CRISPR/Cas9 son dönemlerde sıkça adı geçen bir teknik oldu. Kuvvetle muhtemeldir ki, ‘neymiş bu yahu?’ diye merak edip çoktan açıp baktınız, ama yine de kısa bir tanımlama yapalım.
CRIPSR/Cas9 tekniği, aslında biyolojiden malzeme bilimine kadar birçok alanda en çok kullandığımız yöntemle, yani doğayı taklit ederek geliştirilmiş bir genom biçimlendirme (genome editing) yöntemi. Bir prokaryot olan bakterilerin avı oldukları virüslere karşı bir savunma mekanizması olarak kullandıkları bu sistem, düzenli aralıklı yinelenen palindromik DNA dizilerinden (CRISPR) ve bu dizileri tanıyarak onlara bağlanan ve kesen proteinlerden (Cas, ‘cascade protein’den geliyor) oluşuyor. Peki, bu diziler nedir? Bakteriler, karşılaştıkları virüslerin genetik materyalindeki dizileri kopyalayıp kendi genetik materyallerine ekleyebiliyorlar. Bu sayede, nasıl aşı, bağışıklık hafızasını kullanarak sonraki enfeksiyonlarda bize koruma sağlıyorsa, bakteriler de bu yöntemle virüslerden korunuyorlar. Başka bir soru, bu sistemi kendi istediğimiz bir diziyi değiştirmesi için nasıl kullanabiliyoruz? Sistemi yönlendiren bir rehber RNA (guide RNA) var ve bu RNA dizisini istediğiniz gibi oluşturmanız mümkün. Sonrasında, Cas9 enzimi hedefe kitleniyor ve hedef DNA’yı iki tarafından kesiyor. Bu sayede, dizi işlevsiz hale geliyor. Buradaki kesiğe, ekleme-çıkartma yapmak da mümkün hale geliyor. Önceki gen biçimlendirme metotlarının en büyük sıkıntısının doğru hedefi yüksek hassaslıkla bulamaması olduğu düşünülürse, CRISPR/Cas9 sistemi karanlık bir odayı aydınlatan bir lamba adeta.
CRISPR/Cas9 tekniği 2013 yılında pratiğe koyulduğundan beri, binlerce uygulama alanı geliştirildi. Fare ve insan hücre hatlarında genleri etkisiz hale getirerek başlayan bilimsel gelişmeler, biyoyakıt üretiminden zirai ürün iyileştirmesine kadar birçok alanda denendi. 2016 yılında ABD Ulusal Sağlık Enstitüsü, T bağışıklık hücresi içeren kanser tedavilerinde CRISPR sisteminin kullanılmasına yeşil ışık yaktı.
Şimdiyse, uygulama alanlarına bir yenisi eklenecek gibi duruyor. 30 Ağustos’ta Science dergisinde yayımlanan bir çalışmaya göre, CRISPR/Cas9 köpeklerde Duchenne kas distrofisini tersine döndürmeyi başardı. Distrofi, kelime anlamı olarak doku bozulması anlamına geliyor ve Duchenne kas distrofisi (Duchenne muscular dystrophy, DMD), kas erimelerinin en sık görülen türü. Erkeklerde daha fazla görülüyor ve çocuk yaşta başlıyor. Vakaların yarısından fazlası kalıtsal yolla aktarılmakta ve bilinen bir tedavisi henüz yok.
Teksas Üniversitesi Southwestern Tıbbi Merkezi’nden araştırmacılar, köpeklerde kas erimesini kayda değer ölçüde geriletmeyi başarmışlar. İlk kez memelilerde bu denli bir başarı elde edildiği için oldukça heyecanlı bir haber. Distrofin adı verilen proteinin normal seviyenin %15’i oranında geri döndürülmesi yeterli bir eşik olarak görülürken, oran bazı kas gruplarında %92’ye kadar çıkmış. Araştırmacılardan Rejeneratif Bilim ve Tıp Merkezi Başkanı Dr. Eric Olson’a göre, “DMD’li çocuklar, genellikle kalp veya diyafram kaslarının çalışmamasından ölüyor. Böylesi bir onarım, bunun olmasını engelleyebilir.” DMD’li hastaların 30’lu yaşları zor gördüğü bir gerçek ve hayatlarının son yıllarını da solunum cihazına bağlı halde geçiriyorlar.
Dr. Olson ve takım arkadaşları daha önceden fare ve insan hücrelerinde distrofin genindeki bozukluğu gidermeyi başarmışlar. Devam filminde ise, genetik bozukluğu taşıyan dört köpek kullanılmış ve CRISPR/Cas9 bileşenleri, gen tedavisinde sıkça kullanılan adeno-associated virüsü tarafından distrofin geninin 51. Eksonuna (ekson, genlerin protein kodlamada görevli alt birimlerine verilen ad) taşınmış. Eksik olan protein birkaç hafta içinde üretilmeye başlanmış ve kalpte normal üretimin %92’sine, diyaframda da %58’ine ulaşmış.
Çalışma henüz kavram ispatı, yani temel bilim seviyesinde. Araştırmacıların öncelikli amaçları, proteinin uzun süre zarfında da üretilip üretilmeyeceği ve yan etkilerin olup olmadığını iyice anlamak. Yine de, klinik araştırmalar yakın görünüyor. CRISPR/Cas9 sistemi ayrıca, genetik hastalıklara (hemofili, Akdeniz anemisi, orak hücre anemisi, kistik fibrozis, vb.), antibiyotik direncine, Down sendromu gibi kromozom bozukluklarına, organ reddine karşı da kullanılabilir. Hatta İsviçre bazlı CRISPR Therapeutics firması, bu yılın Mayıs ayında Akdeniz anemisi üzerine klinik deneylere başlamak için onay almış durumda.
Kaynak: sciencedaily.com
Yorumlar