پژوهشگران دانشگاه MIT از به واقعیت پیوستن ایده‌ای خبر داده‌اند که تاکنون فقط در داستان‌ها و فیلم‌های علمی-تخیلی قابل تصور بود. گزارش پژوهشگران این دانشگاه که در technologyreview.com  منتشر شده است، نشان می‌دهد توانایی عملی اصلاح ژن‌های انسان پیش از تولد و مهندسی او از زمان تولد، تولید انسانی که از لحاظ ژنتیکی اصلاح شده باشد، اکنون در دسترس پژوهشگران قرار گرفته است. این ایده احتمالا تا ۲۰ سال آینده امکان‌پذیر خواهد شد.

آنتونیو رگالدو / مریم نظری

اگر کسی از من بپرسد چگونه می‎توان از طریق مهندسی ژنتیک یک کودک ساخت، به او می‎گویم از جورج چرچ بپرسد، چون او می‎داند.

در آزمایشگاه پرپیچ‎وخم جورج در دانشگاه پزشکی هاروارد می‎توانید ببینید که در یک سمت محققان روی ای‎کولی، رشته‎ای کد ژنتیکی که در طبیعت موجود نیست، کار          می‎کنند و در سمت دیگر گروهی دیگر دارند برنامه‎ریزی می‎کنند که چگونه از مهندسی دی‎ان‎ای استفاده کنند تا ماموت‎های پشمالو را احیا کنند. آزمایشگاه او محل پیدایش تکنولوژی‎های جدید است.

وقتی از آزمایشگاهش بازدید کردم، مرا به لوان ینگ، که محقق فوق دکتری از دانشگاه پکن بود، معرفی کرد. ینگ از افراد کلیدی بود که توانسته بود به تکنولوژی تغییر و         اصلاح دی‎ان‎ای به‎نام CRISPR-Cas9 دست یابد. او با کمک چرچ شرکتی کوچک بنا نهاده است که در آن ژنوم خوک‎ها و موش‎ها را مهندسی می‎کند تا ژن‎های جدیدی بسازد که بهتر باشند و عیوب قبلی‎ها را رفع می‎کند.

طرح پژوهشی تکنیکی برای تغییر وراثت در انسان

سلول زایا (Germline) اصطلاح زیست‎شناسان برای نام بردن از تخمک و اسپرم است که با ترکیبشان جنین ایجاد می‎شود. با اصلاح دی‎ان‎ای این سلول‎ها و یا دی‎ان‎ای جنین می‎توان ژن‎های بیماری‎زا را اصلاح کرد و این اصلاحات را به نسل بعدی نیز منتقل کرد. با استفاده از این تکنولوژی می‎توان از شر برخی بیماری‎های خانوادگی مانند فیبروز سیستیک (سفتی مخاط) نجات یافت؛ می‎توان حتی ژن‎هایی را در جنین جایگذاری کرد که به او ایمنی مادام‎العمر در مقابل عفونت‎ها و آلزایمر و حتی پیر شدن بدهد. این دستاوردهای پزشکی بسیار تاریخی خواهد بود و اثرشان همانند تولید واکسن در تاریخ علم پزشکی خواهد شد.

این‎ها قسمت‎های خوب داستان‎اند. با این همه، این ترس وجود دارد که مهندسی سلول‎های زایا راهی به سوی ناکجاآبادِ  طراحی ابرانسان‎ها یا طراحی کودکان ویژه برای کسانی بشود که توانایی مالی پرداخت هزینه‎های چنین کاری را دارند. مثلا: آیا بچه‎ای با چشم آبی و موی طلایی می‎خواهید؟ بچه‎ای خیلی باهوش می‎خواهید که دانشمند یا رهبر آینده شود؟ چرا یکی سفارش نمی‎دهید؟!

تنها ۳سال بعد از ابداع تکنولوژی CRISPR زیست‎شناسان از این تکنولوژی به‎طور گسترده به‎عنوان ابزاری برای شناسایی و تغییر دی‎ان‎ای استفاده کردند. نتایج نسبت به گذشته به‎قدری دقیق و امیدوارکننده بوده که این انتظار وجود دارد که این رویکرد به‎زودی برای درمان‎های ژنی در انسان نیز به‎کار رود. ایده اصلی این است که دکتر مستقیما ژن معیوب را دستکاری و اصلاح کند؛ مثلا ژنی را که باعث کم‎خونی می‎شود تغییر دهد. این تغییر وقتی در سطح سلول‎های زایا انجام نگیرد، به نسل بعدی منتقل نمی‎شود، اما خود فرد را درمان می‎کند.

اما تغییراتی که در سلول‎های زایا انجام می‎گیرد به نسل‎های آینده نیز منتقل می‎شود و این همان چیزی است که با آن مخالفت گسترده شده است. تابه‎حال احتیاط و ملاحظات اخلاقی در این بحث دست بالا را داشته‎اند. ده‎ها کشور، که البته امریکا جزو آنها نیست، مهندسی سلول‎های زایا را ممنوع کرده‎اند و جوامع علمی به‎صورت یکپارچه و قاطع پذیرفته‎اند که این کار ریسک بسیاری دارد. اتحادیه اروپا حتی گفته است چنین کاری خلاف کرامت انسان و مخالف حقوق بشر است.

اما همه این اعلام‌ها قبل این صورت گرفته که بشر واقعا بتواند چنین کاری بکند؛ حالا با کمک این تکنولوژی جدید این کار ممکن شده است.

کاری که اکنون ینگ می‎کند این است که تخمدان زنی را، که به سرطان تخمدان مبتلا بوده و عامل سرطانش جهش در ژنی به‌نام ۱BRCA بوده، در اختیار گرفته و از آن تخمک زن را استخراج کرده است. سپس از همکارش دیوید سینکلر در آزمایشگاه ضد پیری هاروارد سلول‌های اسپرم نابالغ را می‌گیرد و سعی می‌کند اینها را با هم ترکیب کند و در شرایط آزمایشگاهی پروش و رشد دهد. هدف این است که با استفاده از تکنولوژی CRISPR در این سلول‌ها تغییراتی در دی‌ان‌ای آنها ایجاد کند تا ژن BRCA1 را اصلاح کند و در نهایت ترکیبی تولید شود که خطای ژنتیکی‌ای را که سرطان تخمدان را در زنان ایجاد می‌کند نداشته باشد.

این کار فقط در هاروارد صورت نمی‌گیرد؛ آزمایشگاه‌هایی در دانشگاه‌های چین، انگلستان، بوستون و شرکتی به‌نام اواساینس در ماساچوست نیز به این کار مشغول‌اند.

هدف همه این گروه‌ها این است که نشان دهند ممکن است کودکانی تولید کنیم که هیچ‌گونه بیماری ارثی را به‌علت نقص ژنی به ارث نبرند. اگر ممکن باشد که دی‌ان‌ای در تخمک و اسپرم را تغییر دهیم، می‌توان از این سلول‌ها در ای‌وی‌اف استفاده کرد تا جنین تولید شود و بعد، از جنین کودک به‌وجود آید؛ حتی ممکن است توسط تکنولوژی CRISPR بتوان مستقیما دی‌ان‌ای‌های جنین تازه‌تولیدشده توسط سیستم ای‌وی‌اف را تغییر داد. بسیاری از کسانی که نشریه ام‌ای‌تی ریویو با ایشان مصاحبه کرد معتقدند این کار در چین انجام شده و نتایج احتمالا به‌زودی منتشر می‌شود.

همه اینها به این معناست که مهندسی سلول‌های زایا بسیار بیش از آنچه فکر می‌کنیم پیشرفت کرده است. مرل برگر از موسسان مرکز آی‌وی‌اف بوستون است؛ یکی از مراکز بسیار بزرگی که سالانه به هزاران زن کمک می‌کند تا از طریق آی‌وی‌اف باردار شوند. وی معتقد است این بزرگ‌ترین اتفاقی است که در زمینه کاری آنها می‌افتد. مرل برگر می‌گوید اصلاح ژنی برای از بین بردن بیماری‌های خطرناکی که توسط ژن به کودکان ارث می‌رسد با موافقت جامعه روبرو خواهد شد، اما چیزی ورای آن موجب بلوا در جامعه می‌شود، چون همه دلشان کودکی بی‌نقص و ایده‌آل می‌خواهد و به انتخاب ظواهر مثل رنگ چشم و مو یا مواردی دیگر مانند هوش روی خواهند آورد؛ درواقع به‌نوعی کودک سفارشی تولید خواهد شد.

اصلاح جنین

اصلاح جنین انسان توسط تکنولوژی CRISPR چقدر ساده خواهد بود؟ پژوهشگران می‌گویند خیلی ساده! جنیفر دوندا، زیست‌شناس و استاد دانشگاه برکلی که از کسانی بود که اولین بار در سال ۲۰۱۲ نحوه اصلاح ژن توسط CRISPR را یافت، می‌گوید با این شیوه هر کسی که مهارت زیست‌شناسی مولکولی و دانش کار با جنین را دارد، می‌تواند این کار را بکند.

برای این‌که بدانیم این کار چگونه انجام می‌شود، من از آزمایشگاه گوپینگ فنگ در ام‌ای‌تی بازدید کردم. او سعی می‌کند با تغییر ژن SHANK3، که مخصوص ارتباط نرون‌ها با هم است، مانع بروز اوتیسم در کودکان شود. برای این کار او دی‌ان‌ای جنین را تغییر می‌دهد و سپس آن را به بدن بوزینه ماده منتقل می‌کند تا بوزینه کودک متولد شود. فنگ می‌گوید تا سال گذشته و بدون CRISPR ممکن نبود که تغییر دقیقی در دی‌ان‌ای پرایمت‌ها (انواع گونه‌های میمون‌ها و شامپانزه‌ها) بدهیم، اما سال گذشته اولین میمون با اصلاح ژنی دقیق در چین متولد شد. CRISPR سیستمی دارد که می‌توان با آن با دقت بسیار به هر قسمتی از دی‌ان‌ای که می‌خواهیم، دسترسی یابیم و ترکیب ژنی را که می‌خواهیم، به‌طور دقیق تغییر دهیم. با این حال CRISPR هنوز در ژن‌های انسانی و پرایمت‌ها عالی و ایده‌آل نیست. فنگ می‌گوید میمون‌ها نیز مانند انسان‌ها دو کپی از بیشتر ژن‌هایشان دارند: یکی از مادر و یکی از پدر. گاهی هر دو نسخه و گاهی یکی با CRISPR تغییر می‌یابند و گاه هیچ‌کدام تغییر نمی‌یابند؛ بنابراین برای رسیدن به میمونی که با تغییرات ژنی دلخواه همه ژن‌های موردنظر در همه کپی‌ها درست تغییر کند و سالم به‌دنیا بیاید، به‌طور متوسط ۲۰ جنین نیاز است که البته فنگ الان مشکلی با این مسئله ندارد، چون آزمایشگاه ام‌ای‌تی به‌قدر کافی جنین در اختیار او می‌گذارد.

اما خب این برای استفاده در پروسه انسانی راه‌حل خیلی خوبی نیست. درست است که توسط CRISPR می‌توان ژن‌های انسانی را نیز دستکاری کرد، ولی این بدین معناست که برای تولید نوزاد زنده حداقل ۲۰ جنین نیاز داریم که ۱۹ تای آنها در میان راه از بین می‌روند یا باید از بین برده شوند. از طرفی عواقب درازمدت چنین کاری را نیز نمی‌دانیم. رودولف ژانیش، زیست‌شناس دانشگاه ام‌ای‌تی که جزو تیمی بود که اولین موش اصلاح‌نژادشده را تولید کرد، می‌گوید این تلاش‌ها بسیار غیربالغانه است. او می‌گوید: «ما می‌دانیم این کار ممکن است، اما آیا واقعا باید انجام شود؟ امیدوارم این مقالات اجازه نشر نیابند.»

فنگ می‌گوید: مگر هدف پزشکی چیزی جز کاهش رنج و درد انسان‌هاست؟ چرا نباید از این تکنولوژی جدید برای این کار بهره بگیریم؟ او معتقد است هنوز ۱۰ تا ۲۰ سال تا تولد اولین انسان اصلاح‌ژنی‌شده راه باقی مانده است، اما این کار کاملا ممکن است؛ این کار نوعی پیشگیری از بیماری و کاهش رنج و هزینه بیماری‌ها برای انسان‌هاست. درست است که خطاهایی دارد، اما در این فرصت می‌توان برای رفع آنها اقدام کرد.

اصلاح تخمک‌ها

در جایی دیگر در بوستون، در شرکت اواساینس، دانشمندان رویکردی متفاوت برای مهندسی سلول‌های زایا برگزیده‌اند. آنها سعی می‌کنند از طریق سلول‌های بنیادی تخمک و اسپرم را در آزمایشگاه تولید کنند. برخلاف جنین، سلول‌های بنیادی می‌توانند رشد کنند و چندین برابر شوند. مراحل این‌گونه است که ابتدا توسط CRISPR سعی در اصلاح ژن‌های سلول‌های بنیادی می‌کنند، بعد آنها را به اسپرم و تخمک تبدیل می‌کنند و سپس نمونه‌های فراوانی از آنها می‌سازند. سینکلر، مدیر این شرکت، این کار را انقلابی بزرگ در دنیای زیست می‌داند و معتقد است فصلی جدید در زندگی انسان می‌گشاید. او می‌گوید با این شیوه به والدین این امکان را می‌دهیم که تصمیم بگیرند کی و چگونه صاحب فرزند شوند و سلامت فرزندشان را نیز تضمین می‌کنند. اواساینس هنوز موفق نشده تخمک اصلاح‌شده انسانی را به این روش تولید کند، اما سینکلر می‌گوید موضوع اکنون در مرحله‌ای است که تردیدی در توانایی این روش نیست، بلکه بحث سر زمان و چگونگی رسیدن به این خواسته است. او می‌گوید با این روش می‌توان کودکانی اصلاح‌ژنی‌شده تولید کرد که دیگر محدودیت‌های بیماری‌های وراثتی خانوادگی را، مانند بیماری هانتینگتون یا اوتیسم را که ناشی از جهش‌های ژنی است، نداشته باشند. وی همچنین می‌گوید هدف ما اصلاح این جهش‌ها قبل از تولید بچه‌های شماست.

بهبود انسان‌ها

اگر مهندسی جرملاین بخشی از پروسه درمانی انسانی شود، قطعا انقلابی در سلامت انسان‌هاست و تاثیرات فراوانی بر طول عمر انسان و مسائل اقتصادی سلامت می‌گذارد، اما درعین‌حال دوراهی‌های اخلاقی و چالش‌های اجتماعی زیادی نیز ایجاد می‌کند. اگر این‌گونه امکانات فقط مختص قشر خیلی پولدار جامعه باشد چه؟ ای‌وی‌اف در امریکا حدود ۲۰هزار دلار هزینه دارد. اضافه کردن تست‌های ژنتیکی و تغییرات تخمک و اهدای جنین هزینه‌ها را در حد ۱۰۰هزار دلار بالا می‌برد.

عده‌ای دیگر معتقدند هنوز دلیل پزشکی کافی برای انجام دادن این تغییرات نداریم. هنک گریلی، استاد حقوق دانشگاه استنفورد، می‌گوید موافقان این روش هنوز به‌درستی نمی‌توانند بگویند این کار برای چه خوب است. او می‌گوید الان هم می‌توانیم با تست دی‌ان‌ای بفهمیم آیا جنینی که قرار است ای‌وی‌اف شود بیماری دارد یا نه و جنین سالم را برای این کار انتخاب کنیم. مثلا مردی که مبتلا به بیماری هانتینگتون است می‌تواند با اسپرمش چندین تخمک از پارتنرش را بارور سازد؛ نیمی از اینها شانس سالم بودن و نیمی احتمال ابتلا به هانتینگتون دارند، و سپس می‌توان با تست ژنتیکی ترکیب سالم را برای ای‌وی‌اف برگزید. این کار اکنون حدود ۴هزار دلار هزینه دارد و هزینه ای‌وی‌اف را به ۲۴هزار دلار می‌رساند.

درحقیقت بسیاری معتقدند تکنولوژی سلول‌های زایا دارد از استدلالی نادرست و دروغین برای پیشبرد خودش استفاده می‌کند. ادوارد لنفیر مدیر شرکت سنگامو در کالیفرنیاست. این شرکت سعی می‌کند با استفاده از یک تکنیک دیگرِ اصلاحات ژنی در افراد بالغ به درمان اچ‌آی‌وی افراد بزرگسال بپردازد. او می‌گوید ما منطق و توجیه استفاده از مهندسی سلول‌های زایا برای درمان بیماری‌ها را بررسی کردیم و درحقیقت هیچ توجیهی وجود ندارد. لنفیر ادامه می‌دهد قطعا این کار شدنی است، ولی دلیل پزشکی برایش وجود ندارد. مردم می‌گویند ما نمی‌خواهیم بچه‌ها با فلان بیماری متولد شوند، ولی درحقیقت توجیهی برای کارهای دیگرشان و استفاده‌های غیرقابل قبول از این روش است.

پژوهشگران از ترس‌هایشان می‌گویند. کودکان موضوع و هدف آزمایش خواهند شد. والدین هدف تبلیغات کلینیک‌های آی‌وی‌اف قرار خواهند گرفت و تحت تاثیر این تبلیغات تصمیماتی خواهند گرفت که درست نخواهد بود. مهندسی سلول‌های زایا گسترش ژن‌های برتر را تبلیغ و تشویق می‌کند؛ و این ممکن است زندگی افرادی را که هنوز به دنیا نیامده‌اند، بدون این‌که قدرت تصمیم‌گیری داشته باشند، تحت تاثیر قرار دهد. انجمن پزشکی امریکا از مخالفان مهندسی سلول‌های زایاست و گفته در زمان حال (سال ۱۹۹۶) نباید این کار را کرد، چون نتایجی غیرقابل پیش‌بینی و غیرقابل برگشت برای نسل‌های آینده دارد؛ اما باید توجه کرد که موضوع نیز در زمانی ابراز شده که هنوز این شیوه انجام‌شدنی نبوده است.

موافقان می‌گویند این روش برای برخی شرایط تنها راه ممکن است؛ مثلا زوجی ممکن است بیماری‌های ژنتیکی مختلفی داشته باشند که تولید جنین سالم برای ای‌وی‌اف برایشان ممکن نباشد، اما با این شیوه می‌توان برای آنها جنین بدون مشکل تولید کرد. برخی مردان اصلا تولید اسپرم ندارند؛ می‌توان سلول‌های پوست آنها را به سلول بنیادی تبدیل کرد و دی‌ان‌ای آن را اصلاح کرد و سپس تولید اسپرم کرد و بنابراین برخی از نازایی‌های دائمی را از بین برد.

از طرفی کاربردهای دیگر نیز وجود دارد. می‌توان با این شیوه به نسلی جدید از انسان رسید. چرچ می‌گوید تغییر در ۱۰ ژن انسان می‌تواند انسان‌هایی تولید کند که مقاومتی فوق‌العاده در برابر بیماری‌ها داشته باشند. مثلا یکی از این تغییرات استخوان‌ها را بسیار محکم می‌کند که احتمال شکستگی نداشته باشند. یکی دیگر باعث می‌شود انسان ضعف حافظه نگیرد. ژنی دیگر مانع بیماری‌های قلبی می‌شود. او می‌گوید البته این تست‌ها نخست باید روی بزرگسالانی صورت گیرد که خودشان خواهانش هستند، ولی درنهایت به ساخت کودکان اصلاح‌ژنی‌شده منجر می‌شود. او ادامه می‌دهد: البته این مرحله باید زمانی صورت گیرد که این کار ارزان و کاملا امن و کاملا قابل پیش‌بینی باشد.

بسیاری از موافقان این روش آن را با سیری که ای‌وی‌اف طی کرد مقایسه می‌کنند. در ابتدا مخالفت‌های زیادی با ای‌وی‌اف وجود داشت. بعد از آزمایش‌های بسیار روی حیوانات، سرانجام داوطلبان آزمایش انسانی پیدا شدند. پس از تولد نوزادان سالم باز هم مخالفت‌ها ادامه داشت، چون می‌گفتند نمی‌دانیم چنین کودکانی در ۴۰ یا ۵۰سالگی چگونه خواهند بود و مراحل زندگی و رشدشان چگونه سپری می‌شود.

طبق نظرسنجی موسسه پیو در امریکا ۴۶درصد افراد بزرگسال امریکایی با تغییر ژنتیکی نوزادان در راستای کاهش بیماری‌های مادرزادی موافق‌اند، اما ۸۲درصد با انجام دادن چنین تغییراتی برای داشتن کودکانی باهوش‌تر مخالف‌اند. برخی دانشمندان، که نسبت به گسترش هوش مصنوعی هشدار داده‌اند و آن را برای انسان خطرناک توصیف کرده‌اند، درباره کاربرد چنین شیوه‌هایی برای تولید کودکانی باهوش‌تر نیز هشدار داده‌اند؛ البته هنوز سازوکار علمی چنین روشی حتی با وجود دانش ژنی کنونی مشخص نیست.

اکنون دامنه مخالفان گسترش یافته است؛ حتی پروفسور جنیفر دوندا، که خود از مبدعان روش اصلاح ژن توسط تکنولوژی CRISPR در سال ۲۰۱۲ بوده، معتقد است باید تحقیق انسانی را متوقف کنیم. او می‌گوید CRISPR بسیار قدرتمند است، اما شمشیری دو لبه است: یک سوی آن ممکن است بهبود وضیعت سلامت انسان‌ها باشد و سوی دیگر ممکن است فاجعه‌ای اخلاقی و حتی فاجعه‌ای در روند فرگشت انسان‌ها ایجاد کند؛ به‌خصوص وقتی که فکر کنیم استفاده از این تکنولوژی بسیار ساده است. دوندا می‌گوید امروز بسیار سخت است مانند همان قراردادی عمل کنیم که در دهه هفتاد در زمینه تحقیقات دی‌ان‌ای بین دانشمندان این رشته بسته شد؛ قراردادی که ترکیب دی‌ان‌ای گونه‌های مختلف زیستی را ممنوع اعلام کرد، چون امروز تعداد محققان بسیار بیشتر شده است و همه در این زمینه توافق نظر ندارند، ولی شاید بتوان بین دانشمندان امریکایی توافق ایجاد کرد و اعلام عمومی این توافق بر سایر محققان دنیا نیز اثر داشته باشد. دوندا معتقد است این توافق باید نه‌تنها برای توقف بر تغییر جنین، بلکه در استفاده از CRISPR برای تغییر تخمک و اسپرم نیز صورت گیرد. او می‌گوید: من فکر نمی‌کنم مناسب باشد در حال حاضر چنین آزمایش‌هایی روی سلول‌های انسانی انجام دهیم. باید تحقیقات بیشتری صورت گیرد تا از کارایی و امنیت و نتیجه‌بخشی این روش‌ها مطمئن‌تر شویم و سپس به کاربردشان روی انسان فکر کنیم. مسائل اخلاقی و علمی فراوانی در این باره مطرح است که باید قبل از کاربرد این روش روی سلول‌های انسانی حل شود.

منبع