Kalıtsal Hastalıkların Önlenmesinde Bir Umut Işığı: Erken Gen Düzenleme

Bilim insanları, ilk kez, mutasyondan kaynaklanan bir hastalık insan embriyosunun erken aşamalarında kullandıkları bir gen düzenleme tekniğiyle düzeltmeyi başardılar. CRISPR-Cas9 sistemi olarak adlandırılan teknik ile, embriyonik gelişimin ilk aşamlarında ortaya çıkan ve kalp rahatsızlığına sebep olan bir mutasyon düzeltilerek hastalığın gelecek nesillere geçişi engellenebildi.

CRISPR-Cas9 Nedir?

CRISPR-Cas9, bilim dünyasında heyecan yaratan bir genom düzenleme aracıdır. Daha önceki tekniklerden daha hızlı, daha ucuz ve daha yüksek doğruluklu olup, geniş bir potansiyel uygulama yelpazesi vardır. CRISPR-Cas9 genetikçilerin ve tıp araştırmacılarının, genomun çeşitli kısımlarına ekleme, çıkarma ya da DNA dizilimininde değişim yapmalarına olanak tanıyan özgün bir teknolojidir. Şu anda varolan en basit, çok yönlü ve duyarlı genetik manipülasyon yöntemi olduğundan, bilim dünyasında da büyük ilgi görmektedir.

Gen Düzenlemesi İle Hastalığa Sebep Olan Mutasyon Düzeltilebildi

2 Ağustos’ta Nature‘da yayımlanan bir çalışma, laboratuvar ortamında dölleme sonuçlarının geliştirilmesinin yanı sıra, tek bir gende meydana gelen mutasyonlar sonucu ortaya çıkan binlerce genetik hastalığın bazıları için de tedavi yollarının açılmasına öncülük edebilir.

Kök hücre teknolojileri ve gen düzenlemesindeki ilerlemeler sayesinde nihayet milyonlarca insanı etkileyen hastalıklara neden olan mutasyonlara dair derinlemesine çalışmalar yürütülmeye başlandı.

Gen düzenleme araçları, bir takım hastalıkları potansiyel olarak tedavi etme gücüne sahip olsa da, bilim insanları, kısmen, istenmeyen mutasyonların germ hücreleri (yumurta ve sperm olacak hücreler) hattına girmesini önlemek için dikkatli bir şekilde ilerliyorlar.

Hipertrofik kardiyomiyopati (HCM), genç atletlerin en yaygın ani ölüm sebeplerinden birisidir ve neredeyse her 500 insandan birini etkiler. Hastalık, MYBPC3 geninde meydana gelen baskın bir mutasyondan kaynaklanır ve genellikle de artık çok geç oluncaya kadar saptanamaz. MYBPC3 geninin mutasyonlu kopyasına sahip insanlar, bu geni kendi çocuklarına geçirme şansının yüzde 50’sine sahip olduklarından, gendeki mutasyon embriyolarda düzeltilebilir ve böylelikle de hastalık, yalnızca çocuklarda değil aynı zamanda atasal olarak da bir sonraki nesile geçişi önlenmiş olur.

Araştırmacılar, HCM’li bir erkek tarafından bağışlanan deri biyopsisinden indükte pluripotent kök hücreler oluşturdu ve onarım için doğrudan MYBPC3 geninin mutasyonlu kopyasını hedefleyen CRISPR-Cas9’a dayanan bir gen düzenleme stratejisi geliştirdi. Hedeflenen mutasyonlu MYBPC3 geni, Cas9 enzimiyle kesildi ve donörün hücrelerindeki kendi DNA onarım mekanizmalarına bir sonraki hücre bölünmesi sırasında mutasyonu düzeltmesi olanağı tanındı.

Gen düzenlemesinden önce yeni döllenmiş yumurtalar (solda) ve gen düzenlemesinden sonra embriyolar ve hücre bölünmesinin birkaç turu (sağda). (Görsel: OHSU/Mitalipov lab)

Laboratuvar ortamında dölleme teknikleri kullanılarak, donörün spermiyle yeni döllenen sağlıklı donör yumurtalara, en iyi performans gösteren gen düzenleme bileşenlerini enjekte edildi. Sonrasında ise, araştırmacılar, mutasyonun ne kadar etkili bir şekilde onarıldığını görmek için, erken embriyolardaki tüm hücreleri tek hücrelik çözünürlükte analiz ettiler.

Analizler neticesinde, her şeyin yolunda olduğu, tekniğin oldukça etkin ve güvenli bir biçimde çalıştığı gözlemlendi. Yalnızca embriyonik hücrelerde yüksek bir yüzdede onarım sağlanmakla kalınmadığı, aynı zamanda da gen düzenlemesinin hedeflenmeyen mutasyonlarda ve genom düzeninde herhangi bir komplikasyona neden olmadığı görüldü. Buna ek olarak, araştırmacılar, onarımın, embriyonun tüm hücrelerinde sürekli olarak oluştuğundan emin olmak için sağlam bir strateji geliştirdiler, çünkü noktasal onarımlar bazı hücrelerin mutasyonu taşımasına neden olabiliyordu.

Her ne kadar bir petri kabında kültürlenmiş hasta hücrelerindeki başarı oranı düşük olsa da, gen düzeltmesinin, MYBPC3 geninin bir kopyasının mutasyona uğramış olduğu embriyoların son derece sağlam oldukları gözlemlendi. Bunun bir nedeni, mutasyona uğramış gen kopyasının CRISPR-Cas9 uygulanmış enzimatik kesiminden sonra, embriyo kendi onarımlarını başlattı. Ekip, embriyonun, verilen sentetik DNA şablonunu kullanmak yerine, şaşırtıcı bir şekilde, mutasyon geçirmiş parçayı onarmak için genin mevcut sağlıklı kopyasını tercihen kullandığını tespit etti. Kullanılan teknik, erken embriyolara özgü bir DNA onarım tepkisinden yararlanarak hastalık yaratan gen mutasyonunu başarılı bir şekilde onardı.

Elde edilen sonuçlar her ne kadar umut verici olsa da, bunlar çok ön sonuçlar ve beklenmedik etkilerin ortaya çıkmaması için daha fazla araştırma yapılması gerekecek. Araştırmacılar, uygulanan prosedürün güvenlik ve etkinliğini ve tekniğin diğer mutasyonlardaki etkinliğini de değerlendirmeye devam ediyor.

Bu yazının kaynağı: BilimFili.com “Kalıtsal Hastalıkların Önlenmesinde Bir Umut Işığı: Erken Gen Düzenleme ”

https://bilimfili.com/kalitsal-hastaliklarin-onlenmesinde-bir-umut-isigi-erken-gen-duzenleme/

One thought on “Kalıtsal Hastalıkların Önlenmesinde Bir Umut Işığı: Erken Gen Düzenleme”

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir