ویرایش ژن در جنین می‌تواند روی صفات مختلفی اثرگذار باشد

ادعای اخیر هی جیانکوی، دانشمند چینی مبنی بر این‌ که او در طراحی نخستین نوزادان ویرایش ژنی شده نقش داشته است، موجب شگفتی دنیا شده است. سوالات زیادی درمورد آزمایش‌های او وجود دارد؛ اما یکی از نگرانی‌های اصلی دانشمندان، اثرات احتمالی این تغییرات ژنتیکی روی سلامتی این دو دختر است.

هی که یک پژوهشگر حوزه‌ی ویرایش ژنوم در دانشگاه جنوبی علم‌ و‌ فناوری در چین است، در چندین ویدئوی منتشر شده از طریق یوتیوب، ادعا کرده است ژنی را که به ویروس HIV اجازه‌ی ایجاد عفونت در بدن می‌دهد، در دو جنین دوقلو ویرایش کرده است (برای ایجاد مقاومت در برابر عفونت HIV).

این ژن که با نام ژن CCR5 شناخته می‌شود، به‌خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. جهشی که در این ژن اتفاق می‌افتد، موجب ایجاد مقاومت در برابر ویروس HIV می‌شود. ژن CCR5 از اواسط دهه‌ی ۱۹۹۰ موضوع مطالعات مختلفی بوده است و دارای نقش‌هایی فراتر از بحث HIV است. فقدان فعالیت ژن CCR5، خطر بروز واکنش‌های کشنده‌ی شدید در برابر برخی از بیماری‌های عفونی را افزایش می‌دهد و نیز نشان داده شده است که این ژن در عملکرد یادگیری موش‌ها نقش دارد. پروتئین CCR5 روی سطح برخی از سلول‌های ایمنی بیان می‌شود و ویروس HIV از این مزیت برای رخنه کردن در سلول‌ها استفاده می‌کند. در سال ۱۹۹۶ دانشمندان جهشی را با نام CCR5-Δ32 در این ژن شناسایی کردند که موجب می‌شود افراد حامل آن، نسبت‌ به ویروس HIV بسیار مقاوم شوند.

هی جیانکوی درمورد طراحی اولین نوزادان ویرایش ژنوم شده سخنرانی می‌کند

ماه گذشته هی در جلسه‌ای به پژوهشگران علم ژنومیک در هنگ‌کنگ گفت که قصد دارد این جهش را که به‌طور طبیعی در حدود ده درصد از اروپایی‌ها وجود دارد، در دوقلوها تولید کند. دانشمندانی که اسلایدهای ارائه‌شده توسط او را مورد بررسی قرار دادند، می‌گویند ظاهرا او سه جهش مختلف در دخترها تولید کرده است. به‌گفته‌ی موسونورو، متخصص ژنتیک از دانشگاه پنسیلوانیا، انتظار می‌رود که این جهش‌ها موجب غیرفعال شدن ژن شوند.

اسلایدهای هی نشان می‌دهند که هر دو کپی از ژن در یکی از دوقلوها غیرفعال شده است و دیگری ظاهرا حداقل یکی از کپی‌های فعال را دارد. اگرچه جهش CCR5-Δ32 موجب غیرفعال شدن ژن می‌شود و افراد حامل را نسبت به سویه‌ی غالب HIV مقاوم می‌کند، طی دو دهه‌ی گذشته مطالعات زیادی نشان داده‌اند که ژن CCR5 در محافظت از ریه‌ها، کبد و مغز در جریان برخی از عفونت‌های شدید و بیماری‌های مزمن نیز نقش دارد. نقش محافظتی این ژن در برابر ویروس نیل غربی که توسط پشه‌ها انتقال می‌یابد و در اروپا، آفریقا و آمریکاها رایج است، نیز تایید شده است.

بیشتر افرادی که با عفونت حاصل از ویروس نیل غربی درگیر می‌شوند، علامتی ندارند؛ ولی حدود ۲۰ درصد از این افراد دارای علایمی بوده و برخی از آن‌ها حتی با بیماری‌های مرگباری نظیر مننژیت یا انسفالیت درگیر می‌شوند. آزمایش‌های فیلیپ مورفی دانشمند ایمنی‌شناسی از موسسه‌ی ملی بیماری‌های عفونی و آلرژی در مریلند نشان می‌دهد احتمال بروز این بیماری‌های شدید در افرادی که فاقد ژن فعال CCR5 هستند، نسبت‌به افرادی که دارای کپی فعال ژن هستند، چهار برابر بیشتر است. او می‌گوید که کمبود ژن CCR5 موضوع بی‌خطری نیست.

مورفی می‌گوید دوقلویی که دارای یک کپی از این ژن است، اگر با ویروس نیل غربی برخورد کند، باید از این اثرات جدی محافظت شود، اما دیگر دوقلو درصورت مواجهه با این ویروس، احتمالا در معرض خطر بروز مشکلات سلامتی قرار خواهد گرفت.

ویروس نیل غربی به‌ندرت در چین دیده می‌شود؛ اما پروتئین CCR5 علاوه بر این دارای اثرات متقابلی با پروتئین‌هایی به نام بتا‌کموکاین‌ها (β-chemokines) است که به بدن در ایجاد پاسخ ایمنی نسبت به گروهی از ویروس‌ها که فلاوی‌ویروس‌ها نامیده می‌شوند، کمک می‌کند. مارکوس کائول دانشمند ایمنی‌شناس دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید:

این‌ ویروس‌ها شامل ویروس‌های منتقل‌شده توسط کنه‌ها و ویروس‌هایی که موجب بیماری‌های تب دنگی و تب زرد می‌شوند و نیز ویروس نیل غربی هستند.

مطالعات نشان داده‌اند افرادی که دارای جهش CCR5-Δ32 هستند، احتمال بیشتری وجود دارد که دچار بیماری‌های انسفالیت شدید یا بیماری‌هایی که ناقل آن‌ها کنه‌ها هستند، شوند؛ و نیز دارای واکنش شدیدی در برابر واکسن تب زرد هستند. کائول می‌گوید.

حتی آنفلوآنزا هم می‌تواند خطری جدی برای دوقلو ها محسوب شود. پژوهش‌هایی که روی موش انجام شده است، نشان می‌دهند که پروتئین CCR5، سلول‌های کلیدی سیستم ایمنی را برای مبارزه با ویروس‌ها در ریه‌ها به‌خدمت می‌گیرد. بدون این ژن، این سیستم دفاعی مشکل پیدا می‌کند. یک مطالعه در اسپانیا نشان داده است احتمال مرگ در اثر عفونت آنفلوآنزا در افرادی که دارای حذف CCR5-Δ32 هستند، چهار برابر بیشتر از افراد معمولی است و چین منطقه‌ای است که در آن شیوع‌ آنفلوآنزا بالا است.

داشنمندان همچنین دریافته‌اند که احتمال مرگ زودهنگام در میان افراد مبتلا به ام‌اس (اسکلروز چندگانه) که دارای حذف CCR5-Δ32 هستند، نسبت‌ به بیمارانی که این جهش را ندارند، دو برابر بیشتر است.

نقش‌های دیگری که CCR5 ممکن است در بیماری‌های مزمن دیگری نظیر هپاتیت C یا دیابت داشته باشد، هنوز آشکار نیست؛ مطالعات مشخص نکرده‌اند که آیا این ژن کمک‌کننده است، مضر است یا این که تاثیری روی این بیماری‌ها ندارد.

مورد عجیب دیگر اینکه بر‌اساس اطلاعات فرم رضایت، ظاهرا درمورد هیچکدام از این اثرات با والدین دختران یا دیگر زوج‌هایی که در آزمایشات هی شرکت داشته‌اند، سخنی به‌میان نیامده است. مگان‌آلیس از کلینیک مایو می‌گوید رویکرد کسب رضایت آگاهانه‌ی هی یک فاجعه بوده است.

او به چندین درخواست Nature برای توضیحی در این مورد پاسخی نداده است.

در برخی از مطالعات نشان داده‌ شده است که در موش، فقدان ژن CCR5 دارای اثرات مثبتی است. موش‌هایی که این ژن را نداشتند درمقایسه با موش‌هایی دارای این ژن، پیمودن یک مسیر مارپیچ را به‌طور سریع‌تری یاد می‌گیردند و محرک درد را هم سریع‌تر به‌خاطر می‌آوردند. کوین فاکس عصب‌شناس دانشگاه کاردیف و نویسنده‌ی همکار این مقاله می‌گوید:

حذف این ژن موجب بهبود ۳۰ تا ۶۰ درصد در عملکردی شناختی حیوانات می‌شد. این اثر واضح و بزرگ بود.

اگرچه فاکس درمورد تاثیر حذف این ژن روی یادگیری دوقلوها کنجکاو است؛ دیگر دانشمندان تردید دارند که حدف ژن فوق تاثیر قابل‌توجهی روی یادگیری دختران داشته باشد. کوین میچل دانشمند علم ژنتیک می‌گوید:

صدها و شاید هزاران ژن در مسئله‌ی هوش انسان دخیل هستند و اثری که در موش دیده شده است، ممکن است در انسان قابل ترجمه نباشد. این جهش حتی ممکن است دارای تاثیر منفی روی شناخت باشد، برای مثال این ژن شاید موجب تسریع در تشکیل حافظه شود؛ ولی از طرفی ممکن است فیلتر کردن خاطرات بی‌اهمیت را دشوار سازد. حتی اگر این جهش دارای اثر شناختی در انسان‌ها باشد، این بدان معنا نیست که لزوما این اتفاق خوبی خواهد بود.

سیلوا آلسینو دانشمند عصب‌شناس دانشگاه کالیفرنیا و نویسنده‌ی همکار فاکس معتقد است که هر اثری احتمالا غیر قابل پیش‌بینی خواهد بود. او می‌گوید:

در علوم اعصاب، حذف این گیرنده می‌تواند مزایایی داشته باشد؛ ولی احتمال اینکه منجر به بروز نقص در برخی از عملکردهای شناختی شود نیز وجود دارد.

به‌عقیده‌ی مورفی، علی‌رغم رشد روزافزون حجم پژوهش‌های انجام شده در زمینه‌ی جهش، نتیجه‌گیری درمورد اثرات کلی آن دشوار است. افراد کمی دارای این جهش هستند و فراهم کردن یک اندازه‌ی نمونه‌ی بزرگ برای مطالعه‌ی این جهش آسان نیست. او می‌گوید:

پیامدهای احتمالی فقدان ژن عملکردی CCR5، احتمالا بیش از چیزی است که تاکنون ما تصور کرده‌ایم. آن‌چه ما از آن آگاهیم شاید فقط قله‌ی یک کوه یخ پنهان باشد.