Japonya’nın Down sendromuna deva bulduğu istikametindeki savlar toplumsal medyada büyük yankı uyandırdı.
Konuyla ilgili paylaşımlar, Mie Üniversitesi’nden araştırmacıların, CRISPR-Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanarak yaptığı bir atılımdan kaynaklanıyor.
CRISPR-Cas9, genetik mühendisliğinde ihtilal yaratan bir gen düzenleme teknolojisi. Sistem hücrelerin DNA’sında belli maksat bölgeleri tanıyıp makas üzere keserek genetik bilgiyi değiştirmeyi mümkün kılıyor.
Mie Üniversitesi araştırmacıları, işte bu metodu kullanarak laboratuvar ortamında Down sendromlu hücrelerden fazladan 21. kromozomu muvaffakiyetle çıkardı. Down sendromu, 21. kromozomun fazladan bir kopyasıyla (toplamda üç adet) oluşan genetik bir durum. Bu fazla kromozom, hücre bölünmesi sırasında oluşan bir yanılgı nedeniyle ortaya çıkıyor ve bireyin genetik yapısında gelişimsel ve sıhhatle ilgili çeşitli farklılıklara yol açıyor.
Son gelişme ise Down sendromu tedavisinde gelecekteki yaklaşımları esaslı biçimde değiştirebilecek bilimsel bir dönüm noktası olarak bedellendiriliyor.
CRISPR NASIL ÇALIŞIR?
Sistemin temelinde iki ana bileşen yer alıyor: Rehber RNA (guide RNA) ve Cas9 isimli bir enzim.
Rehber RNA, DNA’daki hedeflenen makul gen dizisini bulmakla misyonlu; adeta genetik bir adres etiketi üzere çalışıyor. Cas9 enzimi ise bu hedeflenen noktada DNA’yı kesiyor. Oluşan bu kesik, hücrenin doğal tamirat düzenekleri tarafından tamir edilirken, bilim insanları bu süreci kullanarak genetik gerece yeni bilgiler ekleyebilir, kusurlu bir geni düzeltebilir ya da büsbütün susturabilir.
CRISPR-Cas9’un en büyük avantajı, genetik değişiklikleri çok daha süratli, az maliyetli ve hassas bir biçimde yapabilmesi. Bu nedenle hem temel bilim araştırmalarında hem de hastalıkların genetik seviyede tedavisi için geliştirilen yeni metotlarda ağır biçimde kullanılıyor.
CRISPR NEYİ BAŞARDI?
Down sendromu, bireyin hücrelerinde fazladan bir 21. kromozom bulunmasıyla oluşurken, ABD’de her 700 doğumdan birinde görülüyor.
Bu genetik durum; zeka geriliği, doğuştan kalp anomalileri ve erken yaşta Alzheimer riski üzere çeşitli sıhhat problemlerine yol açıyor.
Araştırma ekibinin lideri Ryotaro Hashizume, CRISPR-Cas9 sistemini, hücrelerde sadece fazla olan kromozomu tanıyacak halde özelleştirdi.
Hashizume, “CRISPR sistemimizi sadece ekstra kromozomu amaç alacak biçimde tasarladık. Maksadımız fazla genetik gereci temizlemek ve hücrenin gen sözünün olağana dönüp dönmediğini gözlemlemekti” dedi.
NE KADAR BAŞARILI OLDU?
Kazinform Memleketler arası Haber Ajansı’na nazaran birinci deneyler laboratuvar ortamında üretilen kök hücreler üzerinde yapıldı. Fazladan kromozom çıkarıldıktan sonra, gen ve protein üretimi olağana döndü.
Özellikle hudut sistemi gelişimiyle ilgili genlerin aktivitesinde artış, metabolizma ile ilgili genlerde ise baskılanma gözlemlendi. Bu durum, Down sendromunun fetüsün beyin gelişimini bozduğuna dair evvelki araştırmalarla da tutarlıydı.
Ekip, deneylerini kök hücrelerin ötesine taşıyarak Down sendromlu bireylerden alınan deri hücrelerinde (fibroblast) de uyguladı. Bu hücrelerde de fazla kromozom muvaffakiyetle çıkarıldı.
Hashizume, “Bu, çok umut verici bir sonuç. Farklılaşmış hücrelerde bile kromozom düzeltmesi sağladık. Bu, usulün farklı doku cinslerinde de kullanılabileceğini gösteriyor” diye konuştu.
Düzenlenen hücreler daha süratli büyüdü, daha az hücre gerilimi ve yaşlanma belirtisi gösterdi ve daha sağlıklı mitokondri işlevi sergiledi.
HENÜZ EKSİKSİZ DEĞİL
Ancak teknik hâlâ eksiksiz değil. CRISPR kesitleri vakit zaman sağlıklı kromozomları da etkileyebiliyor, bu da “yan etki” riski taşıyor. Araştırmacılar şu anda, kılavuz molekülleri sadece fazla kromozoma bağlanacak formda hassaslaştırmaya çalışıyor. Yani şimdi Down sendromuna deva bulunduğu söylenemese de bu alanda çok büyük bir adım atılmış oldu.
Hashizume, “Kesinlik çok kıymetli. Sistemin sadece fazla kromozomu hedeflediğinden emin olmalıyız. Ayrıyeten bu hücrelerin gerçek biyolojik ortamda uzun vadeli davranışlarını da takip edeceğiz” dedi.
Uzmanlara nazaran, bu teknoloji inançlı ve tesirli hale getirilebilirse, rejeneratif tıpta büyük bir ihtilal olabilir. Örneğin, genetik olarak düzeltilmiş kök hücreler kullanılarak hasarlı dokular onarılabilir ya da hastalıklar yavaşlatılabilir.
ETİK TARTIŞMALAR KAPIDA
Ancak bu bilimsel muvaffakiyet, beraberinde etik soruları da getiriyor. Bilhassa genetik olarak Down sendromunun “ortadan kaldırılması” fikri, hem bireyler hem de aileleri açısından tartışmalı.
İzlanda’da doğum öncesi tarama ve kürtaj kararları nedeniyle Down sendromu neredeyse büsbütün ortadan kalktı. İzlanda Üniversitesi’nden etik profesörü Astridur Stefansdottir, bu sürecin rahatsız edici olduğunu savunarak, “Down sendromlu bireyler bu bahisle ilgili fikirlerini paylaştığında hayli rahatsız olduklarını söylüyorlar. Tıpkı şey aileleri için de geçerli” diyor.
Japon araştırma grubu ise açık formda “amaçlarının Down sendromunu yok etmek değil, genetik düzenleme ile biyolojik yükleri hafifletmek” olduğunu vurguluyor.
ALZHEİMER BAĞLANTISI
Down sendromlu bireylerin çok değerli bir kısmı doğuştan kalp meseleleriyle çaba ediyor. Ayrıyeten tiroit bozuklukları, bağışıklık sistemi düzensizlikleri ve erken Alzheimer riski taşıyorlar.
Bilim beşerlerine nazaran, fazla 21. kromozom Alzheimer’a yol açtığı düşünülen amiloid proteinlerinin üretimini artırıyor. Bu durum, Down sendromluların demansa yakalanma mümkünlüğünü 3 ila 5 kat artırıyor.
Fazladan kromozomun silinmesiyle bu risklerin azaltılması ya da geciktirilmesi hedefleniyor. Lakin klinik uygulamalar için şimdi erken.
“Bu prosedür şimdi hastanelerde yahut tıbbi protokollerde kullanılmaya hazır değil” diyen Hashizume, şunu da ekliyor:
“Ama artık CRISPR teknolojisinin sadece genleri değil, tüm bir kromozomu bile silebildiğini kanıtladık.”
SONRAKİ ADIMLAR
Bilimsel mecmua PNAS Nexus’ta yayınlanan bu çalışma, kromozom seviyesinde gen düzenleme için kıymetli bir dönüm noktası olarak kabul ediliyor.
Araştırma grubu, düzenlenen hücreleri uzun vadeli takip edecek ve bu tekniğin canlı organizmalarda (in vivo) uygulanabilirliğini araştıracak.
