Optimize edilmiş DNA düzenleme yöntemi gen terapisini basitleştirebilir.
Şimdiye kadar biyomedikal bilim insanları, genetik mühendisliği yöntemlerini kullanarak DNA’daki yalnızca birkaç düzine baz çiftini değiştirebiliyordu. Artık binlerce baz çifti içeren daha büyük DNA bölümlerini aynı anda yerleştirebiliyorlar
Evrensel araç: Biyomedikal bilim insanları, gelecekte tam genlerin insan hücrelerinin genomuna yerleştirilebilmesi veya değiştirilebilmesi için bir genetik mühendisliği yöntemini optimize ettiler. Bu, genetik kusurların onarılmasını kolaylaştırır ve örneğin kistik fibroz gibi kalıtsal hastalıklarda istenmeyen yan etkileri azaltır. Çalışma, aynı semptomlara sahip çeşitli genetik bozukluklara karşı daha basit ve daha ucuz standart tedavinin yolunu açabilir.
Çok sayıda hastalığa gen mutasyonları, genetik kusurlar veya eksik genler neden olur. Örneğin yüzlerce farklı mutasyonun, şu anda tedavisi mümkün olmayan metabolik hastalık kistik fibrozunu tetiklediği biliniyor. Biyomedikal bilim insanları genomdaki bu değişiklikleri çözebilmek için bir süredir çeşitli gen terapisi yöntemleri üzerinde çalışıyorlar.
Bunlardan biri, Crispr/Cas gen makasının daha da geliştirilmiş hali olan ve 200 baz çiftine kadar gen bölümlerinin artık insan genomuna hatasız olarak eklenebildiği, çıkarılabildiği veya değiştirilebildiği prime düzenlemedir. Bu, birçok küçük mutasyonun hedefe yönelik bir şekilde düzeltilebileceği anlamına gelir.
Amaç: genlerin tamamını değiştirmek
Ancak genlerin tamamını genoma eklemek henüz mümkün olmadı. Çünkü bunlar genellikle önemli ölçüde daha uzundur ve yalnızca birkaç yüz değil çoğu zaman binlerce baz çifti içerir. Ancak araştırmacılar diğer genetik hastalıkları tedavi edebilmek için bunun mümkün olabileceği bir yöntem arıyorlar.
Gen terapisi, genlerin tamamının eklenmesi veya değiştirilmesiyle çevredeki DNA üzerindeki etkiyi de azaltacaktır. Bu, onarılan DNA bölümlerinin doğru şekilde düzenlenmesi ve genlerin ne çok fazla ne de çok az olmak üzere doğru zamanda okunma olasılığını artırır.
Yardımcı enzimler sayesinde gen aktarımı
Böyle bir terapiyi mümkün kılmak için, MIT Broad Institute ve Harvard Üniversitesi’nden David Liu liderliğindeki araştırmacılar, 2021’de prime düzenleme yöntemini uyarladılar. PASSIGE (prime-editing-assisted site spesifik integraz gen düzenleme) olarak adlandırılan yaklaşımları, özel enzimlerin (rekombinazlar) bağlanabileceği genomun içine özellikle kısa DNA bölümleri ekler. Bu moleküler yardımcılar daha sonra daha uzun DNA dizilerinin genomda istenen yerlere tam olarak yerleştirilmesini kolaylaştırır.
Yöntem halihazırda gen terapisinin kapsamını genişletiyor ancak şu ana kadar yalnızca insan vücudundaki çok az sayıda hücreyle çalışıyor. Liu ve Broad Institute’den ilk yazar Smriti Pandey liderliğindeki araştırma ekibi, şimdi PASSIGE yöntemini daha verimli hale getirmek için daha fazla ayarlama yaptı. Bunu yapmak için laboratuvardaki araştırmacılar, orijinal enzimden önemli ölçüde daha hızlı çalışan rekombinaz Bxb1’in bir varyantını geliştirdiler.
Daha verimli gen yerleştirme
Sonuç: EeBxb1 adı verilen enzim varyantı, vakaların ortalama yüzde 23’ünde uzun DNA bölümlerini insan veya fare hücrelerine başarıyla yerleştirdi. Bu, ekibin bildirdiğine göre, eePASSIGE adı verilen yöntemin orijinal PASSIGE yönteminden yaklaşık dört kat daha verimli olduğu anlamına geliyor. Bağ dokusunun fibroblastları gibi bireysel hücre tiplerinde verimlilik yüzde 30 veya daha fazladır. Bu, tüm gen ölçeğinde genetik değişikliklerin artık çok daha kolay hale geldiği anlamına geliyor.
yazar Liu, “Bu, memeli hücrelerinde terapötik olarak kullanılabilecek programlanabilir hedefli gen entegrasyonunun ilk örneklerinden biridir” diyor. “Bu düzeyde bir verimlilikle, çoğu olmasa da çoğu genetik kusurun iyileştirilebileceğini veya tedavi edilebileceğini bekliyoruz.”
Tüm kusurlar için tek tip gen terapisi?
Bu durumda büyük avantaj, birçok farklı mutasyonun neden olabileceği kistik fibroz gibi hastalıklarda aynı tedavinin tüm hastalar için kullanılabilmesi olacaktır. O zaman genetik bozukluğa bağlı olarak özenle oluşturulmuş bireysel gen terapisine artık gerek kalmayacaktır. Bunun yerine, etkilenen herkese tamamen yeni, sağlam bir gen verilecek.
Yöntemin yaygın olarak kullanılabilmesi için öncelikle laboratuvardaki hücre kültürlerinden elde edilen bulguların klinik çalışmalarda test edilmesi gerekiyor. Pandey ve meslektaşları şimdi büyük miktardaki DNA’yı spesifik olarak vücutta istenilen yere taşımak için daha ileri hazırlık çalışmaları yürütmek istiyorlar.
Biyotıp için esnek araç
EePASSIGE yöntemi teorik olarak temel biyolojik araştırmalarda ve diğer tıbbi amaçlar için de kullanılabilir. Pandey, “Bu sistem, genlerin hastalara uygulanmadan önce vücut dışındaki hücrelere tam olarak yerleştirilebildiği hücre tedavileri için umut verici fırsatlar sunuyor” diye açıklıyor. Broad Institute’tan ortak yazar Daniel Gao, “EePASSIGE’in yüksek verimliliği ve çok yönlülüğü, yeni bir genomik ilaç kategorisine olanak sağlayabilir” diye ekliyor. (Doğa Biyomedikal Mühendisliği, 2024)
Kaynak: Broad Institute (MIT ve Harvard Üniversitesi)
Not:Bundan sonra herkes kendine uygun gelin veya damat arayışına başlar..! :))