بیماری های قلبی عروقی، از جمله بیماری های شایع در جمعیت هستند. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی در سال ۲۰۲۲، حدود ۳۲% از مرگ ها در دنیا ناشی از اختلالات قلبی و عروقی گزارش شده است.  در میان انواع اختلالات قلبی عروقی، اختلالات عروقی بیشترین میزان شیوع (۹۰%) را به خود اختصاص داده اند. عوامل متنوع ژنتیکی در بیماری های قلبی عروقی می‌توانند نقش مهمی داشته باشند.

عوامل ژنی دخیل در اختلالات قلبی عروقی، به طور مستقیم و یا غیر مستقیم، دارای تنوع قابل ملاحظه ای هستند.

در بیماری ژنتیکی بسیار نادر  Multisystemic Smooth Muscle Dysfunction Syndrome (MSMDS) ماهیچه های صاف در انقباض خود دچار اختلال می شوند. ژن جهش یافته در این بیماری، alpha actin isotype 2 (ACTA2) است که جهش R179H در آن اتفاق افتاده است. درنتیجه این نقص ژنی، اختلالات عروقی مانند aortic aneurysm، cerebral artery stenosis و همچنین اختلال سد خونی مغزی، عامل افزایش احتمال سکته و مرگ زودهنگام، در این بیماران است. این اختلال ژنی میتواند اندام های دیگر مانند ریه، دستگاه گوارش و چشم را نیز درگیرکند.

در یک پژوهش با اختصاصی سازی جهش ها در یک ویرایشگر باز آدنین برای بهینه کردن توانایی ویرایش آن، موفق به اصلاح جهش تک نوکلئوتیدی R179H شدند.

در این مطالعه، یک رده HEK-293T هموزیگوت برای جهش ACTA2 R179H ایجاد شده تا توانایی ویرایشگر و همچنین ویرایش های ناخواسته آن، بر روی این رده سلولی ایجاد شده، بررسی شود.

با بررسی انواع آدنوزین دآمیناز ها، gRNA ها و Cas9 های موجود، همچنین بررسی ویرایش های ناخواسته در پنجره ویرایش (Bystander Editing)، دو دآمیناز، یک Cas9 و یک gRNA انتخاب شده و سپس برای حذف Bystander edit ها و اختصاصیت بیشتر، با تغییر ۱۸ آمینو اسید در Cas9، مهندسی شدند. دو ویرایشگر باز حاصل که دارای SpCas9-eVRQR هستند، توانایی بالاتری در ویرایش باز هدف و همچنین کاهش در ویرایش باز های ناخواسته در پنجره ویرایش (Bystander Edit) نشان داده اند.

محل پنجره ویرایش و ویرایش باز های ناخواسته (Bystander Edit) در این پنجره یک عامل محدود کننده بسیار مهم در ویرایشگر های باز است.

در ادامه یک مدل موشی هتروزایگوس برای سنجش توانایی دو ویرایشگر باز جدید (ABE8e-eVRQR و ABE8.20m-eVRQR) طراحی شد و توانایی ویرایش آنها  در شرایط درون تنی مورد بررسی قرار گرفت.

در انتها، این پژوهش میتواند برای ایجاد یک روش و فرآیند ژن درمانی اختصاصی برای جهش های تک نوکلئوتیدی به کمک ویرایشگر های باز، مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به تنوع بالای عوامل ژنتیکی و جهش های دخیل در اختلالات قلبی عروقی، ایجاد یک روش جامع می‌تواند به کاهش هزینه ها و سرعت بخشیدن درمان و همچنین امکان پذیری درمان برای جهش های متنوع موجود، کمک کند. همچنین امکان تغییر و بهینه سازی پنجره ویرایش برای هر جهش خاص به طور اختصاصی، با کمک مهندسی پروتئین Cas9 نشان داده شده است.

مرجع

https://doi.org/10.1038/s41551-025-01499-1

تصویر: ۱: تصویر سطح مقطع رگ ها در حالت کنترل سالم، کنترل بیمار بدون دریافت ژن درمانی و بیمار با دریافت ژن درمانی. ۲: ویرایش باز آدنین و بازگشت ژنوتیپ سالم در جهش R179H ژن ACTA2