سرپرائز! ہمارے جسم جین تھراپی کے لئے ٹروجن ہارس کو چھپا رہے ہیں۔

قدرت نے حیران کن طبی کامیابیاں چھپا رکھی ہیں۔

لے لو CRISPRتبدیل کرنے والا جین ایڈیٹنگ ٹول۔ یہ ایک کم بیکٹیریل مدافعتی دفاعی نظام سے متاثر تھا اور وراثت میں ملنے والی بیماریوں کے علاج، کینسر کے علاج کو تقویت دینے، یا یہاں تک کہ ہمارے جینز میں ترمیم کرنے کا انتخاب کیا گیا۔ عمر بڑھائیں. اب، ڈاکٹر فینگ ژانگ، CRISPR کے علمبرداروں میں سے ایک، ایک اور تخلیق کے ساتھ واپس آئے ہیں جو اگلی نسل کو جین تھراپی اور آر این اے ویکسین. صرف اس وقت، اس کی ٹیم نے ہمارے اپنے جسم کے اندر گہرائی سے دیکھا.

جیسا کہ وہ طاقتور ہیں، ڈی این اے اور آر این اے علاج کو کام کرنے کے لیے ہمارے خلیات میں گھسنے کی ضرورت ہے۔ سائنس دان عام طور پر وائرل ویکٹرز—محفوظ وائرسوں سے بنی ڈلیوری گاڑیاں—یا لپڈ نینو پارٹیکلز، حفاظتی چربی کے چھوٹے چھوٹے بلبس، کو نئے جینیاتی مواد اور خلیوں میں سرنگوں کو سمیٹنے کے لیے کہتے ہیں۔

مسئلہ؟ ہمارے جسم غیر ملکی مادوں کے بڑے پرستار نہیں ہیں - خاص طور پر وہ جو ایک ناپسندیدہ مدافعتی ردعمل کو متحرک کرتے ہیں۔ مزید یہ کہ ڈیلیوری کے یہ نظام حیاتیاتی زپ کوڈز کے ساتھ بہترین نہیں ہیں، اکثر علاج کے علاقے پر توجہ مرکوز کرنے کے بجائے پورے جسم کو گھیر لیتے ہیں۔ یہ "ڈیلیوری کے مسائل" چند ضمنی اثرات کے ساتھ موثر جینیاتی دوا کے لیے نصف جنگ ہیں۔

"بایومیڈیکل کمیونٹی طاقتور مالیکیولر تھراپیوٹکس تیار کر رہی ہے، لیکن انہیں ایک درست اور موثر طریقے سے خلیوں تک پہنچانا مشکل ہے۔" نے کہا براڈ انسٹی ٹیوٹ، میک گورن انسٹی ٹیوٹ، اور ایم آئی ٹی میں ژانگ۔

بھیجیں درج کریں۔ نیا ڈیلیوری پلیٹ فارم، میں بیان کیا گیا ہے۔ سائنس، اس کی سراسر آسانی کے ساتھ چمکتا ہے۔ غیر ملکی کیریئرز پر انحصار کرنے کے بجائے، بھیجیں (sاختیاری endogenous enسیلولر کے لئے capsidation delivery) انسانی پروٹین کو ڈیلیوری گاڑیاں بنانے کے لیے کمانڈر کرتا ہے جو نئے جینیاتی عناصر میں چلتی ہے۔ ٹیسٹوں کی ایک سیریز میں، ٹیم نے RNA کارگو اور CRISPR اجزاء کو ایک ڈش میں مہذب خلیوں کے اندر سرایت کیا۔ سیل، پیکنگ فیکٹریوں کے طور پر کام کرتے ہیں، جینیاتی مواد کو سمیٹنے کے لیے انسانی پروٹین کا استعمال کرتے ہیں، جس سے غبارے کی طرح چھوٹے چھوٹے برتن بنتے ہیں جنہیں علاج کے طور پر جمع کیا جا سکتا ہے۔

اس سے بھی عجیب بات، ان پروٹینوں کا ذریعہ ارتقاء کے ذریعے ہمارے اپنے جینوم کے ذریعہ کئی سال پہلے پالے گئے وائرل جینز پر انحصار کرتا ہے۔ کیونکہ پروٹین بنیادی طور پر انسان ہیں، ان کا ہمارے مدافعتی نظام کو متحرک کرنے کا امکان نہیں ہے۔

اگرچہ مصنفین نے صرف ایک پیکیجنگ سسٹم کو آزمایا ہے، لیکن ہمارے جینوم میں بہت زیادہ پوشیدہ ہیں۔ مطالعہ کے مصنف ڈاکٹر مائیکل سیگل نے کہا کہ "یہ بہت دلچسپ ہے،" انہوں نے مزید کہا کہ انہوں نے جو نظام استعمال کیا وہ منفرد نہیں ہے۔ "شاید انسانی جسم میں دیگر آر این اے کی منتقلی کے نظام موجود ہیں جو علاج کے مقاصد کے لیے بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔"

باڈی کا شپنگ انفراسٹرکچر

ہمارے خلیے بڑے پیمانے پر چیٹر بکس ہیں۔ اور ان کے پاس متعدد فون لائنیں ہیں۔

بجلی ایک مقبول ہے. یہ جزوی طور پر نیورانوں کو نیٹ ورکس اور دل کے خلیات میں ہم آہنگی سے جڑے رکھتا ہے۔ ہارمونز ایک اور ہیں، جو خون کے دھارے میں موجود کیمیکلز کے ذریعے جسم کے آدھے راستے سے خلیوں کو جوڑتے ہیں۔

لیکن سب سے عجیب بات انسان اور وائرس کے درمیان پرانی جنگ بندی سے آتی ہے۔ آج انسانی جینوم کی جانچ پڑتال کرتے ہوئے، یہ واضح ہے کہ ہمارے پاس وائرل ڈی این اے اور دیگر جینیاتی عناصر ہیں جو ہمارے اپنے دوہری ہیلائسز کے اندر سرایت کرتے ہیں. ان وائرل اضافے میں سے زیادہ تر اپنے اصل افعال کھو چکے ہیں۔ تاہم، کچھ کو ہمارے جسم اور دماغ کی تعمیر کے لیے بھرتی کیا گیا ہے۔

آرک کو لیں، ایک پروٹین جو کہ ایک جین سے بنا ہے جسے دوسری صورت میں جانا جاتا ہے۔ چپایک بنیادی وائرل جین جو ہمارے جینوم میں عام ہے۔ قوس a میموری گرینڈ ماسٹر: جیسا کہ ہم سیکھتے ہیں، پروٹین چھوٹے چھوٹے کیپسول بناتا ہے جو حیاتیاتی مواد کو منتقل کرتا ہے، جس کے نتیجے میں ہمارے نیورل نیٹ ورک کے ذخیرے میں نئی ​​یادوں کو سمیٹنے میں مدد ملتی ہے۔ کی طرح ایک اور پروٹین چپپی ای جی 10 کے نام سے جانا جاتا ہے، آر این اے پر قبضہ کر سکتا ہے اور نال کی نشوونما اور تولید میں مدد کے لیے بلبلی خلائی جہاز بھی بنا سکتا ہے۔

اگر PEG10 جینیاتی مواد کے لیے گتے کی پیکیجنگ بناتا ہے، تو میل اسٹیمپ ایک اور وائرل جین فیملی، فیوزوجنز سے آتا ہے۔ جین ایک قسم کا زپ کوڈ بناتا ہے، جس سے ہر اسپیس شپ، کارگو لے جانے والے، کو ہدف شدہ خلیات پر گودی کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

اگرچہ اصل میں فطرت میں وائرل ہیں، یہ جین ہمارے جینوم میں منتقل ہو گئے ہیں اور ایک حیرت انگیز طور پر مخصوص نقل و حمل کے نظام میں ڈھال چکے ہیں جو خلیوں کو معلومات کا اشتراک کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ بنیادی طور پر ایک آئس کریم کی گیند (یا موچی یا پکوڑی) ہے، جہاں آپ کسی بھی قسم کی فلنگ ڈال سکتے ہیں۔ چونکہ ہمارے خلیے پہلے سے ہی ان حیاتیاتی غباروں کا استعمال کرتے ہوئے بات چیت کرتے ہیں، جن میں جینیاتی ڈیٹا بھرا ہوا ہے، اس لیے ہم اپنے جینیاتی اجزاء کو شامل کرنے کے عمل کو ہائی جیک کیوں نہیں کرتے؟

بھیجیں

نیا ترسیل کا نظام تین اجزاء پر انحصار کرتا ہے: پیکیجنگ جین، ایک اندراج کوڈ، اور کارگو۔

جیسا کہ فرار کے کمرے کو حل کرنے کے ساتھ، ہر ایک خلیے سے باہر نکلنے کے لیے جینیاتی پیغام کے لیے ضروری ہے۔ پہلا قدم انسانی جسم کے اندر ایک پیکیجنگ جین تلاش کرنا ہے جو اس کے کارگو کے گرد ایک بلبلہ بنا سکتا ہے۔ ایک کمپیوٹیشنل سروے کے ساتھ، ٹیم نے انسانی اور ماؤس دونوں کے جینوم کو اسکین کیا۔ چپ-جین کی طرح — جو ہماری یادوں کو بنانے میں مدد کے لیے حفاظتی کیپسول بناتے ہیں۔ 48 امیدوار ابتدائی طور پر کارگو کیریئر کے طور پر سامنے آئے۔ آخر کار، ٹیم نے اپنی تلاش کو MmPEG10 نامی پروٹین تک محدود کر دیا۔

مصنفین نے کہا کہ یہ اصل میں وائرل ہے، حالانکہ یہ ہمارے جسموں میں بے ضرر ہے۔ PEG10 کی خاص طاقت اس کی گرم گلے ہے۔ یہ سیل کے اندر آر این اے کو پکڑ سکتا ہے، اس کے ارد گرد ایک بلبلہ بنا سکتا ہے، اور سیلولر مدر شپ سے چھوٹے خلائی جہاز کی طرح بلبلے کو چھپا سکتا ہے۔ حیرت کی بات یہ ہے کہ یہ خلائی جہاز اپنے کارگو کے انتخاب کے لحاظ سے کافی خاص ہیں۔ CRISPR پرکھ کی مدد سے، ٹیم نے محسوس کیا کہ بلبلے صرف RNA کے ایک مخصوص گروپ کو کارگو کے طور پر باندھتے اور شٹل کرتے ہیں۔

اگلا مرحلہ PEG10 کی کارگو ترجیح کو ہیک اور دوبارہ پروگرام کرنا تھا۔ جینیاتی تجزیہ کے ساتھ، ٹیم نے PEG10 پر ایک سیکشن پایا جو کیپسول کو اپنے کارگو کو پہچاننے اور پیک کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ جہاں تک کارگو کا تعلق ہے، ٹیم نے دو جینیاتی "ٹکٹ" یا ایسے سلسلے شامل کرنے کا تجربہ کیا جس کی وجہ سے وہ PEG10 جہاز میں داخل ہو سکے۔ یہ تقریباً ایک مسافر کی طرح ہے جو کار کے ڈیش بورڈ پر رنگ کو اپنی ایپ سے ملا کر اپنے Lyft ڈرائیور کو پہچانتا ہے۔

ایک بار جب دونوں مل جاتے ہیں، PEG10 "ڈرائیور" پروٹین بناتا ہے جو جینیاتی سوار کے گرد گھومتا ہے، ایک بلاب بناتا ہے جو مالیکیولر گاڑی کو بناتا ہے، جس کا مقصد خلیے سے فرار ہوتا ہے۔

لیکن سمتوں کا کیا ہوگا؟ یہ وہ جگہ ہے جہاں انٹری کوڈ، یا fusogens، آتا ہے۔ ایمیزون کے ریٹرن کوڈز کی طرح، fusogens وہ پروٹین ہیں جو PEG10 ٹیکسی کے باہر نقطے لگاتے ہیں، جو انہیں سیل کی مختلف اقسام اور ٹشوز کے اندر جانے کی ہدایت کرتے ہیں۔ مختلف fusogens پر تھپڑ مار کر، ٹیم ہدایت کر سکتی ہے کہ جینیاتی کارگو کہاں جاتا ہے گویا زپ کوڈ کا لیبل لگا ہوا ہے۔

سب کو ایک ساتھ ڈال

SEND اجزاء کا ایک ٹرائیفیکٹا ہے، ہر ایک کو ویکٹر کا استعمال کرتے ہوئے انکوڈ کیا گیا ہے — DNA کا ایک چھوٹا، گول ٹکڑا جو خلیوں میں سرنگ کر سکتا ہے۔

ایک بار سیل کے اندر، جادو ہوتا ہے. ہر ویکٹر سیل کی پروٹین بنانے والی فیکٹری میں ٹیپ کرتا ہے۔ پی ای جی 10 پیکنگ بنانے کے لیے فیکٹری چلاتا ہے۔ fusogen ڈلیوری سلپس کے ساتھ پیکیجنگ پر ڈاٹ کرتا ہے۔ اور کارگو RNA، SEND پر بہتر ٹیگ میں ترمیم کے ساتھ، نتیجے میں آنے والی گاڑی کے اندر صفائی کے ساتھ پیک کیا جاتا ہے، جو اپنی منزل کی طرف بڑھتا ہے۔

ژانگ نے کہا، "SEND سسٹم میں مختلف اجزاء کو ملانے اور ملانے سے، ہمیں یقین ہے کہ یہ مختلف بیماریوں کے علاج کے لیے ایک ماڈیولر پلیٹ فارم فراہم کرے گا۔"

تصور کے ثبوت کے طور پر، ٹیم نے ایک CRISPR سسٹم فراہم کرنے کے لیے SEND کا استعمال کیا جو کہ اصل میں دماغ کے کینسر سے اخذ کردہ ڈش میں خلیات میں کینسر پیدا کرنے والے جین کو نکال دیتا ہے۔ نظام نے وصول کنندہ کے خلیوں میں تقریباً 60 فیصد جین کو مؤثر طریقے سے کاٹ دیا۔ لیکن یہ تب ہی ہوا جب SEND نے CRISPR اجزاء کو سیل میں بند کر دیا، یہ ظاہر کرتا ہے کہ SEND صرف جینیاتی مواد فراہم کرتا ہے جو اس کی نقل و حمل کے لیے اپنی مرضی کے مطابق بنایا گیا ہے۔

آگے بڑھتے ہوئے، ٹیم جانوروں کے ماڈلز میں SEND کی جانچ کر رہی ہے اور مختلف ٹشوز اور سیلز کو نشانہ بنانے کے لیے ایک ٹول باکس کی انجینئرنگ کر رہی ہے۔ وہ انسانی جینوم کو قدیم جینیاتی اجزاء کے لیے بھی تلاش کرتے رہیں گے جو SEND پلیٹ فارم میں شامل کر سکتے ہیں۔

"ہم اس نقطہ نظر کو آگے بڑھانے کے لیے پرجوش ہیں،" ژانگ نے کہا، "[یہ] واقعی ایک طاقتور تصور ہے۔"

تصویری کریڈٹ: سیل کے اندر اسمبلی کے بعد، جین تھراپی کے لیے جمع کرنے کے لیے SEND پیکجز جاری کیے جاتے ہیں۔ تصویر بشکریہ میک گورن انسٹی ٹیوٹ۔

ماخذ: https://singularityhub.com/2021/08/24/surprise-our-bodies-have-been-hiding-a-trojan-horse-for-gene-therapy/