که برای شناسایی سلول‌های سرطانی خون برنامه‌ریزی شده بودند. سپس با استفاده از یک کتابخانه جامع CRISPR، حذف هم‌زمان تمام ژن‌های انسانی را در این سلول‌ها اجرا کردند. پلتفرم CELLFIE به گونه‌ای طراحی شده بود که در مقیاس بسیار وسیع، اثر هر حذف ژنی بر رفتار سلول‌های CAR T بررسی شود. در این آزمایش‌ها، شاخص‌هایی نظیر میزان تکثیر، مقاومت در برابر خستگی ایمنی، پایداری در محیط بدن و توانایی تخریب سلول‌های سرطانی اندازه‌گیری شد. به منظور اعتبارسنجی نتایج، مرحله دوم آزمایش در مدل‌های پیش‌بالینی حیوانی انجام گرفت. در این مرحله، سلول‌های ویرایش‌شده به موش‌های مبتلا به لوسمی تزریق شدند تا مشخص شود حذف کدام ژن‌ها می‌تواند در شرایط واقعی بدن، کارایی ضدسرطانی سلول‌ها را افزایش دهد. در نهایت، از میان هزاران حذف ژنی آزمایش‌شده، چندین هدف مؤثر شناسایی شد. در این میان، ژن RHOG به‌عنوان یکی از مهم‌ترین اهداف معرفی گردید که حذف آن موجب افزایش چشمگیر عملکرد سلول‌های CAR T شد.

نتایج پژوهش

نتایج آزمایش‌های انجام‌شده در شرایط آزمایشگاهی و مدل‌های حیوانی نشان داد که حذف ژن RHOG موجب بهبود قابل‌توجه توان ضدسرطانی سلول‌های CAR T می‌شود. پاول داتلینگر، سرپرست پژوهش، توضیح داد که حذف RHOG باعث شد سلول‌های CAR T بهتر تکثیر شوند، ماندگاری بیشتری در بدن داشته باشند و توانایی بالاتری در نابودی سلول‌های سرطانی از خود نشان دهند. این کشف در نوع خود غیرمنتظره بود، زیرا ژن RHOG در سلول‌های T طبیعی نقش مهمی در تنظیم حرکات و پاسخ ایمنی دارد. اما در سلول‌های CAR T که عملکردشان از طریق مهندسی ژنتیکی تغییر یافته، این ژن به‌طور متناقضی موجب تضعیف اثر درمانی می‌شود. اوژِنیا پانکویچ، هم‌نویسنده پژوهش، توضیح داد که حذف RHOG باعث کاهش مسیرهای سیگنال‌دهی نامناسبی می‌شود که در عملکرد CAR اختلال ایجاد می‌کنند، در نتیجه سلول‌ها کاراتر می‌شوند. علاوه بر RHOG، پژوهشگران ژن دیگری به نام FAS را نیز بررسی کردند که در فرایند مرگ سلول‌های CAR T نقش دارد. حذف این ژن موجب شد سلول‌ها کمتر دچار خودتخریبی شوند. هنگامی که هر دو ژن RHOG و FAS به‌طور هم‌زمان حذف شدند، اثرات هم‌افزایی چشمگیری مشاهده شد. سلول‌های حاصل از این ترکیب، با سرعت بیشتری تکثیر شدند، فعال‌تر باقی ماندند و توانستند به‌طور کامل سلول‌های سرطانی را در موش‌های آزمایشگاهی از بین ببرند.

دستاوردها و اهمیت علمی

این پژوهش نه‌تنها اهداف ژنی جدیدی برای بهبود عملکرد سلول‌های CAR T معرفی کرد، بلکه پلتفرمی جامع برای توسعه درمان‌های سلولی نسل بعدی فراهم آورد. پلتفرم CELLFIE یک ابزار قدرتمند است که ترکیبی از رویکردهای نوین زیست‌مولکولی را شامل می‌شود. در این سامانه، از غربالگری در مقیاس ژنوم، ویرایش ترکیبی ژن‌ها، فناوری Base Editing برای اصلاح دقیق DNA و مدل‌های حیوانی پیشرفته برای ارزیابی واقعی استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان داد که می‌توان سلول‌های ایمنی را همانند برنامه‌های نرم‌افزاری بازنویسی کرد تا به‌صورت هدفمند و هوشمند علیه بیماری‌ها عمل کنند. یافته‌های این تیم پژوهشی، نخستین شواهدی است که نشان می‌دهد حذف RHOG می‌تواند قدرت سلول‌های CAR T را چند برابر کند و در ترکیب با حذف FAS به درمان کامل سرطان خون در مدل‌های حیوانی منجر شود. این دستاورد گامی مهم در مسیر بهینه‌سازی درمان‌های ایمنی و افزایش طول عمر و اثربخشی آن‌ها به‌شمار می‌رود.

گام‌های بعدی و چشم‌انداز آینده

کریستوف بوک، سرپرست ارشد پژوهش، تأکید کرد که این یافته‌ها نه‌تنها چشم‌انداز جدیدی برای درمان سرطان‌های خونی فراهم کرده است، بلکه راهی نظام‌مند برای طراحی سلول‌های درمانی معرفی می‌کند. او افزود که اکنون دانشمندان در حال یادگیری چگونگی برنامه‌ریزی سلول‌ها به‌عنوان داروهای زنده هستند؛ داروهایی که می‌توانند به‌طور پویا با بدن سازگار شوند و پاسخ‌های هدفمند ارائه دهند. در مراحل بعدی، قرار است عملکرد سلول‌های CAR T دارای حذف RHOG و FAS در مدل‌های پیش‌بالینی پیشرفته‌تر و سپس در کارآزمایی‌های انسانی بررسی شود تا میزان ایمنی و اثربخشی آن‌ها در بیماران مبتلا به لوسمی سنجیده شود. از سوی دیگر، پلتفرم CELLFIE این توان را دارد که برای توسعه درمان‌های مؤثر علیه تومورهای جامد، بیماری‌های خودایمنی و حتی در پزشکی بازساختی به کار گرفته شود. در آینده می‌توان از این فناوری برای طراحی سلول‌هایی استفاده کرد که بافت‌های آسیب‌دیده را ترمیم یا پاسخ‌های ایمنی نامطلوب را کنترل کنند. به این ترتیب، پژوهش CeMM نقطه عطفی در همگرایی زیست‌شناسی سلولی، ژنتیک مولکولی و فناوری‌های ویرایش ژن محسوب می‌شود و مسیر را برای ساخت نسل جدیدی از درمان‌های هدفمند و هوشمند هموار می‌سازد.

پایان مطلب/.