تعويض البروتين المثبط الرئيسي في الجسيمات الشبيهة بالفيروسات يعزز كفاءة تحرير قواعد السيتوزين داخل أجسام الفئران

يستطيع تحرير قواعد السيتوزين إعادة كتابة C إلى T في مواضع محددة من دون قطع شريطي DNA؛ لكن عند تطبيقه فعليًا داخل أجسام الحيوانات، لا تقتصر الصعوبة على «كيفية الوصول»، بل تشمل أيضًا قدرة كل مكوّن مطلوب للتحرير على الوصول في الوقت نفسه والحفاظ على نشاط كافٍ. وقد تتبّع فريق يضم مؤسسات من بينها جامعة شنغهاي للتكنولوجيا وجامعة فودان ضعف الكفاءة إلى نقص يسهل إغفاله: عدم كفاية البروتين المثبط لإنزيم غليكوزيلاز اليوراسيل في DNA الذي تحمله الجسيمات الشبيهة بالفيروسات.

يحوّل محرر السيتوزين أولًا السيتوزين في DNA إلى يوراسيل، ثم تستكمل عملية الإصلاح الخلوي استبدال C بـT. غير أن إنزيمات الغليكوزيلاز الموجودة أصلًا في الخلية، مثل UNG وSMUG1، تزيل اليوراسيل، ما لا يعاكس التحرير المتوقع فحسب، بل قد يزيد أيضًا النواتج الثانوية مثل التحويل من C إلى A أو من C إلى G. ووجد الباحثون أن حذف كل من UNG وSMUG1 من الخلايا البشرية أدى إلى ارتفاع التحرير من C إلى T وانخفاض التحويلات الأخرى، ما يدعم أن هذه الإنزيمات تمثل عاملًا مقيّدًا لنظام التوصيل بالجسيمات الشبيهة بالفيروسات.

وبناءً على ذلك، عدّل الفريق المحرر وطريقة التغليف، فأضاف أبتامرات إضافية إلى RNA لاستقطاب كمية أكبر من البروتين المثبط لإنزيم غليكوزيلاز اليوراسيل في DNA، وهو UGI، وزاد كمية RNA الدليل المحمّلة. وتمكنت النسخة النهائية tBE-VLP4 من العمل في أنواع متعددة من الخلايا البشرية وخلايا كلى القردة، كما أمكن استخدامها مع متغير Cas9 SpG ذي نطاق التعرف الأوسع ومع البنية التقليدية لمحررات السيتوزين، ما يشير إلى أن هذا التصميم قد لا يقتصر على محرر واحد.

قدّمت تجارب الفئران أدلة وظيفية أولية. بعد حقنة واحدة في وريد الذيل، بلغ متوسط التحرير من C إلى T في موضع Pcsk9 بالكبد 46.0%، وانخفض تبعًا لذلك بروتين PCSK9 في المصل والكوليسترول الكلي؛ وفي نموذج بيلة التيروزين الوراثية من النوع الأول، أُبلغ عن معدل تحرير قدره 64.2% في موضع Hpd، مع تحسن فقدان الوزن وإصابة الكبد والوفاة. وبعد الحقن تحت الشبكية، بلغ متوسط معدل التحرير في موضع Vegfa نسبة 24.2%، وانخفضت آفات التوعّي المشيمي المستحدث المحفّزة بالليزر، كما حُفظت وظيفة الشبكية.

### السياق

لا تحتوي الجسيمات الشبيهة بالفيروسات على جينوم فيروسي قادر على التكاثر ذاتيًا، ويمكنها إدخال المحرر بصورة عابرة في هيئة معقّد بروتين–RNA أو RNA رسول. ومقارنةً بناقلات الفيروس المرتبط بالغدي التي قد تستمر في التعبير عن المحرر، يُتوقع أن تقلّص خاصية «التلاشي التدريجي بعد الوصول» النافذة الزمنية للتأثيرات خارج الهدف؛ لكن مقابل ذلك، تكون كمية المكونات المساعدة، مثل UGI، التي يمكن تحميلها في المرة الواحدة محدودة. ويتمثل التقدم الرئيسي في هذه الدراسة تحديدًا في تمكين التوصيل العابر من حمل كمية كافية من البروتين المثبط اللازم لإتمام التفاعل.

أفاد فريق البحث بأنه لم يرصد تحريرًا واضحًا خارج الهدف في DNA أو RNA ضمن تجارب الخلايا والفئران المختبرة، كما لاحظ خصوصية تحرير أعلى مقارنةً بتوصيل mRNA عبر AAV أو الجسيمات النانوية الدهنية. ومع ذلك، فإن عدم اكتشاف أحداث كهذه لا يعني انتفاء المخاطر؛ إذ لا تزال النتائج الحالية مقتصرة على مواضع وأنسجة ونماذج حيوانية محددة، ولم تجب بعد عن أسئلة تتعلق بالاستجابة المناعية وتكرار الجرعات والسمية طويلة الأمد والتوزيع في الأنسجة المختلفة واتساق التصنيع واسع النطاق.

لا تزال هذه المنصة حاليًا في مرحلة البحث قبل السريري. وأفادت Zhengxu Bioscience، المشاركة في الدراسة، بأنها تستكشف تحرير الخلايا الجذعية المكوّنة للدم داخل الجسم، إلى جانب تطبيقات مثل الثلاسيميا ومرض الخلايا المنجلية؛ كما أن بعض المؤلفين مؤسسون علميون مشاركون للشركة أو مستشارون لديها، وقد قُدّمت أيضًا طلبات براءات اختراع ذات صلة. وتجعل علاقات المصالح هذه ومسارات التطوير اللاحقة إعادةَ النتائج بصورة مستقلة، والتحققَ في الحيوانات الكبيرة، وإجراءَ تقييم شامل للسلامة، مراحل لا يمكن تجاوزها قبل الانتقال إلى التجارب البشرية.