Bir klinik araştırmanın sonuçları, CRISPR-Cas9 gen düzenleme mekanizmasının hastalık tedavisinde kullanılmak üzere doğrudan vücuda yerleştirilebileceğini gösteriyor.
Söz konusu araştırma, CRISPR-Cas9 bileşenlerinin kan dolaşımına verilmesi durumunda tekniğin güvenli ve etkili bir biçimde işleyebileceğini gösteren ilk çalışma konumundadır. Klinik çalışmada transtiretin amiloidoz adı verilen, nadir ve ölümcül hastalığa sahip altı kişi, gen düzenleme mekanizması kullanılarak tedavi edilmeye çalışıldı. Hastaların tümünde hastalıkla ilişkili bir proteinin seviyesinde düşüş yaşandı. Tedavinin dozu artırıldığında TTR adı verilen proteinin seviyesinde yüzde 87’lik bir düşüş yaşandığı görüldü.
CRISPR–Cas9 ile ilişkili deneylerden elde edilen önceki sonuçlar, tekniğin vücuttan çıkarılmış hücreler üzerinde kullanılabileceğine işaret etmişti. Bu durumda katılımcıların vücudundan çıkarılmış hücreler düzenlenip katılımcılara yeniden veriliyordu. Fakat genleri vücut içerisinde düzenleyebilmek, daha geniş bir hastalık yelpazesine karşı tedavi geliştirilmesini sağlayacaktır.
MIT’de biyomedikal mühendisi olarak çalışmalarını sürdüren olan Daniel Anderson, “Bu alan için önemli bir an, tıpta yeni bir dönem” diyerek çalışmanın önemini vurgulamaktadır.
Tedavi edilemeyenleri tedavi etmek
Transtiretin amiloidoz hastalığı, TTR proteinlerinin yanlış bir şekilde katlanıp birikerek organların çalışma mekanizmasına müdahale etmesiyle ortaya çıkar. Hastalık esas olarak kalbe ve sinirlere saldırır. Hastalık kalıtsal olabildiği gibi mutasyonlarla da ortaya çıkabilir. Hastalığın kalıtsal versiyonu dünya üzerinde yaklaşık 50.000 kişiyi etkilemektedir. Buna ek olarak TTR geninde meydana gelen 100’ün üzerindeki mutasyon transtiretin amiloidoz hastalığı ile bağlantılıdır. Bu hastalık kalp rahatsızlıklarına, ağrıya ve organ işlevlerini etkilemesi nedeniyle ölüme sebep olabilir. Yaklaşık 25 yıldır farklı formlardaki amiloidoz hastalıklarına sahip olan hastalarını tedavi etmek için çalışan nefrolog Julian Gillmore, “Bu kesinlikle korkunç bir hastalık. Birkaç yıl öncesine kadar hastalar daha da kötüleşip hayatını kaybediyordu” açıklamalarında bulundu.
Hastalığın yıkıcılığı, bilim dünyasını yeni tedavi metotları geliştirmeye yöneltti. Transtiretin amiloidoz tedavisi için hastalığına neden olan genleri devre dışı bırakmayı amaçlayan yeni teknolojiler ana çalışma konusu haline geldi. Transtiretin amiloidoz belirli bir proteinin üretimiyle bağlantılıdır. Eğer o proteinin üretimi durdurulursa, semptomlar da ilerlemeyi durdurur. Fakat bazı durumlarda mekanizma işlemeye devam edebilir.
Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi, transtiretin amiloidozu tedavisinde kullanılmak üzere geliştirilen ve her ikisi de söz konusu proteini kodlayan haberci RNA moleküllerini hedef alarak TTR üretimi azaltan iki ilaca 2018 yılında kullanım onayı verdi. Fakat bu ilaçlar TTR moleküllerini yaklaşık yüzde 80 oranında azaltıp sağkalım süresini uzatsa da, TTR düzeylerinin düşük bir seviyede tutulabilmesi için hastaların ilacı rutin olarak kullanması gerekir. Etkinlikleri gösterilmiş olsa da ilaçlar her zaman hastalığın ilerlemesi durdurmayabilir. Bu durumda vücut içerisindeki pek çok mekanizma etkili olabilir.
TTR proteinlerinin çoğu, ilaçları kandan emen, kanı bu anlamıyla temizleyen karaciğerde üretilir. Bu özellik hastalığa karşı CRISPR kullanımı için bir anahtar konumundadır. CRISPR–Cas9, hastalıklar için yeni ve son derece etkin tedavi metotları geliştirmenin bir yolu olsa da belirli sınırlılıkları vardır. Tekniği uygulayabilmek için Cas9 adı verilen ve DNA’yı kesen bir enzim ve onu DNA’da hedeflenen bölgeye yönlendirecek bir kılavuz RNA’ya ihtiyaç vardır. Tüm bu yapılar bozulmadan korunacak biçimde paketlenmeli ve vücutta hedeflenen bölgeye gönderilmelidir.
TTR üretiminde yüzde 96’ya varan azalma
Çalışmada, kılavuz RNA ve Cas9 proteini karaciğer tarafından alınabilen lipit yapıdaki moleküller ile kaplandı. Mekanizma şöyle işlemekteydi: Hedeflenen bölgeye bozulmadan ulaşan kılavuz RNA, TTR genini kesecek olan Cas9’u hedef gene gönderir. Hücrenin DNA onarım süreçleri bir süre sonra DNA’daki kırılmayı onarır fakat bu onarım sırasında çalışmada hedeflenen geni (TTR geni) devre dışı bırakabilecek ve TTR proteininin üretimini durdurabilecek hatalar meydana gelebilir. Böylece hastalığın temel nedeni ortadan kaldırılır veya etkisi çok yüksek bir oranda azaltılabilir.
Çalışmada CRISPR-Cas9 kullanılarak tedavi edilen katılımcılarda TTR proteini üretimi azaldı. Tedaviyi yüksek dozda alan bir katılımcıda ise TTR proteini düzeyi yüzde 96 oranında azaldı.
Araştırmacılar, daha fazla katılımcıyla çalışmalarını genişleteceklerini ve CRISPR-Cas9 kullanılarak tedavi edilen katılımcıların sağlık durumlarının uzun bir süre boyunca takip edileceğini söylüyor. Böylelikle CRISPR-Cas9’un hastalıklara karşı doğrudan kullanımı için teknolojinin güvenliği kapsamlı bir biçimde izlenebilir. Yine de bu çalışma hastalıklara karşı CRISPR teknolojileri kullanımı konusunda önemli veriler sunmaktadır. Gelecekte sadece transtiretin amiloidozu için değil, diğer hastalıkların veya bozuklukların tedavisinde CRISPR teknolojileri kullanılabilir.
Kaynak: https://www.nature.com/articles/d41586-021-01776-4
NOT: CRISPR teknolojileri doğada bakterilerin virüslerden korunmak için kullandığı mekanizmanın laboratuvar koşullarına uyarlanmasıyla ortaya çıktı, gelişti ve günümüzde gen düzenleme konusunda başat araçlardan biri konuma geldi. Geliştiricilerine 2020 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü verildi. CRISPR teknolojilerinin yeni mekanizmaların keşfi, hastalıklara karşı daha etkin tedavi metotlarının geliştirilmesi gibi pek çok sürece önemli katkılar sağlayabileceği düşünülüyor. Bu konudaki çalışmalardan elde edilen bulgular da savı güçlendirmektedir. Fakat CRISPR kullanımının etik boyutları da tartışmalara konu oluyor. Bir yanı ile CRISPR’ın tartışmalı bir teknoloji olduğu düşünülse de, teknolojinin güvenlikli kullanımıyla belki de CRISPR’dan haberimizin olmadığı bir dünyada üstesinden gelemeyeceğimiz hastalıkların tedavisi için CRISPR’lı dünyada son derece etkin çözümler üretebiliriz. Tüm bunları gelecekteki araştırmalar ve bilimi besleyecek düzeydeki tartışmalar gösterecek. Gelecekte CRISPR’ın hastalık tedavisi için doğrudan kullanımı gibi noktalara gelene kadar biz, -CRISPR’ın tersine- kestirip atmadan mekanizmayı anlamaya, konuyla ilgili çalışmaları takip etmeye ve bilimsel olanın peşinden gitmeye devam edelim.
