शोधकर्ताओं ने CRISPR-Cas जीन कैंची के उपयोग के एक गंभीर दुष्प्रभाव का खुलासा किया है। प्रक्रिया को अधिक कुशल बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक अणु जीनोम के कुछ हिस्सों को नष्ट कर देता है।
संक्षिप्त:
- CRISPR-Cas9 प्रणाली के साथ जीन संपादन को और अधिक कुशल बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने हाल ही में अणु AZD 7648 का उपयोग करना शुरू कर दिया है।
- शोधकर्ताओं ने अब पता लगाया है कि हालांकि यह अणु आशा के अनुरूप काम करता है, लेकिन इसका जीनोम के अन्य क्षेत्रों को नष्ट करने का अवांछित दुष्प्रभाव होता है।
- उनका तर्क है कि इस अणु का उपयोग जीन संपादन के लिए नहीं किया जाना चाहिए और इसे अधिक कुशल और सुरक्षित बनाने के लिए अन्य तरीकों की तलाश की जानी चाहिए।
विभिन्न CRISPR-Cas अणु परिसरों के साथ जीनोम संपादन हाल के वर्षों में तेजी से आगे बढ़ा है। दुनिया भर में सैकड़ों प्रयोगशालाएं अब इन उपकरणों को नैदानिक उपयोग में लाने के लिए काम कर रही हैं और उन्हें लगातार आगे बढ़ा रही हैं।
सीआरआईएसपीआर-कैस उपकरण शोधकर्ताओं को आनुवंशिक सामग्री के व्यक्तिगत निर्माण खंडों को सटीक और लक्षित तरीके से संशोधित करने की अनुमति देते हैं। इस तरह के जीन संपादन पर आधारित जीन थेरेपी का उपयोग पहले से ही विरासत में मिली बीमारियों के इलाज, कैंसर से लड़ने और सूखा और गर्मी-सहिष्णु फसलें बनाने के लिए किया जा रहा है।
मरम्मत शुरू
CRISPR-Cas9 आणविक परिसर, जिसे आनुवंशिक कैंची के रूप में भी जाना जाता है, दुनिया भर के वैज्ञानिकों द्वारा सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उपकरण है। यह डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए को ठीक उसी स्थान पर काटता है जहां आनुवंशिक सामग्री को संशोधित करने की आवश्यकता होती है। यह नए जीन संपादन तरीकों के विपरीत है, जो डबल स्ट्रैंड को नहीं काटते हैं।
कट दो प्राकृतिक मरम्मत तंत्रों को सक्रिय करता है जिनका उपयोग कोशिका ऐसी क्षति को ठीक करने के लिए करती है: एक तेज़ लेकिन सटीक तंत्र जो केवल कटे हुए डीएनए के सिरों को फिर से जोड़ता है, और एक धीमा और सटीक तंत्र जो धीमा और संपूर्ण है लेकिन हर मामले में सक्रिय नहीं होता है। बाद वाले को कटे हुए स्थान पर डीएनए को सटीक रूप से पुनः जोड़ने के लिए मरम्मत के लिए एक प्रतिलिपि योग्य टेम्पलेट की आवश्यकता होती है।
धीमे संस्करण को होमोलॉजी-निर्देशित मरम्मत कहा जाता है। शोधकर्ता मरम्मत की इस पद्धति का उपयोग करना चाहते हैं क्योंकि यह वांछित जीन क्षेत्र में व्यक्तिगत डीएनए खंडों के सटीक एकीकरण की अनुमति देता है। दृष्टिकोण बहुत लचीला है और इसका उपयोग विभिन्न रोग जीनों की मरम्मत के लिए किया जा सकता है। -सैद्धांतिक रूप से, इसका उपयोग किसी भी बीमारी को ठीक करने के लिए किया जा सकता है, – ईटीएच ज्यूरिख में जीनोम बायोलॉजी के प्रोफेसर जैकब कॉर्न कहते हैं।
एक अणु के साथ दक्षता बढ़ाना
कोशिका को होमोलॉजी-निर्देशित मरम्मत का उपयोग करने के लिए, शोधकर्ताओं ने हाल ही में AZD7648 नामक एक अणु का उपयोग करना शुरू किया, जो तेजी से होने वाली मरम्मत को अवरुद्ध करता है और कोशिका को होमोलॉजी-निर्देशित मरम्मत का उपयोग करने के लिए मजबूर करता है। इस दृष्टिकोण से अधिक कुशल जीन थेरेपी के विकास में तेजी आने की उम्मीद है। इन नए उपचारों के साथ प्रारंभिक अध्ययन अच्छे रहे हैं। यह सच होने के लिए बहुत अच्छा है, जैसा कि यह निकला।
जैकब कॉर्न के नेतृत्व में एक शोध समूह ने अभी पता लगाया है कि AZD7648 के उपयोग के गंभीर दुष्प्रभाव हैं। अध्ययन अभी जर्नल में प्रकाशित हुआ है प्रकृति जैव प्रौद्योगिकी.
बड़े पैमाने पर आनुवंशिक परिवर्तन
हालाँकि AZD7648 आशा के अनुरूप CRISPR-Cas9 प्रणाली का उपयोग करके सटीक मरम्मत और इस प्रकार सटीक जीन संपादन को बढ़ावा देता है, कोशिकाओं के एक महत्वपूर्ण अनुपात में इससे जीनोम के एक हिस्से में बड़े पैमाने पर आनुवंशिक परिवर्तन हुए हैं, जिन्हें बिना दाग के संशोधित किए जाने की उम्मीद थी। शोधकर्ताओं ने पाया कि इन परिवर्तनों के परिणामस्वरूप हजारों-हजारों डीएनए बिल्डिंग ब्लॉक, जिन्हें आधार के रूप में जाना जाता है, आसानी से नष्ट हो गए। यहाँ तक कि पूरी गुणसूत्र भुजाएँ भी टूट गईं। यह जीनोम को अस्थिर बनाता है, जिससे तकनीक द्वारा संपादित कोशिकाओं पर अप्रत्याशित परिणाम होते हैं।
-जब हमने उन साइटों पर जीनोम का विश्लेषण किया जहां इसे संपादित किया गया था, तो यह सही और सटीक लगा। लेकिन जब हमने जीनोम का अधिक व्यापक विश्लेषण किया, तो हमने बड़े पैमाने पर आनुवंशिक परिवर्तन देखे। जब आप केवल संक्षिप्त, संपादित अनुभाग और उसके तत्काल पड़ोस का विश्लेषण करते हैं तो ये दिखाई नहीं देते हैं, – कॉर्न के समूह में पोस्टडॉक्टरल फेलो और अध्ययन के पहले लेखक ग्रेगोइरे कलोट कहते हैं।
क्षति का दायरा बड़ा है
नकारात्मक प्रभावों की सीमा ने शोधकर्ताओं को आश्चर्यचकित कर दिया। वास्तव में, उन्हें संदेह है कि उनके पास अभी तक क्षति की पूरी सीमा की पूरी तस्वीर नहीं है क्योंकि संशोधित कोशिकाओं का विश्लेषण करते समय उन्होंने पूरे जीनोम को नहीं देखा, केवल आंशिक क्षेत्रों को देखा।
इसलिए क्षति की सीमा और संभावना को स्पष्ट करने के लिए नए परीक्षणों, दृष्टिकोणों और नियमों की आवश्यकता है।
अणु AZD7648 अज्ञात नहीं है। यह वर्तमान में संभावित कैंसर उपचार के रूप में नैदानिक परीक्षणों में है।
-हालाँकि, हम जीनोम संपादन के लिए इस अणु का उपयोग करने में सावधानी बरतने का आग्रह करते हैं। यह पता लगाने के लिए बड़े पैमाने पर परीक्षणों की आवश्यकता है कि जीनोम इस अणु के साथ संपादन पर कैसे प्रतिक्रिया करता है।-
लेकिन शोधकर्ताओं को समस्या के बारे में कैसे पता चला? अन्य अध्ययनों में, शोधकर्ताओं ने दिखाया कि AZD7648 जोड़ने पर CRISPR-Cas9 जीन संपादन कितना अत्यधिक प्रभावी और सटीक होता है। -इससे हमें संदेह हुआ, इसलिए हमने करीब से देखा, – जैकब कॉर्न कहते हैं।
इसके बाद शोधकर्ताओं ने न केवल संपादित साइट के आसपास बल्कि व्यापक वातावरण में भी डीएनए बिल्डिंग ब्लॉक्स के अनुक्रम का विश्लेषण किया। उन्होंने AZD7648 के उपयोग से होने वाले इन अवांछित और विनाशकारी दुष्प्रभावों की खोज की।
उनका अध्ययन इन दुष्प्रभावों का वर्णन करने वाला पहला है। अन्य शोध समूहों ने भी उनकी जांच की है और ईटीएच शोधकर्ताओं के निष्कर्षों का समर्थन किया है। उनका लक्ष्य अपने परिणाम प्रकाशित करना भी है। -हम यह कहने वाले पहले व्यक्ति हैं कि हर चीज़ अद्भुत नहीं है, – कॉर्न कहते हैं। -हमारे लिए, यह एक बड़ा झटका है क्योंकि, अन्य वैज्ञानिकों की तरह, हमने जीन थेरेपी के विकास में तेजी लाने के लिए नई तकनीक का उपयोग करने की आशा की थी।-
किसी नई चीज़ की शुरुआत
फिर भी, कॉर्न का कहना है कि यह अंत नहीं है बल्कि सीआरआईएसपीआर-कैस तकनीकों का उपयोग करके जीन संपादन में आगे की प्रगति की शुरुआत है। -किसी भी नई तकनीक का विकास एक कठिन रास्ता है। एक ठोकर का मतलब यह नहीं है कि हम तकनीक छोड़ दें।-
भविष्य में एचडीआर को बढ़ावा देने के लिए केवल एक अणु का नहीं बल्कि विभिन्न पदार्थों के कॉकटेल का उपयोग करके खतरे को टालना संभव हो सकता है। -कई संभावित उम्मीदवार हैं. अब हमें यह पता लगाने की जरूरत है कि जीनोम को नुकसान न पहुंचाने के लिए ऐसे कॉकटेल में कौन से घटक शामिल होने चाहिए।-
सीआरआईएसपीआर-कैस प्रणाली पर आधारित जीन थेरेपी का पहले से ही नैदानिक अभ्यास में सफलतापूर्वक उपयोग किया जा चुका है। हाल के वर्षों में, उदाहरण के लिए, वंशानुगत बीमारी सिकल सेल एनीमिया से पीड़ित सौ रोगियों का इलाज CRISPR-Cas-आधारित चिकित्सीय के साथ किया गया है – AZD7648 के बिना। -सभी रोगियों को ठीक माना जाता है और उनका कोई दुष्प्रभाव नहीं होता है, – कॉर्न कहते हैं। -तो, मैं आशावादी हूं कि इस तरह की जीन थेरेपी मुख्यधारा बन जाएगी। सवाल यह है कि कौन सा दृष्टिकोण सही है और तकनीक को अधिक से अधिक रोगियों के लिए सुरक्षित बनाने के लिए हमें क्या करने की आवश्यकता है।-
संदर्भ
कुलोट जी, एयरड ईजे, श्लापांस्की एमएफ एट अल। एचडीआर-बढ़ाने वाले डीएनए-पीकेसीएस अवरोधक AZD7648 के साथ जीनोम संपादन बड़े पैमाने पर जीनोमिक परिवर्तन का कारण बनता है। नेट बायोटेक्नोल (2024)। doi:10.1038/s41587'024 -02488-6
