هندسة الجينات البشرية.. بين التحدي العلمي والرفض الأخلاقي

استطاع العلماء منذ تاريخ بعيد ان ينجحوا نجاحا باهرا في تحسين المحصول الزراعي والنسل الحيواني بعد تجارب كثيرة ومضنية استخدموا فيها مبادئ الهندسة الوراثية وعلم الجينات. وأسهمت تلك الدراسات كثيرا في تحسين الزراعة والصناعة والاستفادة من الكائنات الحية، وقد تطورت هذه التجارب لتطال جسم الانسان ولعبت دورا مهما في اكتشاف العديد من الامراض الوراثية واسبابها وطرق معالجتها فجنت البشرية فوائد جمة من هذه التكنولوجيا في الوقاية والعلاج.

لكن تجارب الباحثين لم تتوقف عند هذا الحد، فها نحن الآن ازاء ثورة في علم الاحياء، وهي تقنية تغيير الجينات او ما يسمى بـ (تحسين النسل) و (البشر المعدلين وراثيا)، ما أثار قلق ومخاوف العديد من المنظمات العلمية التي حذرت من التلاعب بحياة البشر في هذه التجارب التي تتجاوز الاعتبارات الاخلاقية والانسانية. كما انتقدت ايضا منظمات سياسية واعلامية وقضائية ودينية هذه الابحاث المزمع اجراؤها والتي تقول انها تضع البشر محل فئران التجارب لمصلحة بشر اخرين.

تغيير الجينات بين رفض العلماء وقبولهم

في هذا السياق أعلن علماء في الصين أنهم أجروا أول تجربة من نوعها لتغيير الحمض النووي (دي.إن.إيه) لأجنة بشرية مما فجر تنديدات وتحذيرات من مغبة تغيير الخريطة الجينية للإنسان بطريقة قد تستمر أجيالا. وخرجت هذه الدراسة الأولى من نوعها والتي أجراها علماء من الصين في دورية إلكترونية غير معروفة اسمها بروتين آند سل.

وفي مقابلة نشرت في الموقع الإخباري لدورية نيتشر، قال جونجيو هوانغ من جامعة صون يات-سين الذي أشرف على الدراسة في قوانغتشو، إن دوريتي نيتشر وساينس رفضتا البحث وإن ذلك يرجع بشكل جزئي لأسباب أخلاقية. وقال إدوارد لانفيار المدير التنفيذي لشركة سانجامو بيوساينسيز ومقرها كاليفورنيا "كان هناك شائعات مستمرة" عن أبحاث من هذا النوع تجري في الصين وطالبت مجموعة من العلماء بتوقف مثل هذه التجارب. واستطرد "ورقة البحث هذه تنتقل من الافتراضي إلى الواقعي." ويطلق على التقنية المثيرة للجدل اسم كريسبر/كاس9 وهي بمثابة نسخة حيوية لبرنامج لغوي اسمه (ابحث واستبدل). ويجيء العلماء بأنزيمات التصقت في البداية مع جين متحور مثل جين مرتبط بمرض ما وبعدها يقومون باستبداله أو تعديله.

وذكرت مجلة تكنولوجي ريفيو التي يصدرها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مؤخرا أن هناك ما لا يقل عن ست تجارب منتظرة أو جارية باستخدام هذه التقنية على البويضات أو الأجنة البشرية لإصلاح عيوب جينية مثل التي تسبب التليف الكيسي أو جين بي.ار.سي.ايه1 المسبب لسرطان الثدي. وحذر العلماء من أن تغيير الحمض النووي للحيوانات المنوية والبويضات أو الأجنة يمكن أن يأتي بتأثير غير معروف على الأجيال القادمة لأن هذه التغييرات تنتقل إلى الذرية. وهم يفرقون بين هذه الهندسة التي يمكن انتقالها بالوراثة وتلك التي تعدل الحمض النووي لخلايا غير متكاثرة لإصلاح جينات مريضة، بحسب رويترز.

وفي السياق نفسه تتصدى أكبر منظمة علمية في الولايات المتحدة الامريكية لمخاوف عبر عنها علماء ومعنيون بالاخلاق وقررت أطلاق مبادرة طموحة لوضع خطوط استرشادية للتكنولوجيا الجينية الجديدة التي لها القدرة على توفير "مواليد حسب الطلب". وتسمح هذه التكنولوجيا المسماة (كريسبر-كاس9) للعلماء بتغيير أي جين يستهدفونه فعليا. وهذه التقنية شبيهة ببرامج الكمبيوتر لمعالجة النصوص لكن في المجال الحيوي وهي تمكن العلماء من رصد اي عيوب جينية واستبدالها. وعصفت هذه التقنية بعلم الاحياء وأشعلت معارك على براءة الاختراع بين شركات ناشئة وجامعات تقول انها يمكن ان تكون مفيدة وثورية مثل تكنولوجيا الحمض النووي (دي.إن.ايه) التي تطورت في السبعينات والثمانينات وأطلقت صناعة التكنولوجيا الحيوية.

واستجابة لهذه التحذيرات قالت الاكاديمية الوطنية الامريكية للعلوم ومعهد الطب التابع لها انهما سينظمان قمة دولية في الخريف يستكشف خلالها الباحثون وخبراء آخرون "القضايا العلمية والاخلاقية والسياسية ذات الصلة بابحاث تغيير الجين البشري." اضافة الى ذلك قرر المجلس الشرفي الذي شكله الكونجرس عام 1863 (إن.ايه.إس) الذي يقوم بدراسات للحكومة الاتحادية وآخرين تشكيل لجنة انضباط دولية تدرس الاسس العلمية والآثار الاخلاقية والقانونية والاجتماعية لتغيير الجينات البشرية.

استخدام الخريطة الجينية للبشر(الجينوم) في علاج الامراض

في سياق متصل نجح العلماء للمرة الأولى في رسم خريطة "لمفاتيح التحكم" الجزيئية التي يمكنها فتح أو اغلاق جينات بعينها داخل الحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين (دي ان ايه) في أكثر من 100 نوع من الخلايا البشرية وهو انجاز يكشف عن مدى تعقد المعلومات الوراثية والتحدي الخاص بتفسيرها. ففي دورية (نيتشر) "Nature" كشف الباحثون النقاب عن خريطة ما يعرف باسم "الجينوم الأعلى" إلى جانب معلومات تتعلق به تقع في نحو 20 صفحة. يجيء هذا الجهد العلمي ضمن برنامج بحثي للحكومة الامريكية يطلق عليه (برنامج خارطة طريق الجينوم الاعلى) الذي يتكلف 240 مليون دولار وانطلق عام 2008 ويستمر عشر سنوات.

والجينوم البشري هو مجموع الشفرات الوراثية للإنسان ويضم إجمالا المخطط التفصيلي لجميع الجينات في خلايا البشر. أما الجينوم الاعلى فيشمل الجينات الفعالة وتلك غير الفعالة من هذا الجينوم بمعنى انه لو كان الحمض النووي لجينوم فرد ما يرتبط بالاصابة بالسرطان على سبيل المثال لكن هذا الحمض غير فعال بفعل جزيئات في الجينوم الاعلى فان من المرجح ألا يؤدي الحمض الى اصابة هذا الشخص بالسرطان. وفيما أصبح فحص التسلسل الجيني لجينوم الأفراد أمرا شائعا للتنبؤ بمدى مخاطر الامراض التي قد يتعرضون لها فانه بات من الأهمية بمكان استكشاف مدى تأثير الجينوم الاعلى على مثل هذه المخاطر علاوة على جوانب صحية أخرى. وفحص تسلسل الجينوم هو جوهر المبادرة التي اعلنها الرئيس الامريكي باراك اوباما.

وقال مانوليس كيليس من معهد ماساتشوسيتس للتكنولوجيا الذي أشرف على بحوث رسم الخريطة الجينية التي ضمت ايضا علماء في معامل من كرواتيا وحتى كندا والولايات المتحدة "السبيل الوحيد لتحقيق هذه المبادرة هو الجينوم الاعلى". والاختلافات في الجينوم الاعلى أحد الأسباب التي تجعل التوائم المتماثلة -التي لها نفس الحمض النووي الريبوزي (دي ان ايه)- لا تظهر عليها دوما نفس الامراض الوراثية ومنها السرطان. لكن توظيف الجينوم الاعلى لخدمة هذه المبادرة أمر شاق. اذ يقول كيليس في مقابلة "إن العوامل البيئية ونمط المعيشة على مدار حياة الفرد" تؤثر على الجينوم الاعلى بما في ذلك التدخين والتمرينات الرياضية وطبيعة الغذاء والتعرض للكيماويات السامة وحتى اسلوب تربية الوالدين. ولا يكتفى بان يفك العلماء شفرة كيفية تأثير الجينوم الاعلى على الجينات فحسب بل عليهم أيضا أن يحددوا كيف تؤثر طبيعة الحياة التي يعيشها الناس على الجينوم الاعلى.

ويشمل الجينوم البشري تسلسلا جينيا لكامل المادة الوراثية على الكروموسومات فيما تكون هذه المادة متماثلة في جميع الخلايا بدءا من الخلايا العصبية وحتى خلايا القلب والجلد. ويقع على عاتق الجينوم الاعلى التمييز بين الخلايا وتحديد تخصصها وعليه فانه نظرا لطبيعة مواصفات هذا الجينوم فان خلايا عضلة القلب مثلا لا تنتج المواد الكيميائية الخاصة بالمخ كما ان الخلايا العصبية لا تتولى صنع الألياف العضلية. وتبين خريطة الجينوم الاعلى مدى اختلاف كل من انواع الخلايا والانسجة -التي تضمنتها الدراسة وعددها 127 - عن بعضها البعض على مستوى (دي ان ايه). ونظرا لان العلماء المشاركين في (برنامج خارطة طريق الجينوم الاعلى) يودعون نتائج دراساتهم في قاعدة بيانات عامة وهم يمضون قدما في ابحاثهم يتولى باحثون آخرون تحليل المعلومات قبل نشر الخريطة رسميا بحسب رويترز.

وقال شامل سوناييف المشارك في هذه الدراسة وهو باحث في علم الوراثة في بريجهام ومستشفى النساء في بوسطن إنه نتيجة لذلك فان المعلومات الخاصة بالجينوم الاعلى قد تقدم طوق النجاة لانقاذ الحياة بالنسبة الى أطباء الاورام الذين يحاولون تحديد العلاج. إلا ان المستقبل يحمل في جعبته الكثير وبدلا من ان تكون خريطة الجينوم الاعلى هي نهاية المطاف يقول كيليس "إنني اتوقع انها ستكون بداية عقد من علم الجينوميات العليا".

الجينوم يساعد على اكتشاف علاج ناجح

ومن جهة اخرى اقتربت شركة دواء فرنسية من توفير علاج لمرض شاركو-ماري-تووث العصبي النادر باستخدام تقنية مستمدة من الخريطة الجينية للبشر (الجينوم). وقالت شركة فارنيه إن العلاج وهو مركب من ثلاثة أدوية يعرف حاليا باسم (بي.اكس.تي-3003) أدى إلى تحسن نسبته 14.4 بالمئة مقارنة بعلاج وهمي طبقا لمقياس تقييم إعاقة الساقين والذراعين في دراسة شملت 80 مريضا. ويحدث المرض العصبي الوراثي نتيجة ضمور تدريجي في العضلات يتسبب في مشاكل في المشي والجري والاتزان ووظائف اليدين. ولا يتلقى مرضى متلازمة شاركو-ماري-تووث في الوقت الراهن سوى رعاية داعمة فقط مثل تقويم العظام أو العلاج الطبيعي او الجراحة. ويضطر حوالي خمسة بالمئة من المصابين بالنوع (1.ايه) وهو أكثر انواع المرض شيوعا لاستخدام كرسي متحرك في نهاية الأمر.

وقال دانييل كوهين الرئيس التنفيذي لشركة فارنيه إن ما حققته الشركة طبقا للسجلات يمثل "تحسنا يتجاوز تثبيت حالة المرض." واستفاد كوهين وهو أحد الباحثين الذين شاركوا في رسم خرائط الجينوم البشري من هذه الخبرة في تطوير تقنية العلاج الجديدة التي تحدد أفضل مركب من الأدوية المتاحة لمقاومة الاهداف الكامنة للمرض. وقال "هذا توسع لعلم الاعصاب باستخدام علم الجينوم البشري لايجاد ما يجب ان نجمعه معا للتصدي للمرض." وتعتزم الشركة التي تأسست عام 2007 بدء دراسة جديدة على حوالي 300 مريض العام القادم لتأكيد النتائج الايجابية. ويوجد قرابة مئة ألف مريض مصاب بالنوع (1.ايه) من متلازمة شاركو-ماري-تووث في الولايات المتحدة واوروبا.

رسم خريطة للتنوع الوراثي بقارة افريقيا

من جهة اخرى رسم العلماء أشمل خريطة حتى الآن تبين التنوع الوراثي في القارة الافريقية وقالوا إنها ستعينهم على معرفة المزيد بشأن الدور الذي تلعبه الجينات في الإصابة بأمراض مثل الملاريا والحمى النزفية وارتفاع ضغط الدم في التجمعات السكانية هناك.

وقالت ديبتي جورداساني من معهد ولكوم تراست سانجر البريطاني في نتائج الدراسة التي نشرت في دورية (نيتشر) إنه على الرغم من ان القارة الافريقية من أكثر قارات العالم من حيث التنوع الوراثي إلا انه لا يعرف سوى النزر اليسير نسبيا عن المخاطر الوراثية المحتملة بالنسبة الى انتشار الامراض بين سكانها. وفي الولايات المتحدة كما في أوروبا وآسيا فان توافر الادوات التي تسرع من وتيرة كشف التسلسل الجيني ساعد العلماء على البدء على وجه السرعة في فك شفرة الجذور الوراثية للكثير من الامراض الرئيسية واستطلاع مدى ارتباطها بالبيئة وعوامل انماط المعيشة مثل التغذية والتدخين والتمرينات الرياضية.

وقالت جورداساني "تشيع بدرجة كبيرة الأمراض المعدية وغير المعدية في افريقيا كما أن عوامل الخطر لهذه الامراض تختلف تمام الاختلاف عن مثيلتها في التجمعات السكانية الاوروبية". وجمع العلماء -الذين عملوا بالمشاركة مع أطباء وباحثين في اثيوبيا وجامبيا وغانا وكينيا ونيجيريا وجنوب افريقيا واوغندا- معلومات وراثية من أكثر من 1800 شخص من اجل رسم خريطة تفصيلية لما يعرف باسم الجماعات "اللغوية العرقية" في منطقة جنوب الصحراء الكبرى بافريقيا. وتضمنت هذه البيانات أيضا 320 تسلسلا جينيا كاملا (أي مايعرف بالجينوم أو الطاقم الوراثي للانسان) من سبعة تجمعات سكانية بحسب رويترز. ووجد الفريق البحثي 30 مليون تباينا وراثيا في هذه التجمعات السكانية السبعة وقالوا إن ربعها لم يرصد قط من قبل في أي تجمع سكاني بشري. كما وضعوا أيديهم أيضا على قرائن بشأن وجود مناطق وراثية محتملة مرتبطة بزيادة القابلية للاصابة بمرض ارتفاع ضغط الدم وأمراض معدية أخرى منها الملاريا وحمي لاسا والطفيليات وحيدة الخلية من جنس تريبانوسوما وجميعها أمراض شائعة في بعض مناطق افريقيا.

وكتب العلماء يقولون "هذه التباينات الوراثية يبدو انها تحدث بتكرارات مختلفة بشأن أمراض إما في مناطق تتوطن فيها هذه الامراض او لا تتوطن مما ينم عن احتمال حدوثها كرد فعل لاختلافات بيئية تعرضت لها مثل هذه التجمعات السكانية على مر الزمان". وتوفر هذه الدراسة أيضا -وهي جزء من مشروع التنوع الجينومي في افريقيا- قرائن عن حركة وتنقل التجمعات السكانية قديما ما يعضد فرضية تقول إن تجمعات سكانية من أوروبا ومنطقة الشرق الأوسط هاجرت عائدة الى افريقيا منذ نحو تسعة آلاف عام.

أبحاث علمية في جينات الحيوانات

في السياق نفسه تعد الحيتان مقوسة الرأس هي على الأرجح أطول الثدييات عمرا على كوكب الأرض وهناك أدلة على أنها يمكن أن تعيش لما يصل إلى 200 سنة. وهناك من البشر من يرغب في الحصول على مقدار ضئيل من هذا العمر الطويل. واتخذ البعض خطوة أولى لكشف أسرار الحوت المقوس الرأس.. فقد تمكنوا من وضع خريطة بتسلسله الجيني (الجينوم) ونشرت النتائج في جريدة (سل ‭Cell‬). وقال الباحث جواو بيدرو دي ماجالهايس من جامعة ليفربول "أعتقد أن الحصول على تسلسل جينوم الحوت المقوس الرأس سيتيح للباحثين دراسة العمليات الجزيئية الأساسية وتحديد الآليات التي تساعده على البقاء على قيد الحياة وتجنب الخلل وإصلاح التلف في الجزيئات". وأضاف أن معظم التجارب البحثية تحاول وضع نماذج لتدهور الخلايا البشرية وللأمراض التي تصيب الحيوانات الأخرى لمعرفة سبل العلاج لكنه يأمل في أن يتمكن من إيجاد الكائنات الحية التي تقاوم أمراضا معينة -وربما تقاوم حتى الشيخوخة ذاتها- واستخدام هذه الأدوات لتحسين صحة الإنسان. والأمر الذي يحظى بأهمية خاصة هو مقاومة الحيتان للسرطان. ويمكن أن يصل وزن الحوت إلى 100 طن ويحتوي جسمه على عدد من الخلايا يزيد آلاف المرات عن عدد الخلايا في جسم الإنسان. لذلك فإن من المنطقي من الناحية الإحصائية أن تظهر في الحيتان أعداد أكبر من حالات الإصابة بالسرطان. لكن الفحص لم يظهر صحة هذا. ولم يجد دي ماجالهايس وزملاؤه اختلافات بين الحيتان مقوسة الرأس وحيتان وثيقة الصلة بها وهي حيتان المنك التي تعيش نحو 50 عاما فقط وذلك فيما يتعلق بالجينات المتصلة بدورة الخلايا وإصلاح الحمض النووي والسرطان والشيخوخة. ويعتقد دي ماجالهايس أن الحيتان مقوسة الرأس قد تكون أفضل فيما يتعلق بإصلاح الحمض النووي من التلف وهو أمر من شأنه أن يبقيها على قيد الحياة لفترة أطول ويحميها من الأمراض مثل السرطان.

وفي جانب اخر كشف تجميع للمعلومات الجينية للماموث وهو حيوان ثديي شبيه بالفيل عن الأسباب التي أدت الى انقراضه وأظهرت انه تعرض لنقص شديد في اعداده مرتين قبل ان يلقى الحيوان نهايته المأسوية الأخيرة في جزيرة في المحيط القطبي الشمالي. وكشف العلماء عن أول خريطتين جينيتين كاملتين لحيوان الماموث الضخم المرتبط بالعصر الجليدي وأظهرتا ان هذا الحيوان الشبيه بالفيل فقد بدرجة كبيرة التنوع الجيني قبل ان يفنى قبل نحو 4000 عام.

وحصل العلماء على حمض نووي (دي.إن.ايه) لاثنين من حيوان الماموث واحد من عظمة ساق عمرها 45 ألف عام من سيبيريا والاخر من ضرس ماموث كان من بين آخر الاعداد التي حوصرت في جزيرة ورانجل النائية قبالة سواحل روسيا. وقال لاف دالين الخبير الجيني في متحف التاريخ الطبيعي السويدي إن الماموث "الذي كان في جزيرة ورانجل وكان من آخر حيوانات الماموث في العالم كان لديه تنوع جيني أقل كثيرا من الآخر الأقدم."

والماموث المشعر هو في حجم الفيل الحالي وظهر لأول مرة في سيبيريا قبل 700 ألف عام وتوسع إلى شمال أوراسيا وأمريكا الشمالية ولا يزال الجدل دائر حول سبب انقراضه وما إذا كان بسبب الصيد الجائر أم ارتفاع درجة حرارة الجو. بحسب رويترز.