أظهرت دراسة جديدة أن تقنيات التعديل الجيني يمكن أن توقف انتشار أنفلونزا الطيور بين الدجاج وتقلل من خطر انتقاله إلى البشر.
استخدم علماء بريطانيون تقنية كريسبر-كاس9، وهي أداة قوية لتحرير الجينات، لتقييد ــ ولكن ليس منع ــ فيروس أنفلونزا الطيور بالكامل من إصابة الدجاج.
إن إدخال الدجاج المُعدل وراثيًا المُنتج في المختبر إلى المزارع يمكن أن يحد من انتشار المرض، الذي كلف صناعة الدواجن في المملكة المتحدة أكثر من 100 مليون جنيه إسترليني.
وعلى الرغم من أن طريقة الفريق مصممة فقط لمنع انتشار أنفلونزا الطيور من الدجاج إلى الدجاج، إلا أنها يمكن أن تقلل أيضًا من خطر انتقال العدوى من الدجاج إلى الإنسان.
وفي حالات نادرة فقط تنتقل سلالات أنفلونزا الطيور – المعروفة أيضًا باسم أنفلونزا الطيور – إلى البشر، على الرغم من أن الخبراء يشعرون بالقلق من أن تفشي المرض قد يكون الوباء الكبير التالي.
أدى تفشي أنفلونزا الطيور المستمر في المملكة المتحدة – الناجم عن سلالة H5N1 – إلى إصابة ما يصل إلى مليون طائر بالفيروس
قام العلماء بتحرير جين ANP32A في خلايا جرثومة الدجاج (سلائف الخلايا الإنجابية) لتقييد أنفلونزا الطيور. ووجدوا أن الدجاج كامل النمو كان مقاومًا لجرعة من الفيروس
وقاد البحث الجديد علماء في جامعة إدنبرة وكلية إمبريال كوليدج لندن ومعهد بيربرايت في ساري.
وقال الباحث الرئيسي البروفيسور مايك ماكجرو من معهد روزلين بجامعة إدنبرة: “إن أنفلونزا الطيور تشكل تهديداً كبيراً لمجموعات الطيور”.
“يطرح التطعيم ضد الفيروس عددًا من التحديات، مع وجود مشكلات عملية وتكاليف كبيرة مرتبطة بنشر اللقاح.
“يوفر التعديل الجيني طريقًا واعدًا نحو مقاومة دائمة للأمراض، والتي يمكن أن تنتقل عبر الأجيال، مما يحمي الدواجن ويقلل المخاطر التي يتعرض لها البشر والطيور البرية.”
يؤدي تحرير الجينات إلى تغيير الحمض النووي للكائن الحي بطرق يمكن أن ترثها الأجيال اللاحقة.
تسمح العديد من تقنيات تحرير الجينات بإضافة المواد الجينية أو إزالتها أو تغييرها في مواقع معينة في الجينوم، وهي المجموعة الكاملة لتعليمات الحمض النووي الموجودة في الخلية.
بالنسبة للمشروع، استخدم العلماء أداة تحرير الجينوم الشهيرة CRISPR-Cas9، والتي تُستخدم لإجراء تعديلات دقيقة في الحمض النووي.
وقد تم تشبيه كريسبر-كاس9 بزوج من المقص الجيني، مما يسمح بإزالة واستبدال قصاصات صغيرة من الحمض النووي.
كريسبر هي تقنية لتحرير الحمض النووي يستطيع العلماء من خلالها برمجة جزيء لاستهداف و”قص” قسم أو عنصر معين من المادة الوراثية لشخص ما (صورة أرشيفية، وليس قياس الحجم)
وقاموا بتحرير جزء من الحمض النووي المسؤول عن إنتاج بروتين يسمى ANP32A في خلايا جرثومة الدجاج (سلائف الخلايا الإنجابية).
أثناء الإصابة بالعدوى، تقوم فيروسات الأنفلونزا باختطاف ANP32A للمساعدة في تكرار نفسها.
وبمجرد نموها بالكامل في المختبر، تم تعريض 10 دجاجات معدلة جينيا لجرعة عادية من سلالة الفيروس المسبب لأنفلونزا الطيور.
ووجد الباحثون أن الغالبية العظمى من الدجاج – تسعة من كل 10 – ظلت غير مصابة ولم يكن هناك انتشار إلى الدجاج الآخر.
ولم تظهر الطيور أي علامات على أن التغيير في الحمض النووي الخاص بها كان له أي تأثير على صحتها أو وضع البيض، وفقا للفريق.
ولزيادة اختبار قدرة الطيور على التحمل، قام العلماء بعد ذلك بتعريض الطيور المعدلة وراثيا لجرعة أعلى بكثير من الفيروس.
وعندما تعرضوا للجرعة العالية، أصيب نصف المجموعة – خمسة من كل 10 طيور – بالعدوى، على الرغم من أن التعديل الجيني قدم بعض الحماية.
ووجدوا أن كمية الفيروس في الدجاج المصاب المحرر جينيا كانت أقل بكثير من المستوى الذي يُرى عادة أثناء الإصابة في الدجاج غير المعدل جينيا.
والأهم من ذلك، أن التعديل الجيني ساعد أيضًا في الحد من انتشار الفيروس إلى دجاجة واحدة فقط من بين أربعة دجاجات طبيعية غير معدلة جينيًا موضوعة في نفس الحاضنة.
وهذا يسلط الضوء على إمكانية التعديل في وقف انتشار أنفلونزا الطيور بين مجموعات الدجاج الطبيعية غير المعدلة.
وكما كان متوقعا، لم يكن هناك أي انتقال من طائر معدل جينيا إلى طائر آخر معدل جينيا.
على اليسار، دجاجة عادية وعلى اليمين، دجاجة معدلة جينيًا من التجارب. يقول المؤلفون: “الدجاج المقاوم وراثيا لأنفلونزا الطيور يمكن أن يمنع تفشي المرض في المستقبل”
تمثل أنفلونزا الطيور تهديدًا عالميًا كبيرًا، ولها تأثير مدمر على كل من الطيور المستزرعة والبرية. وفي المملكة المتحدة وحدها، أدى تفشي فيروس أنفلونزا الطيور H5N1 الحالي إلى القضاء على أعداد الطيور البحرية وكلف صناعة الدواجن خسائر تزيد على 100 مليون جنيه إسترليني. في الصورة، يقوم أحد حراس National Trust بإزالة الطيور الميتة من Staple Island، نورثمبرلاند، في يوليو 2022
ويقول الباحثون إن هناك حاجة إلى تغييرات جينية إضافية حتى يصيب الفيروس البشر وينتشر بشكل فعال، نتيجة الطفرات.
في الوقت الحالي، لم يتم اكتشاف أي انتقال للفيروس من إنسان إلى إنسان في المملكة المتحدة، ولكن ثبتت إصابة بعض البريطانيين بالمرض.
وقال البروفيسور جيمس وود من قسم الطب البيطري بجامعة كامبريدج إن العمل الجديد يظهر “مقاومة كبيرة ولكن ليست مطلقة للدجاج ضد أنفلونزا الطيور”.
وقال البروفيسور وود، الذي لم يشارك في الدراسة: “توفر هذه الدراسة دليلا هاما على مبدأ السيطرة الوراثية على أنفلونزا الطيور وانتقالها بين الدجاج”.
“(إنه) يقدم دليلا هاما على مبدأ فائدة استخدام تحرير الجينات في إدخال المقاومة الجينية للأمراض الناجمة عن الأنفلونزا في حيوانات المزارع.
“إن استخدام الدجاج المعدل وراثيًا والمقاوم للأمراض في الزراعة سيكون بمثابة تقدم مثير، والهيكل الهرمي لصناعة الدواجن العالمية يمكن أن يسمح بالإدخال السريع لهذه الدجاجات المقاومة للأنفلونزا في العديد من البلدان والقارات.
“يجب أولاً إثبات النتائج على نطاق أوسع قبل إدخالها في الزراعة التجارية.”
ونشرت الدراسة في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز.