Ana sayfa Bilim Gündemi CRISPR temelli gen terapisi farelerde kronik ağrıyı azalttı

CRISPR temelli gen terapisi farelerde kronik ağrıyı azalttı

200
(Johan Jarnestad / İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi)

Bir araştırmaya göre, CRISPR temelli gen baskılama tekniği farelerde ağrıyı azaltabilir. Bu terapi, insanlarda kullanılmaktan hâlâ çok uzak olsa da, biliminsanları bunun aylarca ve yıllarca süren kronik ağrıyı dindirmek için gelecek vaat eden bir yaklaşım olduğunu söylüyorlar. Kronik ağrı tipik olarak, bağımlılığa yol açabilen, bir örneği de morfin olan opioidlerle tedavi edilmektedir.

Santiago’daki Şili Papalık Katolik Üniversitesi’nde (Pontifical Catholic University of Chile, Santiago) ağrı uzmanı olan ve çalışmaya dahil olmayan Margarita Calvo, “Ağrıyı tedavi etmek için elimizde olan en iyi ilaçların, bizde başka bir hastalığa sebep olması büyük bir zorluk” diyor. CRISPR temelli bu tekniğin bu sebeple heyecan verici olduğunu söylüyor.

Biliminsanları, bir insanın genomunu kan hastalıkları ve bazı kalıtsal körlük formlarını tedavi amaçlı düzenleyen CRISPR terapilerini halihazırda değerlendirmekteler. CRISPR’ın yeni versiyonu genleri direk olarak düzenlemiyor, genlerin ekspresyonunu yani ifade edilmelerini durduruyor ve bu nedenle (etkisinin ne kadar süreceği belirsiz olsa da) kalıcı değişikliklere neden olmamakta.

Ağrıyı hedeflemede yeni bir yol
Bazı araştırmalar, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki nüfusun yüzde elliye varan büyük bir oranının kronik ağrı yaşadığına işaret etmektedir. Bu ağrı, bir kişinin aktivitesini sınırlayarak ve mental sağlığı üzerinde olumsuz etkiler yaratarak, zamanla hasta için zayıflatıcı hale gelebilir. Bu durumun görülme sıklığına rağmen, yan etkilere sebep olmadan rahatlama sağlayabilmek için birkaç seçenek mevcuttur. Bütün bunlara rağmen, doktorlar bağımlılık riski nedeni ile opioidleri reçetelemekten kaçınıyor ve bu da seçenekleri daha da azaltıyor.

Bu zor durum, biyomühendis Ana Moreno ve San Diago’daki Kaliforniya Üniversitesi’nden meslektaşlarına alternatif bir tedavi arayışı için ilham verdi. Sıcak bir tavaya dokunmak ya da sivri bir nesneyle dürtülmek gibi uyaranlar; nöronları, omurilikteki sinirler boyunca, yukarı, yani beyne doğru elektriksel sinyaller yollaması için tetiklendiğinde ağrı beyinde kavranır. Bu, sinir hücresi boyunca bulunan ve iyon kanalları olarak adlandırılan gözenek benzeri açıklıkların, iyonların geçişini sağlamak için açılıp kapandığında meydana gelir ve sinir boyunca bir akım iletir. Kronik ağrı ile, bu yolağın bazı bölümleri hiperaktif hale gelebilir.

Birçok iyon kanalı türü olmasına karşın, çalışmalar Nav1.7 isimli bir sodyum kanalının kronik ağrıda önemli bir rol oynayabileceğini gösterdi. İnsanlar bu sodyum kanalını kodlayan gende mutasyona sahip olduklarında, ya aşırı şiddetli, sürekli bir ağrı yaşarlar ya da hiç ağrı hissetmezler.

Bu yüzden Moreno ve ekibi, nöronların Nav1.7 üretmesini engelleyerek beyne giden ağrı sinyallerini durdurabileceklerini düşündüler. Kimyagerler Nav1.7’yi küçük moleküllü ilaçlar ve antikorlarla bloke etmeye çalıştı; fakat bu terapiler vücutta bulunan ve yapısal olarak Nav1.7’ye benzeyen sodyum kanallarıyla da etkileşime girerek uyuşma ve zayıf koordinasyon gibi yan etkilere sebep oldu. Ancak araştırmacılar genleri titizlikle hedefleyen CRISPR sayesinde, herhangi bir hedef dışı etki olmadan Nav1.7’yi doğrudan hedef alabileceklerini düşündüler.

CRISPR’ın kesinliğini kontrol etmek

Ağrı sinyalleri omurilikte bulunan ve görseldeki yapılara benzeyen nöronlar aracılığıyla beyne iletilir. (Fotoğraf: Jose Calvo/Science Photo Library)

Ekip, normalde CRISPR gen düzenleme sisteminin bir parçası olan Cas9 proteininin modifiye edilmiş bir versiyonuyla çalışmaya başladı. Bu protein, Nav1.7’yi kodlayan DNA dizisini hedefleyebilir, ancak kesemez. Araştırmacılar, modifiye edilmiş Cas9 proteinine, Nav1.7 geninin anlatım yapmasını engelleyen ikinci bir “baskılayıcı” protein bağladılar. Ardından bu sistemi, “adeno ilişkili virüs” (adeno-associated virus) adı verilen ve bu yapıyı hücrelere taşıyabilecek pasif bir virüs içine paketlediler.

Farelere gen susturma terapisinin spinal enjeksiyonlarını yaptılar ve ardından hayvanlara kemoterapi ilaçları veya enflamatuar maddeler enjekte ederek kronik ağrı başlatmaya çalıştılar. Bu fareler ağrılı uyaranlara karşı daha toleranslıydılar. Ekip, kronik ağrıdan muzdarip olan farelerin, tedaviden yararlandığını gösterdi. Örneğin, kemoterapi alan fareler ağrıya çok duyarlı bir hale geldi, ancak tek bir gen terapisi enjeksiyonundan sonra bu duyarlılığı kaybettiler.

Science Translational Medicine‘da yayınlanan araştırmaya göre ağrı giderimi, bazı vakalarda, enjeksiyondan sonra 44 hafta süreyle devam ediyordu. Calvo, tedavinin diğer sodyum kanallarını kapatmadan, Nav1.7 ekspresyonunu düşürdüğünü, farelerin ağrı dışında herhangi bir hissi kaybetmediğini ve başka hiçbir yan etki görülmediği ifade ediyor.

Heyecanlarına rağmen bilim insanları, bu sonuçların hâlâ başlangıç niteliğinde olduğunu ve farelerde gözlemlenen ağrı gideriminin insanlarda görülüp görülmeyeceğini bilmedikleri söylüyor. Yale Üniversitesi’nde nörobilimci olan Sulayman Dib-Hajj, “Bu bize, kronik ağrının tedavisinde gen terapisi yaklaşımlarının, insanlarda işe yarayabileceği konusunda umut veriyor; fakat daha fazla çalışma yapılması gerekiyor” diyor.

Kaynak: https://www.nature.com/articles/d41586-021-00644-5