การวิจัยในระยะเริ่มต้นอาจนำไปสู่การบำบัดด้วยยีนได้ในที่สุด
โดยอาศัยกลอุบายจากธรรมชาติ เว็บสล็อต นักวิจัยได้ปิดโครโมโซมส่วนเกินที่เป็นสาเหตุของดาวน์ซินโดรมในเซลล์ที่นำมาจากผู้ป่วยที่มีอาการดังกล่าว แม้ว่าจะไม่ใช่วิธีรักษา แต่เทคนิคนี้ซึ่งรายงานเมื่อวันที่ 17 กรกฎาคมในนิตยสาร Natureก็ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความผิดปกตินี้แล้ว ในระยะยาว อาจทำให้ข้อบกพร่องที่เป็นสาเหตุของดาวน์ซินโดรมแก้ไขได้ด้วยยีนบำบัด
“ปัจจุบันการบำบัดด้วยยีนกำลังใกล้เข้ามา” เอลิซาเบธ ฟิชเชอร์ นักพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลจากมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอนกล่าว “แต่ขอบฟ้านั้นอยู่แสนไกล”
ดาวน์ซินโดรมหรือที่เรียกว่า trisomy 21 เกิดขึ้นเมื่อผู้คนได้รับโครโมโซม 21 สามชุดแทนที่จะเป็นสองชุดปกติ เป็นภาวะโครโมโซมที่พบบ่อยที่สุด โดยมีผลกระทบต่อทารกประมาณหนึ่งในทุกๆ 700 คนที่เกิดในสหรัฐอเมริกา ผู้ที่เป็นโรคนี้มักมีภาวะแทรกซ้อนทั้งทางร่างกายและทางปัญญาในการมีโครโมโซมเกิน
จีนน์ ลอว์เรนซ์ นักชีววิทยาด้านโครโมโซมและผู้ให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมของโรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ ในเมืองวูสเตอร์ กล่าวว่า “ดาวน์ซินโดรมเป็นหนึ่งในความผิดปกติที่ผู้คนพูดว่า ‘โอ้ คุณไม่สามารถทำอะไรกับมันได้’” กับเพื่อนร่วมงาน Lisa Hall และ Jun Jiang
นักวิจัยตัดสินใจที่จะดูว่าพวกเขาสามารถปิดโครโมโซมพิเศษได้หรือไม่โดยอาศัยกระบวนการทางชีววิทยาที่เรียกว่า X inactivation ผู้หญิงมีโครโมโซม X สองตัวและผู้ชายมี X และ Y เพียงตัวเดียว เพื่อลดปริมาณผลิตภัณฑ์โครโมโซม X ลงครึ่งหนึ่ง เซลล์เพศหญิงจึงปิดสำเนาหนึ่งชุด เซลล์ทำเช่นนั้นโดยใช้กลุ่มของ RNA ที่เรียกว่าXISTซึ่งสร้างโดยโครโมโซม X ตัวหนึ่ง แต่ไม่ใช่อีกตัวหนึ่ง RNA ทำงานโดยการดึงโปรตีนที่เกาะโครโมโซมขึ้นมาเหมือนอาคารร้าง X ตัวอื่นยังคงอยู่โดยการสร้าง RNA ที่ต่างกัน
Lawrence และ Hall คิดว่าถ้าพวกเขาใส่XISTในโครโมโซมอื่น โครโมโซมตัวอื่นก็อาจปิดตัวลงได้เช่นกัน ดังนั้น Jiang จึงใส่ยีนสำหรับXISTลงบนหนึ่งในสามสำเนาของโครโมโซม 21 ที่ดำเนินการโดยสเต็มเซลล์ที่ปลูกจากชายที่เป็นโรค Down สำเนาของโครโมโซมนั้นถูกปิด
“เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจที่ไม่เคยทำมาก่อน ฉันกำลังตบหน้าผากตัวเองและพูดว่า ‘ duh’ ” Roger Reeves นักพันธุศาสตร์จาก Johns Hopkins University กล่าว
แนวคิดหนึ่งเกี่ยวกับสาเหตุที่โครโมโซมพิเศษ 21 ทำให้เกิดปัญหาด้านความรู้ความเข้าใจก็คือมันอาจชะลอการเติบโตของเซลล์สมอง Jiang เติบโตเซลล์ประสาทจากสเต็มเซลล์ของผู้ป่วย Down เพื่อดูว่าเซลล์ที่มีโครโมโซมปิดตัวหนึ่งพัฒนาขึ้นอย่างไรเมื่อเทียบกับเซลล์ที่มีสำเนาที่ใช้งานอยู่สามชุด เซลล์ที่มีโครโมโซมทำงานเพียง 2 อันโตเร็วขึ้น ก่อตัวเป็นกลุ่มของสารตั้งต้นของเซลล์ประสาทภายในสองสัปดาห์ ในขณะที่เซลล์ที่ไม่ได้รับการแก้ไขต้องใช้เวลาอีกสี่หรือห้าวัน
งานวิจัยนี้เป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่ในการวิจัยกลุ่มอาการดาวน์ ฟิชเชอร์กล่าว
และ “อาจทำให้เราเข้าใจพื้นฐานระดับโมเลกุลของความผิดปกติมากขึ้น” เทคนิคนี้สามารถช่วยให้นักวิจัยสามารถค้นหาว่ายีนใดที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการดาวน์ และสำเนาพิเศษที่ส่งผลต่อเซลล์และในท้ายที่สุดของร่างกายเป็นอย่างไร เธอกล่าว
Reeves ต้องการใช้เทคโนโลยีนี้ในการทดลองกับสัตว์ ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการพิจารณาว่าสามารถใช้ยีนบำบัดสำหรับผู้ที่มีดาวน์ซินโดรมได้หรือไม่ เขาวางแผนที่จะทำงานร่วมกับกลุ่มของลอว์เรนซ์เพื่อปิดโครโมโซมส่วนเกินในหนูที่ได้รับการออกแบบมาให้มีความผิดปกติที่จำลองลักษณะบางอย่างของดาวน์ซินโดรม
แต่รีฟส์สงสัยว่านักวิทยาศาสตร์สามารถใช้วิธีการนี้ในการปิดโครโมโซมส่วนเกินในทุกเซลล์ในร่างกายได้ การทำเช่นนี้อาจต้องใช้ยีนบำบัดในช่วงแรกของการตั้งครรภ์ ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่าต้องทำอย่างไร “ฉันไม่เห็นว่าเราจะไปถึงที่นั่นจากที่เราเป็นอยู่ทุกวันนี้ได้อย่างไร” รีฟส์กล่าว
การปิดเสียงสากลของโครโมโซมพิเศษดังกล่าวอาจจำเป็นต่อการขัดขวางปัญหาพัฒนาการ แต่ปัญหาอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับดาวน์ซินโดรมสามารถป้องกันหรือแก้ไขได้โดยการปิดโครโมโซมส่วนเกินหลังคลอด ตัวอย่างเช่น ผู้ที่เป็นดาวน์ซินโดรมมีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นมะเร็งเม็ดเลือดขาวในวัยเด็กและเป็นโรคอัลไซเมอร์ การบำบัดด้วยยีนเพื่อปิดโครโมโซมส่วนเกินในไขกระดูกหรือสมองอาจป้องกันปัญหาเหล่านั้นได้
วิลเลียม โมบลีย์ นักประสาทวิทยาและนักประสาทวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก บอกว่า ความเป็นไปได้ในการรักษายังอีกยาวไกล และไม่อาจคาดเดาได้ “เราต้องเคลื่อนไหวอย่างระมัดระวังและตั้งใจ และอย่าพูดว่าวิธีรักษาดาวน์ซินโดรมกำลังจะเกิดขึ้น” เขากล่าว “มันไม่เป็นความจริง แต่พระเจ้ามีความตื่นเต้นที่ความคืบหน้ากำลังจะเกิดขึ้น”
ย้อนหลัง | ความท้าทายของ DNA ที่มีขนาดอันน่าทึ่ อี. ออตเวลล์
Jeanne Lawrence กล่าวว่าแนวคิดนี้เกิดขึ้นได้ง่าย: เลียนแบบธรรมชาติโดยใช้ RNA เพื่อปิดโครโมโซม 21 แต่การดำเนินการตามวิสัยทัศน์เป็นความสำเร็จที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นต้องตกตะลึง เว็บสล็อต
