مزایا و معایب CRISPR چیست؟

CRISPR مخفف تکرارهای پالیندرومیک کوتاه خوشه‌ای با فاصله منظم (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) است که توالی‌هایی از DNA هستند که در بسیاری از باکتری‌ها و آرکی‌ها یافت می‌شوند. این توالی‌ها بخشی از یک سیستم ایمنی تطبیقی هستند که به این ارگانیسم ها کمک می کند تا با ذخیره قطعات DNA خود به عنوان فاصله، با ویروس ها و سایر مهاجمان مبارزه کنند.
CRISPR/Cas9 ابزاری برای ویرایش ژنوم است که به دانشمندان اجازه می دهد DNA موجودات مختلف را با سرعت و دقت بالا تغییر دهند. این تکنیک کاربردها و مزایای بالقوه بسیاری در زیست پزشکی، کشاورزی و بیوتکنولوژی دارد.

برخی از مزایای CRISPR/Cas9 عبارتند از:

– حذف مالاریا از پشه:

دانشمندان با حذف بخشی از DNA پشه، پشه های مقاوم به مالاریا ایجاد کرده اند. پشه‌های تغییریافته پس از آن ژن‌های مقاومت را به ۹۹ درصد فرزندان خود منتقل می‌کنند، حتی زمانی که با پشه‌های تغییر نیافته جفت‌گیری می‌کنند.

– درمان بیماری آلزایمر:

پلتفرم‌های مبتنی بر CRISPR برای شناسایی ژن‌های کنترل کننده فرآیندهای سلولی که منجر به بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون می‌شوند، ایجاد شده‌اند که امیدواریم به درمان‌های جدیدی منجر شود.

– درمان HIV:

ویروس HIV DNA خود را به سلول های میزبان انسان وارد می کند و CRISPR در حذف DNA ویروس از ژنوم بیمار موفق بوده است. توالی‌های ژنتیکی دیگری احتمالاً یافت می‌شوند که HIV، تبخال، هپاتیت و سایر ویروس‌های خطرناک را از بین می‌برند.

– توسعه داروهای جدید:

شرکت های داروسازی مانند Bayer AG صدها میلیون دلار برای توسعه داروهای مبتنی بر CRISPR برای درمان بیماری های قلبی، اختلالات خونی و نابینایی سرمایه گذاری می کنند.

– توسعه صنایع دامداری:

CRISPR/Cas9 در چین برای حذف ژن هایی در دام استفاده شده است که مانع از رشد ماهیچه ها و مو می شود تا ذخایر بزرگتری برای صنایع تجاری گوشت و پشم کشور ایجاد شود – که می تواند به یک روش رایج برای گسترش دام تبدیل شود.

– روش محصولات کشاورزی:

محققان از CRISPR برای کشف راه های جدیدی برای بهبود مقاومت در برابر بیماری های محصول و تحمل استرس محیطی در گیاهان استفاده می کنند که می تواند منجر به تولید محصولات جدید برای کمک به تغذیه جمعیت جهانی شود.

– ساده سازی و بهبود ویرایش ژن:

CRISPR/Cas9 دارای مزایای بسیاری نسبت به سایر فناوری های ویرایش ژنوم از جمله مالتی پلکس، دقت بالا، مقرون به صرفه بودن و سادگی است. می‌توان آن را مستقیماً در جنین اعمال کرد و زمان مورد نیاز برای اصلاح ژن‌های هدف را در مقایسه با فناوری‌های هدف‌گیری ژن مبتنی بر استفاده از سلول‌های بنیادی جنینی (ES)2³ کاهش داد. همچنین دارای ویژگی و تطبیق پذیری بالاتری نسبت به سایر تکنیک های جهش زا مانند ZFN و TALEN45 است.

CRISPR/Cas9 یک فناوری قدرتمند و امیدوارکننده است که می تواند جهان را از طرق مختلف تغییر دهد. با این حال، برخی محدودیت ها و پیامدهای اخلاقی نیز دارد که برای ترجمه بالینی ایمن و کارآمد باید مورد توجه قرار گیرد. به عنوان مثال، CRISPR/Cas9 می‌تواند اثرات خارج از هدف، پاسخ‌های ایمنی، جهش‌های موزاییکی و پیامدهای ناخواسته برای اکوسیستم ایجاد کند. همچنین سوالاتی در مورد مقررات، مالکیت و پذیرش اجتماعی ویرایش ژن234 مطرح می کند. بنابراین، برای اطمینان از اینکه CRISPR/Cas9 به طور مسئولانه و به نفع بشریت استفاده می شود، به تحقیقات و گفتگوهای عمومی بیشتری نیاز است.

– مقرون به صرفه:

این یک روش تحقیقاتی ارزان در مقایسه با سایر فناوری های ویرایش ژن است.

– سرعت:

در حالی که آزمایش های سنتی ممکن است ماه ها یا سال ها طول بکشد، CRISPR/Cas9 نتایج را در عرض چند روز یا چند هفته ارائه می دهد

– قابل تنظیم:

CRISPR/Cas9 را می توان برای طراحی برنامه های تحقیقاتی سفارشی برای اهداف و ارگانیسم های مختلف استفاده کرد.

– Multiplexing

: CRISPR/Cas9 می تواند چندین ژن یا مکان را به طور همزمان ویرایش کند و این فناوری را در مقایسه با سایر فناوری های ویرایش ژنوم آسان تر، کارآمدتر و مقیاس پذیرتر می کند.

برخی از معایب روش CRISPR/Cas عبارتند از:

– کارآمد نیست:

در هر آزمایش ویرایش ژنوم، عملکرد ویرایش می تواند تحت تأثیر عوامل متعددی قرار گیرد و به طور جدی تلاش ما را مختل کند. برای مثال، کارایی CRISPR/Cas9 می‌تواند بسته به توالی هدف، نوع سلول، روش تحویل و مسیر تعمیر متفاوت باشد.

– اثرات خارج از هدف:

CRISPR/Cas9 می تواند باعث جهش یا حذف ناخواسته در سایر مناطق ژنوم شود که مشابه توالی هدف هستند. این اثرات خارج از هدف می تواند عواقب غیرقابل پیش بینی و مضری برای ارگانیسم و نسل بعدش داشته باشد.

– زمان گیر:

اگرچه CRISPR/Cas9 سریعتر از سایر فناوری های ویرایش ژن است، اما هنوز برای طراحی، آزمایش و بهینه سازی RNA راهنما، آنزیم Cas9 و الگوی تعمیر به زمان و منابع زیادی نیاز دارد. همچنین به غربالگری و اعتبارسنجی زیادی نیاز دارد تا از دقت و ویژگی ویرایش اطمینان حاصل شود.

-تغییر در ژرم-لاین:

CRISPR/Cas9 می تواند برای ویرایش سلول های زایا مانند سلول های تخمک و اسپرم استفاده شود که می تواند اثرات دائمی و ارثی بر نسل های آینده داشته باشد. این نگرانی‌های اخلاقی و اجتماعی را در مورد ایمنی، اثربخشی و رضایت چنین مداخلاتی ایجاد می‌کند.

-تحقیق و مسئولیت :

CRISPR/Cas9 یک فناوری قدرتمند و همه کاره است که می توان از آن برای اهداف مختلفی استفاده کرد که برخی از آنها ممکن است مفید و برخی از آنها مضر باشند. برای اطمینان از اینکه CRISPR/Cas9 به طور مسئولانه و به نفع بشریت استفاده می شود، به تحقیقات بیشتر و گفتگوی عمومی نیاز است.

-پاسخ های ایمنی :

CRISPR/Cas9 می تواند باعث ایجاد واکنش های ایمنی در ارگانیسم میزبان شود که می تواند کارایی و ایمنی ویرایش ژن را کاهش دهد. برای مثال، برخی از افراد ممکن است آنتی‌بادی‌ها یا سلول‌های T از قبل علیه آنزیم Cas9 یا ناقل تحویل داشته باشند، که می‌تواند در فرآیند ویرایش اختلال ایجاد کند یا عوارض نامطلوب ایجاد کند

– جهش‌های موزاییکی:

CRISPR/Cas9 می‌تواند جهش‌های مختلفی را در سلول‌های مختلف یک ارگانیسم ایجاد کند که در نتیجه یک الگوی موزاییکی ویرایش ژن ایجاد می‌شود. این می تواند یکنواختی و قابل پیش بینی بودن نتیجه ویرایش را کاهش دهد و چالش هایی برای غربالگری و اعتبار سنجی ایجاد کند.

– پیامدهای ناخواسته برای اکوسیستم:

CRISPR/Cas9 را می توان برای ایجاد محرک های ژنی که برای گسترش یک صفت مورد نظر در سراسر یک جمعیت یا گونه طراحی شده اند، استفاده کرد. با این حال، این می تواند اثرات غیرقابل پیش بینی و برگشت ناپذیری بر روی اکوسیستم و تنوع زیستی داشته باشد، مانند تغییر زنجیره غذایی، کاهش تنوع ژنتیکی، یا ایجاد گونه های مهاجم جدید.