Son yıllarda genetiği değiştirilmiş organizmalarla ilgili daha çok aleyhte yazıları medyada sık görüyoruz. Börtü böceğin genetiği değiştirilmesin diye feveran edilirken (bu arada ben de GDO’lu gıdalara karşıyım), son 3 yıldır bilim dünyası insanın genetiğini değiştirecek kolay bir yöntemi bulmasıyla çalkalanıyor. İnanılmaz bir değişim kapımızda ve bunu durdurmak bence artık mümkün değil.
Gen Mühendisliği benim Cerrahpaşa Tıp Fakültesinin kazandığım 90’lı yılların başında oldukça popüler olmuştu, ancak genleri düzeltmenin o kadar da kolay olmadığı anlaşılınca o dönemki şaşalı günleri sönmüştü. Genler hakkında az çok bilgimiz olsa da gelin isterseniz size basitleştirilmiş bilgisayar diliyle gen nedir ondan bahsedeyim.
Gen her hücremizde bulunan bilgi. Bu bilgi bilgisayarlarımızda da var ve bunu transistörlerin açık veya kapalı olmasıyla saklayabiliyoruz. 1, açık demek,0 kapalı demek. Mesela “B” harfi yazmak istiyorsanız 100 0010, kodunu kullanabiliriz. Yani ilk transistör, buna da lamba diyelim, açık, sonraki 4 lamba kapalı, sonraki bir lamba açık, diğeri kapalı. Alıştığımız bir dil değil, ama en basit hali bu. Peki gende bu durum ne? Lamba açık veya kapalı yerine 4 tane harf kullanıyoruz; bunlara da baz çiftleri denmekte A-T, G-C. Yani birbirine yakın sistemlerden bahsediyoruz. Peki bir insanın tek bir hücresinde bunlardan kaç tane var? Yaklaşık 3milyar tane baz çiftimiz var.
Genlerimizi her hücremizde çoğunlukla aynı bilgiyi içeren bir işletim sistemi olarak da düşünebiliriz. Bu işletim sistemi yaklaşık 25.000 protein programını içermektedir. Bu proteinlerle hayatımızı devam ettirmekteyiz. Bu proteinleri bilgisayarın farklı programları olarak da düşünebiliriz; örneğin bir belgeyi yazdır komutu veya Excel gibi bir program gibi.
Bu 25.000 proteinin kodları ATCGAT gibi yazılmaktadır. Söz ettiğimiz 25.000 proteini kodlayan genler, genomumuzun ancak %1,5’uğunu oluşturmaktadır. Geri kalan %98,5 genetik bilgi her hangi bir protein üretmemektedir, bildiğimiz bir fonksiyonları yoktur, genetik çeşitliliğimizde etkili olduğu düşünülmektedir.
Programların yazılımında bazen farklı bir harf gelebilmektedir; buna single nükleotid polimorfizm denilmektedir. Bu durumda çoğunlukla son ürün etkilenmemektedir: örneğin “Burak” yerine “Buğak” yazsam, yine aynı anlaşılır. Bazen de kaymalar, silinmeler, araya harf eklenmeleri olmaktadır: “Rakbu”, “Buk”, Burddddak”. Bu durumda ürün değişebilmektedir. İşte tüm bunlar hastalıklara yatkınlığa, hastalıklara, kansere neden olabilmektedir.
Gelelim CRISPR-Cas9 sistemine
2 yıl önce İsveç’in Umeå Üniversitesinden Emmanuelle Charpentier ve Berkeley California Üniversitesinden Jennifer Doudna ortak çalışmalarıyla genlerin kolayca ve hızlıca düzenlenebilecek bir sistem geliştirmeleri ile bir çığır açılmış oldu.
CRISPR’in açılımı clustered regularly interspaced short palindromic repeats; bu sistem bakterilerin virüslere karşı kullandığı bir silah olması nedeniyle 1987’den beri biliyoruz. CRISPR’in son kısmı palindromik tekrarlar, yani tersinin tekrarını gösteriyor. Yani, BURAK-KARUB oluyor. Halbuki, genetik dışı kullanımda palindrom tersinden aynı okunan kelimelere denmektedir, örneğin KAYAK.
Cas ise, CRISPR associated genes, CRISPR ilişkili genler demek. Bu sistemin kolaylığı tek bir enzimle (Cas9) bütün işlemin bitmesi.
Konu o kadar heyecan verici ki, inanılmaz miktarda para bu konu için ayrılmış durumda. Örneğin Editas Sağlık bu işe 43 milyon dolar ayırmıştır (http://editasmedicine.com/about.php).
İşlem Nasıl?
Değişiklik yapılacak sıçan embryosu alınır, değiştirilecek gen için uygun CRISPR aleti (Cas9 ve klavuz RNA) embryo için mikroenjekte edilir. Sistem, değiştirilecek DNA bölgesini bulur ve değişikliği yapar. Embryo anne rahmine yerleştirilir, genetiği düzenlenmiş yavrunun doğması beklenir.
Bu sistem oldukça basit, ama her denendiğinde çalışmıyor, başarı şansı 1/20. Ama çalışmalar ilerledikçe bu şans daha da yükseleceği düşünülüyor.
Tıbbi Tedavide Rolü Nedir?
Mart 2014’de yayınlanan bir çalışmada CRISPR’den farklı bir (daha zor) sistemle 12 HIV hastasında klinik yanıt gözlenmiştir (http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1300662) .
Genetik bir çok hastalığın bu ytöntemle tedavi edilebileceği düşünülmektedir. Bunun yanında örneğin meme kanseri riskini oldukça arttıran BRCA mutasyonlarının da bu yöntemle düzeltilebileceği, Alzheimer riskini arttıran APOE geni de düzenlenebilecektir.
Son derece heyecanlı, ama bir o kadar da korkutucu bir çağa girdiğimiz kesindir.
http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMcibr1403629
Scientific American , December 2014. s 26-30
Uzm. Dr. Burak Uzel 