5 طرق لتعديل الجينات بتقنية كريسبر في تشكيل مستقبل الغذاء والصحة
تطبيقات تتراوح بين القضاء على الأمراض وتطوير محاصيل مقاومة للجفاف والحشرات قادرة على النمو في بيئات قاسية
تخيل لو تمكن العلماء من معالجة الخلايا على المستوى الجزيئي، أو إزالة الجزيئات، أو إضافتها، أو دمجها معًا، كيف يمكنهم تغيير العالم؟
ما يبدو وكأنه خيال علمي أصبح حقيقة علمية، في عام 2020، حصلت تقنية تحرير الجينات الجزيئية التي يطلق عليها “المقص الجيني” CRISPR/Cas9 على جائزة نوبل في الكيمياء لذلك العام .
قبل هذا الاكتشاف، كان تغيير الجينات في الخلية أو النبات أو الكائن الحي يستغرق وقتًا طويلاً، وفي بعض الأحيان كان مستحيلًا.
لقد فتح اكتشاف كريسبر عالما جديدا من التلاعب بالجينات، مع تطبيقات تتراوح بين القضاء على الأمراض وتطوير محاصيل مقاومة للجفاف والحشرات قادرة على النمو في بيئات قاسية.
مخاوف بشأن كريسبر
على الرغم من أن تقنية كريسبر قد تم الترحيب بها باعتبارها إنجازًا كبيرًا، إلا أنها زادت أيضًا من المخاوف بشأن التعديل الوراثي.
وفي عام 2015، طالبت مجموعة من العلماء، من بينهم البروفيسورة جينيفر دودنا الحائزة على جائزة نوبل، وأحد رواد تقنية كريسبر، بوقف مؤقت لاستخدامها في البشر .
إن استخدام تحرير الجينات في المحاصيل يخضع للتنظيم بالفعل في العديد من البلدان، حيث يفرض الاتحاد الأوروبي قيوداً على كل التعديلات الوراثية للنباتات تقريباً، تنظم الولايات المتحدة ومعظم الدول الأخرى فقط المحاصيل التي تمت إضافة مواد وراثية جديدة إليها.
كيف تؤثر تقنية كريسبر بشكل إيجابي على غذائنا وصحتنا؟
بينما يستمر الجدل حول تحرير الجينات، فيما يلي خمس طرق يُحدث بها كريسبر تأثيرًا بالفعل – بدءًا من حالتنا الصحية وحتى الطعام الذي نأكله.
1- تشخيص الأمراض والوقاية منها
في سابقة هي الأولى من نوعها على مستوى العالم، نجح الباحثون في جامعة أمستردام في قطع فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) من الخلايا المصابة باستخدام تقنية كريسبر، يهاجم فيروس نقص المناعة البشرية جهاز المناعة البشري، وإذا لم يتم علاجه يمكن أن يؤدي إلى الإصابة بمرض الإيدز.
من المهم ملاحظة أن هذا العلم حاليًا في مرحلة إثبات المفهوم، وهناك طريق طويل لنقطعه قبل أن يتم استخدام هذه التقنية للقضاء تمامًا على أمراض مثل فيروس نقص المناعة البشرية من جسم الإنسان.
وتجري أيضًا تجارب سريرية لاستخدام تحرير الجينات بتقنية كريسبر لعلاج حالات مثل العمى وأمراض مثل السرطان .
في يناير 2022، سمحت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية باختبار سريع جديد عالي الإنتاجية لكوفيد-19 تم تطويره باستخدام كريسبر والذي يمكنه معالجة آلاف العينات في يوم واحد.
كما تم إجراء تجارب على العلاجات التي طورتها تقنية كريسبر والتي تمنع فيروس كوفيد-19 من مهاجمة خلايا الرئة، ووجد العلماء في جامعة ديوك بالولايات المتحدة أن علاج كريسبر يثبط أيضًا رد الفعل المناعي الذي يسبب وفيات فيروس كورونا.
2- جعل الأطعمة أكثر صلابة وألذ طعمًا
سيخبرك أي والد بمدى صعوبة إقناع الأطفال بتناول الخضار والسلطات الخضراء، لكن تقنية كريسبر تأتي للإنقاذ، حيث تجعل الأطعمة الصحية ذات مذاق أفضل من خلال تقليل المرارة في العديد من الخضروات وتعزيز نكهة الفاكهة.
ويستخدم التعديل الجيني أيضًا لإنتاج محاصيل قادرة على النمو في ظروف قاسية لتحمل تأثير أزمة المناخ، وتكون مقاومة للأمراض والحشرات والجفاف.
على سبيل المثال، قام علماء من جامعة بيركلي ومعهد الجينوم المبتكر بإنشاء نباتات كاكاو مقاومة للأمراض .
3- تحسين صحة الحيوان
استخدم الباحثون في معهد باستور في مونتيفيديو، الأوروجواي، تقنيات كريسبر لتعديل جينات حيوانات المزرعة لجعلها أكثر مقاومة للأمراض، وفي إحدى التجارب، أصبحت الخنازير محصنة ضد أمراض الجهاز التنفسي مثل أنفلونزا الخنازير.
كما ركزوا على تجنب الإجراءات المؤلمة مثل إزالة قرون الأبقار لتجنب إيذاء بعضهم البعض، أدخل العلماء طفرة جينية موجودة في أبقار أنجوس الخالية من القرون لإنشاء سلالة من أبقار هولشتاين بلا قرون.
4- مساعدة المحاصيل على معالجة أزمة المناخ
وقد استخدم العلماء بالفعل تقنية كريسبر لإنتاج محاصيل مقاومة للفيروسات والبكتيريا والفطريات، ويمكنها التكيف مع درجات الحرارة والبرودة الشديدة، لقد قاموا أيضًا بزيادة حجم حبوب الأرز والقمح والذرة وإنتاج فول الصويا والبراسيكا أكبر وأفضل.
يعتقد البروفيسور ديفيد سافاج من جامعة كاليفورنيا أن فريقه يقترب من تطوير أنواع مختلفة من الأرز والذرة الرفيعة التي لن تنجو من أزمة المناخ فحسب، بل ستساعد بنشاط في معالجتها عن طريق التقاط المزيد من الكربون من الغلاف الجوي وتخزينه في جذورها.
5- علاج جديد للسرطان
أصبحت العلاجات الشخصية للسرطان أقرب من أي وقت مضى بفضل تقنية كريسبر، تضمنت تجربة سريرية، نُشرت في مجلة Nature في نوفمبر 2022، استخدام تقنية تحرير الجينات لتدريب الخلايا التائية في الجهاز المناعي للمريض على التعرف على الخلايا السرطانية الخاصة به ومهاجمتها.
ومن خلال عزل الطفرات الجينية الفريدة للسرطان، تمكن العلماء من برمجة الخلايا التائية للبحث عنه، كما استخدموا أيضًا تقنية كريسبر لتعديل الجينات من أجل “تقوية” الخلايا التائية التي غالبًا ما تطغى عليها السرطانات.
ظهرت تقنية كريسبر في نسخة عام 2015 من تقرير أفضل 10 تقنيات ناشئة الصادر عن المنتدى الاقتصادي العالمي، وأصبحت علمًا حائزًا على جائزة نوبل بعد خمس سنوات.
وقد حدد التقرير السنوي عددًا من التقنيات غير المعروفة التي أحدثت تأثيرًا عالميًا، بما في ذلك لقاحات الحمض النووي الريبي (mRNA)، والتي أصبحت التكنولوجيا التي يقوم عليها تطوير معظم لقاحات كوفيد-19.
يتميز تقرير 2023 بتقنيات التغيير التدريجي، بما في ذلك تقديم الرعاية الصحية المدعومة بالذكاء الاصطناعي، وتقنيات البطاريات المرنة لتشغيل الأجهزة الطبية القابلة للارتداء، والدوائر المرنة ذات التواصل العصبي، والمساحات المشتركة الافتراضية لدعم الصحة العقلية.
