Anasayfa / Genetik / CRISPR Genetik Aracı Musküler Distrofili Farelerin İyileştirilmesine Yardımcı Oldu

CRISPR Genetik Aracı Musküler Distrofili Farelerin İyileştirilmesine Yardımcı Oldu

crisprr

CRISPR olarak bilinen yeni genetik düzenleme yöntemi bir ilke daha imza attı: bilim insanları bu yöntemi kullanarak fareler üzerinde ciddi bir kas hastalığını iyileştirmeyi başardılar. Science dergisinde yayınlanan üç farklı makaleye göre, bilim insanları CRISPR yöntemini kullanarak farelerde Duchenne musküler distrofi (DMD) hastalığına neden olan genin hatalı bölümünü kesip çıkarmayı başardılar ve böylece farelerin vazgeçilmez bir kas proteinini üretmesini sağladılar. Bu deneylerle CRISPR ilk defa tüm vücuda ulaştırılmış ve genetik bir hastalığı olan yetişkin bir canlı tedavi edilmiştir.

DMD özellikle erkek çocukları etkileyen ve distrofin proteinini kodlayan gendeki bir hatadan dolayı ortaya çıkan bir hastalıktır. Distrofin kas liflerini koruyan ve güçlendiren vazgeçilmez bir proteindir. Distrofin eksikliğinde iskelet ve kalp kasları zamanla zarar görür ve ölür. DMD hastaları, hastalık ilerledikçe önce tekerlekli sandalyeye, hastalığın ileri aşamalarında ise solunum cihazına ihtiyaç duyar ve 25 yaş civarında da hayatını kaybeder. Bu nadir hastalık genellikle distrofin genini oluşturan 79 eksonda (DNA’nın protein kodlayan bölümü) meydana gelen eksiklikler veya başka kusurlar sonucu ortaya çıkar.

 

Bilim insanları bu hastalık için henüz bir tedavi yöntemi bulamamıştır. Hastalığın ilerlemesini durdurmak amacıyla yeteri miktarda kas yapıcı kök hücrenin doğru dokuya aktarılmasının zannedilenden daha zor olduğu ortaya çıkmıştır. Bozuk bir genin doğru bir örneğini hücrelerin içine aktarmak için virüslerin kullanıldığı alışılagelmiş gen terapisi yöntemi, çok büyük olmasından dolayı bütün distrofin genini yerine koymak için kullanılamaz. Bazı gen terapistleri DMD hastalarına küçük bir distrofin geni aktarmayı umuyorlar. Bu küçük gen (veya mikro gen) daha kısa olmasına rağmen yine de işlevsel bir distrofin proteini üretecek ve hastalığın şiddetini azaltacaktır. Bazı ilaç firmaları, hücrelerin DNA okuma mekanizmalarının distrofin genindeki hatalı eksonları atlamasını, ve bu vazgeçilmez proteinin daha kısa bir versiyonunu üretmesini sağlayan bileşimler üretmişlerdir. Ancak ekson-atlayıcı adındaki bu ilaçlar yan etkileri yüzünden ve klinik çalışmalarda kas performansını yalnızca az miktarda iyileştirdiklerinden sağlık bakanlıklarının desteğini henüz alamamıştır.

Şimdi ise CRISPR genetik aleti sahneye çıkmıştır. Science dergisinin “2015 yılının buluşu” olarak adlandırdığı teknoloji RNA dizisi’nin cas9 adındaki bir enzimi genomun belirli bir yerine yönlendirmesine dayanır. Cas9 enzimi gittiği yerde DNA’yı makas gibi keser. Hücreler kesilmiş DNA’yı, ya kesilmiş uçları tekrar birleştirerek ya da şablon olarak verilen yeni bir DNA parçasını kullanarak ve yeni bir dizi oluşturarak onarır. Bilim insanları CRISPR tekniğini daha önce hayvanlardan ve insanlardan alınan hücrelerdeki bazı genetik bozuklukları onarmak için ve yetişkin bir farede karaciğer hastalığını tedavi etmek için kullanmışlardır. Ve gecen yıl, bilim insanları, CRISPR’ın hatalı distrofin genini, fare embriyolarında onarabileceğini ispatlamışlardır.

Ancak CRISPR’ı DMD hastalığı olan insanları tedavi etmek için kullanmak pek de mantıklı görünmemektedir çünkü yetişkin kas hücreleri genellikle bölünmez ve dolayısıyla gen ekleme veya onarımı için gerekli olan DNA onarım mekanizmaları da çalışmamaktadır. Ancak CRISPR hatalı bir eksonu kesip çıkarmak için kullanılabilir. Böylece hücrenin gen okuma mekanizması kısaltılmış bir distrofin proteini üretir ki bu da ekson atlama veya mikro gen yöntemlerine benzer.

Bu üç araştırma ekibi de tam olarak DMD’li genç farelerde bunu yapmışlardır. Dallas’taki Teksas Üniversitesi Southwestern Tıp Merkezinden Eric Olson’un ekibinde çalışan doktora öğrencisi Chengzu Long ve çalışma arkadaşları, zararsız adeno ilintili virüs’ü kullanarak CRISPR’ın rehber RNA’sını ve Cas9 enzimini kodlayan DNA’yı farelerin kas hücrelerine aktarmış ve hatalı eksonu kesip çikarmalarını sağlamışlardır. Kaslarına veya dolaşım sistemlerine CRISPR taşıyan virüs enjekte edilmiş olan farelerin kalp ve iskelet kas hücreleri kısa da olsa distrofin proteini üretmiştir. Ayrıca işlem görmüş fareler, işlem görmemiş farelere göre kas gücünü ölçen testlerde de daha yüksek performans göstermiştir. Her ikisi de Harvard ve Cambridge, Massachusetts Broad Enstitüsü’nden CRISPR öncüsü Feng Zhang ile birlikte çalışan Kuzey Karolayna’daki Duke Üniversitesi’nde Biyomedikal Mühendis Charles Gersbach’ın öncülüğündeki ekip ve Harvard kök hücre araştırmacısı Amy Wagers de buna benzer bulgular elde etmişlerdir. CRISPR’ın doğru bir şekilde çalışıyor olması da güven vericidir; araştırmacılardan hiç biri fazla miktarda hedef dışı etkiye, yani genomun istenmeyen yerlerinde meydana gelebilecek ve zararlı olabilecek kesiklere rastlamamışlardır.

musküler iyileşme CRISPR
Distrofili , Normal , Kısmen İyileşmiş Fare Hücreleri (CRISPR)

Wagers ekibi ayrıca distrofin geninin yetişkin kas dokusunu yenileyen kas kök hücrelerinde de distrofin geninin onarılabildiğini göstermişlerdir. Wagers’e göre “Bu çok önemli bir olgudur çünkü yetişkin kas hücreleri zamanla aşındığı için CRISPR’ın tedavi edici etkisi ortadan kalkabilir”

Bu işlem kesin bir tedavi değildir: CRISPR’ın enjekte edildiği fareler kas testlerinde normal fareler kadar iyi sonuç vermemişlerdir. Ancak Gersbach’a göre “bu daha ilk adım ve bu tekniğin iyileştirilmesi için yapılabilecek sayısız düzenleme var”. Olson’a göre de DMD hastalarının %80’i hatalı bir eksonun genlerinden çıkarılmasından yarar görebilir. Fakat klinik çalışmalar ancak yıllar sonra başlayabilecek gibi görünüyor. Olson’un ekibinin şimdiki planı CRIPSR’ın insanlarda görülen distrofin genindeki farklı mutasyonları tamir etmede aynı performansı gösterip göstermeyeceğini sorgulamak. Bir sonraki adım ise bu yaklaşımın fareden daha büyük hayvanlarda da güvenli ve etkili olup olmadığını araştırmak.

Elde edilen bu sonuçlar, diğer kas hastalıkları üzerine çalışan bilim insanlarını da cesaretlendirmiş gibi görünüyor. Kolumbus’taki Nationwide Çocuk Hastanesi’nden Jerry Mendell “Bu üç ekibin yaptığı çalışmalar toplu olarak bu yaklaşımın klinik çalışmalara aktarılması açısından çok umut verici görünüyor” diyor. Kanada’daki Toronto Hasta Çocuklar Hastanesi’nden Ronald Cohn da ekliyor: “Hepimizin kafasındaki soru CRISPR genetik düzenleme yönteminin yaşayan bir canlının iskelet kaslarında çalışıp çalışmayacağıydı. Bu yeni çalışmalar ileriye yönelik son derece heyecan verici birer adım teşkil ediyor.”

Kaynak :Sciencemag

Facebook Yorumları

Hakkında Özge Özkaya

Moleküler Genetik alanında altı yıl araştırmacı olarak çalıştıktan sonra asıl ilgimi çeken şeyin bilim iletişimi olduğunu farkettim. Moleküler Biyoloji ve Genetik alanındaki gelişmelerle ilgili yazılar yazıyor ve başka kaynaklar için yazdığım yazıları Gerçek Bilim okuyucuları için Türkçe’ye çeviriyorum.

İLGİNİZİ ÇEKEBİLİR

Çevreniz Sigarayı Bırakmanıza Engel Oluyor Olabilir

Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre her yıl sigara kullanımına bağlı ölümlerin sayısının HIV’in, uyuşturucu ve …

Zekice bir yorum yapmak ister misin?

  1. Hayırlısı

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.