Mie Üniversitesi'nden araştırmacıların, CRISPR-Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanarak yaptığı bir atılım sosyal medyada büyük yankı uyandırdı.
Japonya'nın Down sendromuna çare bulduğu yönündeki iddialar sosyal 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 devrim yaratan bir gen düzenleme teknolojisi. Yöntem hücrelerin DNA’sında belirli hedef bölgeleri tanıyıp makas gibi keserek genetik bilgiyi değiştirmeyi mümkün kılıyor.
Mie Üniversitesi araştırmacıları, işte bu yöntemi kullanarak laboratuvar ortamında Down sendromlu hücrelerden fazladan 21. kromozomu başarıyla çıkardı. Down sendromu, 21. kromozomun fazladan bir kopyasıyla (toplamda üç adet) oluşan genetik bir durum. Bu fazla kromozom, hücre bölünmesi sırasında oluşan bir hata nedeniyle ortaya çıkıyor ve bireyin genetik yapısında gelişimsel ve sağlıkla ilgili çeşitli farklılıklara yol açıyor.
Son gelişme ise Down sendromu tedavisinde gelecekteki yaklaşımları köklü biçimde değiştirebilecek bilimsel bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.
CRISPR NASIL ÇALIŞIR?
Sistemin temelinde iki ana bileşen yer alıyor: Rehber RNA (guide RNA) ve Cas9 adlı bir enzim.
Rehber RNA, DNA’daki hedeflenen belirli gen dizisini bulmakla görevli; adeta genetik bir adres etiketi gibi çalışıyor. Cas9 enzimi ise bu hedeflenen noktada DNA’yı kesiyor. Oluşan bu kesik, hücrenin doğal onarım mekanizmaları tarafından tamir edilirken, bilim insanları bu süreci kullanarak genetik materyale yeni bilgiler ekleyebilir, hatalı bir geni düzeltebilir ya da tamamen susturabilir.
CRISPR-Cas9’un en büyük avantajı, genetik değişiklikleri çok daha hızlı, az maliyetli ve hassas bir şekilde yapabilmesi. Bu nedenle hem temel bilim araştırmalarında hem de hastalıkların genetik düzeyde tedavisi için geliştirilen yeni yöntemlerde yoğun 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 gibi çeşitli sağlık sorunlarına yol açıyor.
Araştırma ekibinin lideri Ryotaro Hashizume, CRISPR-Cas9 sistemini, hücrelerde yalnızca fazla olan kromozomu tanıyacak şekilde özelleştirdi. Hashizume, “CRISPR sistemimizi yalnızca ekstra kromozomu hedef alacak şekilde tasarladık. Amacımız fazla genetik materyali temizlemek ve hücrenin gen ifadesinin normale dönüp dönmediğini gözlemlemekti” dedi.
NE KADAR BAŞARILI OLDU?
Kazinform Uluslararası Haber Ajansı'na göre ilk deneyler laboratuvar ortamında üretilen kök hücreler üzerinde yapıldı. Fazladan kromozom çıkarıldıktan sonra, gen ve protein üretimi normale döndü.
Özellikle sinir sistemi gelişimiyle ilgili genlerin aktivitesinde artış, metabolizma ile ilgili genlerde ise baskılanma gözlemlendi. Bu durum, Down sendromunun fetüsün beyin gelişimini bozduğuna dair önceki araştırmalarla da tutarlıydı.
Ekip, deneylerini kök hücrelerin ötesine taşıyarak Down sendromlu bireylerden alınan deri hücrelerinde (fibroblast) de uyguladı. Bu hücrelerde de fazla kromozom başarıyla çıkarıldı.
Hashizume, “Bu, çok umut verici bir sonuç. Farklılaşmış hücrelerde bile kromozom düzeltmesi sağladık. Bu, yöntemin farklı doku türlerinde de kullanılabileceğini gösteriyor” diye konuştu.
Düzenlenen hücreler daha hızlı büyüdü, daha az hücre stresi ve yaşlanma belirtisi gösterdi ve daha sağlıklı mitokondri fonksiyonu sergiledi.
HENÜZ MÜKEMMEL DEĞİL
Ancak teknik hâlâ mükemmel değil. CRISPR kesimleri zaman zaman sağlıklı kromozomları da etkileyebiliyor, bu da "yan etki" riski taşıyor. Araştırmacılar şu anda, kılavuz molekülleri yalnızca fazla kromozoma bağlanacak şekilde hassaslaştırmaya çalışıyor. Yani henüz Down sendromuna çare bulunduğu söylenemese de bu alanda çok büyük bir adım atılmış oldu.
Hashizume, "Kesinlik çok önemli. Sistemin yalnızca fazla kromozomu hedeflediğinden emin olmalıyız. Ayrıca bu hücrelerin gerçek biyolojik ortamda uzun vadeli davranışlarını da takip edeceğiz" dedi.
Uzmanlara göre, bu teknoloji güvenli ve etkili hale getirilebilirse, rejeneratif tıpta büyük bir devrim olabilir. Örneğin, genetik olarak düzeltilmiş kök hücreler kullanılarak hasarlı dokular onarılabilir ya da hastalıklar yavaşlatılabilir.
ETİK TARTIŞMALAR KAPIDA
Ancak bu bilimsel başarı, beraberinde etik soruları da getiriyor. Özellikle 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 tamamen ortadan kalktı. İzlanda Üniversitesi’nden etik profesörü Astridur Stefansdottir, bu sürecin rahatsız edici olduğunu savunarak, “Down sendromlu bireyler bu konuyla ilgili düşüncelerini paylaştığında oldukça rahatsız olduklarını söylüyorlar. Aynı şey aileleri için de geçerli” diyor.
Japon araştırma ekibi ise açık şekilde “amaçlarının Down sendromunu yok etmek değil, genetik düzenleme ile biyolojik yükleri hafifletmek” olduğunu vurguluyor.
ALZHEİMER BAĞLANTISI
Down sendromlu bireylerin çok önemli bir kısmı doğuştan kalp sorunlarıyla mücadele ediyor. Ayrıca tiroit bozuklukları, bağışıklık sistemi düzensizlikleri ve erken Alzheimer riski taşıyorlar. Bilim insanlarına göre, fazla 21. kromozom Alzheimer’a yol açtığı düşünülen amiloid proteinlerinin üretimini artırıyor. Bu durum, Down sendromluların demansa yakalanma olasılığını 3 ila 5 kat artırıyor. Fazladan kromozomun silinmesiyle bu risklerin azaltılması ya da geciktirilmesi hedefleniyor. Ancak klinik uygulamalar için henüz erken. “Bu yöntem henüz hastanelerde veya tıbbi protokollerde kullanılmaya hazır değil” diyen Hashizume, şunu da ekliyor: “Ama artık CRISPR teknolojisinin yalnızca genleri değil, tüm bir kromozomu bile silebildiğini kanıtladık.”
SONRAKİ ADIMLAR
Bilimsel dergi PNAS Nexus'ta yayınlanan bu çalışma, kromozom düzeyinde gen düzenleme için önemli bir dönüm noktası olarak kabul ediliyor.
Araştırma ekibi, düzenlenen hücreleri uzun vadeli takip edecek ve bu yöntemin canlı organizmalarda (in vivo) uygulanabilirliğini araştıracak.
Kaynak : NTV