خلايا تائية نادرة تتسبب بأمراض المناعة الذاتية

تقنية رصد جيني جديدة تكتشفها

الخلية التائية تؤمن مناعة الجسم ضد مسببات الامراض
الخلية التائية تؤمن مناعة الجسم ضد مسببات الامراض
TT

خلايا تائية نادرة تتسبب بأمراض المناعة الذاتية

الخلية التائية تؤمن مناعة الجسم ضد مسببات الامراض
الخلية التائية تؤمن مناعة الجسم ضد مسببات الامراض

اكتشفت دراسة حديثة عدة أنواع نادرة من «الخلايا التائية المساعدة» التي ترتبط بالاضطرابات المناعية مثل التصلب المتعدد والتهاب المفاصل الروماتويدي وحتى الربو.

وقد أصبحت هذه الاكتشافات ممكنة بفضل تقنية تم تطويرها حديثاً أطلق عليها اسم تقنية «ريبتيك» ReapTEC، التي حددت المعززات الجينية genetic enhancers في أنواع فرعية نادرة من الخلايا التائية المرتبطة باضطرابات مناعية محددة. ويمكن أن يمهد هذا البحث الطريق لعلاجات دوائية جديدة للأمراض المناعية.

ونشرت الدراسة بقيادة ياسوهيرو موراكاوا من قسم علم جينوم النظم الطبية كلية الدراسات العليا للطب جامعة كيوتو اليابان وآخرين، وعضوية راؤول جان بيير بونال من معهد علم الأورام الجزيئية ميلان إيطاليا، في مجلة «ساينس» SCIENCE في 5 يوليو (تموز) الجاري 2024.

اكتشاف خلايا تائية نادرة

الخلايا التائية المساعدة helper T cells، هي نوع من خلايا الدم البيضاء التي تشكل جزءاً كبيراً من الجهاز المناعي، وظيفتها التعرف على مسببات الأمراض وتنظيم الاستجابة المناعية ضدها. وقد تحدث العديد من الأمراض المناعية بسبب وظيفة الخلايا التائية غير الطبيعية، ففي أمراض المناعة الذاتية مثل التصلب المتعدد multiple sclerosis فإنها تهاجم عن طريق الخطأ أجزاء من الجسم كما لو كانت من مسببات الأمراض. أما في حالة الحساسية، فإن الخلايا التائية تتفاعل بشكل مبالغ فيه مع المواد غير الضارة الموجودة في البيئة مثل حبوب اللقاح أو غيرها من المواد. وقد أظهرت الدراسات الحديثة وجود أنواع نادرة ومتخصصة من الخلايا التائية قد تكون مرتبطة بأمراض مناعية.

وهناك مناطق من الحامض النووي (دي إن إيه) DNA تسمى «المعززات» enhancers داخل جميع الخلايا، بما في ذلك الخلايا التائية. وهذا الحامض النووي لا يرمز للبروتينات، بل بدلاً من ذلك يرمز لقطع صغيرة من الحامض النووي الريبي (آر إن إيه) (RNA) ويعزز التعبير عن الجينات الأخرى، وبالتالي تؤدي الاختلافات في الحامض النووي المعزز للخلايا التائية T cell enhancer DNA إلى اختلافات في التعبير الجيني، حيث يمكن أن يؤثر ذلك على كيفية عمل الخلايا التائية. وتصبح بعض المعززات ثنائية الاتجاه.

وتقنية «ريبتيك»، مطورة حديثاً وحاسمة في تحديد المعززات النشطة ثنائية الاتجاه ضمن هذه الأنواع النادرة من الخلايا التائية، إذ إن المعززات هي مناطق من الحامض النووي تنظم التعبير الجيني وترتبط بوظيفة الخلايا التائية والاستجابات المناعية.

المعززات الوراثية واضطرابات المناعة

وبعد تحليل نحو مليون خلية تائية بشرية وجد الباحثون عدة مجموعات من أنواع الخلايا التائية النادرة التي تمثل أقل من 5 بالمائة من المجموع، وقد ساعد تطبيق «ريبتيك» ReapTEC على هذه الخلايا إلى تحديد ما يقرب من 63 ألف مُحسِّن أو معزز نشط ثنائي الاتجاه bidirectional enhancers.

ولمعرفة ما إذا كان أي من هذه المعززات مرتبطاً بالأمراض المناعية، لجأوا إلى دراسات الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS) genome - wide association studies التي كشفت عن العديد من المتغيرات الجينية التي تسمى تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة single - nucleotide polymorphisms (SNPs) والتي ترتبط بأمراض مناعية مختلفة.

ومن خلال الجمع بين تحليل «ريبتيك» ReapTEC ودراسات الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS) حدد الباحثون 606 معززات تحتوي على أشكال متعددة النوكليوتيدات (SNPs) مرتبطة بـ18 مرضاً مختلفاً مناعياً.

وكانت المتغيرات الجينية للأمراض المرتبطة بالمناعة موجودة في الغالب داخل الحامض النووي المعزز ثنائي الاتجاه للخلايا التائية النادرة.

في المقابل لم تظهر المتغيرات الجينية للأمراض العصبية نمطاً مشابهاً ما يعني أن المعززات ثنائية الاتجاه في هذه الخلايا التائية النادرة ترتبط على وجه التحديد بالأمراض التي تنتقل عن طريق المناعة.

فهم الآليات الوراثية

يعزز البحث فهم الآليات الجينية الكامنة وراء الأمراض التي تنتقل عن طريق المناعة البشرية، ما قد يؤدي إلى استراتيجيات تشخيصية وعلاجية أفضل؛ لأن تحديد معززات محددة وجيناتها المستهدفة يوفر أهدافاً جديدة محتملة لتطوير الأدوية، مما قد يؤدي إلى علاجات أكثر فعالية للاضطرابات المناعية.

ويقول الدكتور ياسوهيرو موراكاوا إنه وفريقه قاموا بتطوير طريقة جينومية جديدة يمكن للباحثين في جميع أنحاء العالم استخدامها، وباستخدام هذه الطريقة اكتشفوا أنواعاً جديدة من الخلايا التائية المساعدة، بالإضافة إلى الجينات المرتبطة بالاضطرابات المناعية. ويأملون أن تؤدي هذه المعرفة إلى فهم أفضل للآليات الوراثية الكامنة وراء الأمراض التي تنتقل عن طريق المناعة البشرية.



نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.