Yakında genlerimizi değiştirmek mümkün olacak
Rastgele seçilmiş iki insanın genetik kodunun yüzde 99.9’u aynıdır. Yüzde 0.1’lik farklılıkları da ‘sandöviç’ ile ‘sandviç’ yazmak arasındaki farklar gibi düşünebilirsiniz. Fakat ufak görünen bu değişikliklerin sağlığımız üzerinde büyük etkileri olabilir. Araştırmalar sayesinde “Eğer bir geninizin kodu ‘sandöviç’ şekilde yazılmışsa şu hastalığa yakalanma riskiniz daha yüksek” diyebiliyoruz. Peki, ya risk oluşturan genlerimizi değiştirmemiz mümkün olsaydı? Ya sandöviç’teki ö’yü silebilseydik? Bugünkü konumuz, bunu gerçekleştirmemizi sağlayacak Crispr-Cas sistemi! (“Krispır-Kas” diye okunuyor.)
CRISPR-CAS
Moleküler biyolojiyle uzaktan yakından alakası olan herkes 2012’den beri bu teknikten bahsediyor. Bu tekniği tüp bebek yöntemiyle birleştirerek genetik hastalıkları daha anne karnına konmadan düzeltebiliriz. 2015’te Çin’de araştırmacılar insan embriyolarında tam olarak bunu denedi, genetik bozuklukları düzeltmeye çalıştılar. Aslında Crispr-Cas tekniği henüz geliştirilme aşamasında olduğu için pürüzler tam giderilmemişti ve bunu denemek için biraz erkendi. Zaten girişim pek başarılı olmadı. Mart 2017’de Çin’den başka bir grup, kısmen başarılı oldu. Teknik çalışmıştı çalışmasına ama düzeltme sadece bazı hücrelerde işe yaramıştı. Ayrıca yan etki olarak yanlışlıkla başka değişiklikler de yapılmıştı. Temmuz 2017’de Amerika’dan bir grup bu sorunları büyük ölçüde halletti, yani tüm hücrelerde istenen etkiyi yan etkisiz olarak gördü. Hipertrofik kardiyomiyopati, yani kalp kası hastalığına yol açan bir genetik bozukluğu düzelttiler. Önümüzdeki yıllarda anemi, Duchenne kas distrofisi gibi genetik temeli olan pek çok hastalığı düzeltmek için çalışmalar planlanıyor. Tabii ki bu çalışmalar yapay dölleme seanslarından elde edilen kullanılmayacak embriyolar üzerinde yapılıyorveya gönüllülerin araştırmalar için bağışladığı yumurta ve sperm kullanılıyor. Elde edilen embriyolar şimdilik anneye yerleştirilmiyor.
Bazı araştırmacılar etik açıdan bu tekniğe hazır olmadığımızı ve yapılan genetik değişiklikler kalıcı olacağı için çok sıkı kontrol altında olması gerektiğini söylüyor. Diğer bir deyişle “designer bebekler” dönemine girilmesinden korkuyorlar; çocuğumuzun saç rengini, göz rengini, zekâsını kendimiz tasarlayabileceğimiz bir döneme. Teknik, şimdilik sadece hastalığa yol açan genetik bozuklukların tedavisinde kullanılacak gibi görünüyor. Ama hastalık kabul etmek için sınırı nereye koyacağımız ileride tartışmalara yol açabilir.
Crispr-Cas sistemini kullanan tedaviler, laboratuvardan kliniğe geçişi ne zaman yapacak, değiştirilen embriyolar ne zaman bir anneye aktarılıp doğum gerçekleşecek göreceğiz. Beklerken, CrisprCas sisteminin ilginç keşif hikâyesine bakalım.
NASIL KEŞFEDİLDİ?
Her şey 1993’de Francisco Mojica’nin, İspanya’daki Santa Pola Tuz Gölü’nde yaşayan Haloferax mediterranei isimli bir mikroorganizmayı incelemesiyle başlıyor. Mojica, bu canlıların genetik koduna baktığı zaman, bazı dizilimlerin devamlı tekrarladığını fark ediyor. 2000 yılına geldiğimizde toplam 20 değişik çeşit bakterinin DNA’sında benzer tekrarların bulunduğu ve bu dizilimlerin yakınında ‘cas’ adı verilen bir bakteri geni olduğu biliniyor. Bu tekrarların işlevi bilinmiyor, ama bu kadar çok değişik bakteride varsa herhalde bir işe yarıyordur diye düşünülüyor. Tekrarlara Crispr ismi veriliyor (“Clustered regularly interspaced short palindromic repeats”, baş harfleri Crispr).
2005’te bu tekrarların bir kısmının aslında virüsgenlerinden parçalar olduğu fark ediliyor. Virüsler, bakteri hücrelerine sızarak bakteriyi parçalarlar. Şaşırtıcı bir şekilde, bakterinin genetik kodundaki tekrarların birer “Hırsız aranıyor” posteri olduğu anlaşılıyor. Bakteri, daha önce bu virüsle karşılaşıp kurtulmuşsa, virüsün bir parçasını genetik kodunda saklayarak hafızasına kaydetmiş. ‘Cas’ geni ise moleküler bir makas. Makas, o posterdeki resme benzeyen hırsızı (yani virüsü) arıyor ve buluyor; virüsün DNA’sını keserek yok ediyor. Yani bakteride X virüsüne ait gen kayıtlıysa, bakteri kolayca virüse karşı galip geliyor, X virüsü bakteriyi öldüremiyor! Y virüsünün dizilimi bakteride yoksa, çoğu bakteri Y virüsüne yenik düşüyor. Uzun lafın kısası, CrisprCas, bakterilerin bağışıklık sistemi.
BİLİMSÜRPRİZ DOLU
Her şey meraklı bir soruyla başladı: “Bakterilerin DNA’sındaki garip tekrarların işlevi nedir?” Bunu öğrenmenin bir işe yaramayacağını ve sadece hastalıklara çözüm arayan araştırmalar yapılması gerektiğini düşü- nen, temel bilim araştırmalarının önemini kavrayamayan çok kişi var. Ama gördüğünüz gibi basit bir sorunun cevabı, beklenmedik bir şekilde bilimde çığır açtı. Meraka dayalı, temel araştırmalardan Crispr-Cas gibi önemli keşiflerin çıkmasının tarihte pek çok örneği var.Sadece hastalıklarla ilgili araştırmalara değil, temel bilim araştırmalarına da kaynak ayırmak çok önemli.
Bu buluşun etkisi çok büyük olacak ve etik sınırları tartışılacak. Belki de ileride doktorumuz bize diyecek ki: “Doğmamış çocuğunuzun genlerini Alzheimer’a yakalanma riskini düşürecek şekilde değiştirebiliriz. 500 lira daha ödeyerek bu özelliği paketinize eklemek ister miydiniz?”
BAKTERİDEN İNSANLARA
Bilim insanları, Crispr-Cas ile insanlar ve hayvanlarda gen değiştirme hayalleri kurmaya başladı. Plan şu: Makasla DNA’da istediğimiz yere kesik atacağız, hücre kesiği onarırken geni bizim istediğimiz şekilde değiştirecek. Bu şekilde gen değiş- tirmek zaten Crispr-Cas’tan önce de mümkündü, ama kullanılan makaslara nereyi keseceğini anlatmak 6 ay ve binlerce dolar gerektiriyordu. Crispr-Cas sistemiyle ise birkaç gün ve 75 dolar yeterli. Böylece araştırmacılar moleküler makaslara virüs DNA’sı yerine istedikleri DNA dizilimini kestirmek için çalışmalara başlıyor. 2012’de UC Berkeley’den Jennifer Doudna ve Avrupa’dan Emmanuelle Charpentier test tüpü içinde istedikleri DNA dizilimini kesmeyi başarıyor. 2013’te Harvard’dan Feng Zhang bu sistemi insan hücrelerinde kullanılır hale getiriyor. Sonrasında Doudna-Charpentier ikilisi ve Zhang esaslı bir patent kavgasına tutuşuyorlar. En son Amerikan patent ofisi Zhang’e patenti vermişti, ancak haklı itirazlar oldu. Avrupa patent ofisi ise Doudna-Charpentier ikilisini seçecek gibi görünürken Millipore Sigma isimli bir şirket, ön plana çıkmaya başladı. Araştırmalar için hedef, bu makasları daha da seçici hale getirebilmek, istenmeyen yerlerin kesilmesini önlemek ve laboratuvardan klinik tedavilere geçebilmek.
