وللحفاظ على الإنترلوكين 12 داخل الأورام، صمم العلماء في ستراند مجموعة من التعليمات تسمى الدائرة الجينية التي تخبر الحمض النووي الريبوزي المرسال بصنع البروتين الالتهابي فقط عندما يكتشف البيئة الدقيقة للورم. تم تصميم الدائرة لاستشعار مستويات microRNA، وهي جزيئات تنظم التعبير الجيني بشكل طبيعي وتعطي توقيعات مختلفة في الخلايا السرطانية مقابل الخلايا السليمة. تقوم الدائرة الجينية بتوجيه mRNA إلى التدمير الذاتي إذا ذهب إلى أي مكان آخر غير هدفه المقصود.
يقول بيكرافت: “لقد صممنا mRNA بحيث يتوقف عن العمل إذا ذهب إلى مكان لا نريده أن يذهب إليه”.
يستهدف ستراند في البداية الأورام التي يسهل الوصول إليها، بما في ذلك سرطان الجلد وسرطان الثدي، لإثبات نجاح هذا النهج وآمنه. في هذه التجربة، سيقوم الأطباء بحقن mRNA مباشرة في الأورام ثم التحقق لمعرفة مدى تأثيره. في المستقبل، يتصور ستراند أن يكون قادرًا على إجراء عمليات ضخ للحمض النووي الريبوزي المبرمج في جميع أنحاء الجسم لعلاج الأورام في المواقع النائية. والفكرة هي أن العلاج سيتم تنشيطه بشكل انتقائي في خلايا وأنسجة معينة.
يقول فيليب سانتانجيلو، الباحث في مجال mRNA في معهد وينشيب للسرطان بجامعة إيموري، إن هناك فوائد لنهج ستراند القابل للبرمجة حتى مع حقنه في موقع الورم. ويقول: “إذا خرج الدواء خارج الورم عند حقنه، فمن المحتمل أن يقتصر تأثيره على الورم على الأقل”.
يمكن قياس IL-12 من الدم، لذلك سيتمكن الباحثون من سحب الدم والتأكد من عدم وجود البروتين هناك. وتخطط ستراند أيضًا لمراقبة الأعضاء المختلفة بحثًا عن البروتين لمعرفة أين ينتهي به الأمر. إذا كان العلاج يعمل على النحو المنشود، فلن يجدوا البروتين في أي مكان خارج الورم.
ولكن مثل دوائر الكمبيوتر، يمكن للدوائر الجينية أن ترتكب أخطاء في بعض الأحيان، كما يقول رون فايس، أستاذ الهندسة البيولوجية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الذي شارك في تأسيس ستراند ويعمل الآن كمستشار. ويقول: “إذا ارتكبت دائرتك الجينية خطأً واحداً من أصل 10 مرات، فأنت لا تريد استخدام ذلك كعلاج”. “إذا ارتكبت خطأً مرة واحدة كل مليون مرة، فهذا أمر جيد جدًا.”
إن تجربة ستراند والمحاولات المبكرة الأخرى لهذه الأنواع من الدوائر الجينية سوف توضح مدى نجاحها. يقول فايس: “الفكرة هي أن الدوائر الجينية يمكن أن يكون لها تأثير كبير على السلامة والفعالية”.
كان فايس رائدًا في فكرة الدوائر الجينية، والتي كان أولها يعتمد على الحمض النووي. عندما بدأ بيكرافت دراسته العليا في عام 2013، انضم إلى مختبر فايس للعمل على الدوائر الجينية للmRNA. في ذلك الوقت، كان العديد من العلماء لا يزالون يشككون في إمكانات mRNA.
الآن، يتخيل فايس القدرة على استخدام الدوائر الجينية لبرمجة إجراءات أكثر تعقيدًا بشكل متزايد لإنشاء علاجات دقيقة للغاية. “يبدأ هذا في فتح الباب حقًا لإنشاء علاجات يمكن أن يضاهي تعقيدها التعقيد الأساسي لعلم الأحياء.”
