دانشمندان نخستین سلول‌های بنیادی را با استفاده از تکنیک CRISPR ایجاد کردند

محققان Gladstone Institute، سلول‌های پوستی موش را به سلول‌های بنیادی پرتوان القایی تبدیل کردند. این کار با فعال کردن یک ژن خاص توسط تکنیک CRISPR انجام شد.

سلول‌های بنیادی پرتوان (pluripotent stem cells) توانایی تبدیل شدن به تقریبا تمام سلول‌های بدن را دارا هستند. به همین دلیل این سلول‌ها امروزه منابع درمانی کلیدی بیماری‌های غیرقابل درمانی همچون پارکینسون، نارسایی قلبی و نابینایی محسوب می‌شوند.

این سلول‌ها همچنین امکان ایجاد مدل‌هایی برای مطالعه بیماری‌ها و ابزارهایی برای تست داروهای جدید در سلول‌های انسانی را فراهم می‌کنند.

در سال ۲۰۰۶، Dr. Shinya Yamanaka از Gladstone Institue، نخستین سلول بنیادی پرتوان القایی (induced pluripotent stem cell= IPSC) را با بیان ۴ ژن کلیدی پرتوانی در سلول‌های عادی پوست، به دست آورد. این ۴ ژن OCT4، SOX2، KLF4، C-MYC بودند. این ژن‌ها فاکتورهای رونویسی را ایجاد می‌کنند که آن‌ها نیز بر روی ژن‌هایی که در سلول بیان می‌شوند عمل می‌کنند. به این صورت که ژن‌های مرتبط با سلول‌های پوستی را غیرفعال و ژن‌های سلول‌های بنیادی را فعال می‌کنند.

Dr. Sheng Ding نیز بر پایه همین روش، متد دیگری برای تولید سلول‌های بنیادی پرتوان القایی ارائه داد. وی این کار را از طریق افزودن ترکیبی از مواد شیمیایی به سلول‌ها و نه از طریق فاکتورهای رونویسی انجام داد.

مطالعه اخیر روش سومی را برای تبدیل سلول‌های پوستی به IPSCها پیشنهاد می‌دهد. این روش دستکاری مستقیم ژنوم با تکنیک اصلاح ژنی CRISPR است. به گفته Ding، ترفندهای متنوع تولید IPSC، می‌تواند زمانی که دانشمندان در اعمال یکی از روش‌ها با مشکل مواجه شده‌اند، کمک کننده باشد.

مقاله مرتبط: مروری بر روند توسعه سیستم اصلاح ژنی کریسپر از ابتدا تاکنون

تکنیک سوم می‌تواند باعث تولید IPSCها را به صورتی ساده‌تر شود و نیز می‌تواند سلول‌های  پوستی را به طور مستقیم به سایر انواع سلول‌ها مانند سلول‌های قلبی یا مغزی تبدیل کند.

محققان ۲ ژنی را که اختصاصا در سلول‌های بنیادی بیان می‌شوند و در پرتوانی نقش دارند را با CRISPR هدف قرار دادند: OCT4 و SOX2. این ژن ها همانند فاکتورهای رونویسی، سایر ژن‌های سلول‌های بنیادی را روشن کرده و آن‌هایی را که به سایر انواع سلول‌ها مربوط هستند، خاموش می‌کنند. محققان دریافتند که با استفاده از CRISPR می توان هر دو ژن OCT4 و SOX2 را فعال و سلول بنیادی را ایجاد کرد.

در واقع محققان نشان دادند که هدف‌گیری یک نقطه واحد روی ژنوم، برای تحریک زنجیره‌ای از واکنش‌های شیمیایی تبدیل کننده سلول به IPSC کافی است. درحالیکه در متد اصلی، از ۴ فاکتور رونویسی به این منظور استفاده می‌شود. به علاوه، یک فاکتور رونویسی معمولا هزاران نقطه دیگر را در سلول هدف قرار داده و بیان ژن در هر کدام از این نقاط را تغییر می‌دهد که ممکن است به نفع ما نباشد.

این حقیقت که تغییر تنها یک نقطه برای تبدیل سلول به IPSC کافی است، بسیار حیرت‌انگیز است. محققان هم اکنون می‌خواهند بدانند که چگونه فرایند تغییر سلول از یک نقطه واحد در کل ژنوم گسترش می‌یابد.