MIT’li araştımacılar, CRISPR genetik düzenleme sistemlerini hücre içinde derinleştirebilen ve DNA üzerindeki işlevlerini gerçekleştiren nanopartikül geliştirmişlerdir ve konuyla ilgili makale Nature Biotechnology’nin Kasım sayısında yayınlanmıştır.
Çalışmada, farelerde bazı genleri değiştirmek için bu nanopartiküller gen düzenleme sistemleriyle kullanılmıştır. Şimdiye kadar, genetik düzenleme sistemlerini, bilim insanlarının bu amaç kullanmak için modifiye ettikleri virüsler taşımıştır. Bu senaryoda kullanılmak üzere nanopartiküllerin geliştirilmesiyle birlikte artık karmaşık viral tabanlı dağıtım sistemlerine ihtiyaç kalmamıştır.
Şekil: MIT’li araştırmacılar yeni yaptıkları bir çalışmayla, CRISPR genom düzenleme sistemini taşıyabilen ve genleri özel olarak modifiye edebilen, taşıma için virüs kullanılması ihtiyacını ortadan kaldıran nanopartiküller geliştirmişlerdir (görsel kaynağı: MIT).
Araştırmaya, test farelerinin karaciğer hücrelerinin neredeyse %80’inde spesifik genleri çıkarmak için CRISPR sistemini taşıyan bu nanopartikülleri kullanan, Koch Enstitüsü araştırmacılarından Hao Yin ve arkadaşları liderlik etmiştir. Uzmanlar bunun şimdiye kadar CRISPR ile elde edilen benzeri görülmemiş bir başarı olduğunu belirtmişlerdir. MIT Kimya Mühendisliği bölümünde doçent ve MIT Koch Enstitüsü Kanser Araştırması ve Tıbbi Mühendislik ve Bilim Merkezi (IMES) üyesi olan Daniel Anderson; “Burda gerçekten heyecan verici olan, yetişkin bir hayvanın karaciğeri içinde DNA’yı kalıcı ve özel olarak düzenlemek için kullanılabilecek bir nanopartikül oluşturabildiğimizi göstermemizdir” demiştir.
Ekip, kolesterol düzeylerini kontrol eden Pcsk9 adlı belirli bir hedeflemişlerdir. Bu gen değiştiğinde ya da mutasyon geçirdiğinde, “baskın ailessel hiperkolesterolemi” olarak adlandırılan bozulmuş kolesterol kontrol seviyeleri durumu meydana gelir. Bu durumda kullanılmak üzere onaylanmış iki ilaç bulunmaktadır. Bu ilaçlar saldırgan geni inhibe edecek şekilde hareket eder. Bununla birlikte, hastalığın kontrolü için sürekli olarak alınması gerekir. Araştırmacılar, bu genleri düzenlemek ve mutasyona uğramış parçaları çıkarmak için bu nanopartiküllerin kullanılmasının sorunu tek seferde çözebileceğini düşünmüşlerdir. Ayrıca gelecekte, gen aracılıklı diğer karaciğer hastalıkları da araştırmacıların yeni keşfettikleri bu teknikle tedavi edilebilir.
Geliştirilen nanopartiküller, DNA’yı kesen ve Cas9 adı verilen enzimi taşır. Taşıyıcı nanopartikül ayrıca, Cas9’u, mutasyona uğramış geni kesip düzenleyebileceği spesifik bir alana yönlendirebilen kısa bir RNA sekansı içerir. Ekibin, Anderson ve Yin’in liderliğinde geliştirdikleri bu geleneksel virüs kullanımı olmaksızın kurulan taşıma sistemi ilk işleri değildir. 2014 yılında, yetişkin bir hayvanda CRISPR gen düzenleme aracını kullanarak karaciğer bozukluğu tirozinemisini tedavi etmek için de benzer bir dağıtım sistemi geliştirmişlerdir. Bu dağıtım sistemi, karaciğerin bazı bölümlerine zarar verebilecek yüksek basınçlı bir enjeksiyon tekniği kullanır. Bu yöntemdeki hasar oluşumu, CRISPR enzimini yönlendirebilen kısa haberci RNA’nın kullanılmasıyla engellenmiştir ve artık yüksek basınçlı enjeksiyon kullanımına duyulan ihtiyacı ortadan kaldırmıştır.
Anderson’a göre, viral olmayan bir dağıtım sisteminin geliştirilmesi hayati önem taşımaktadır. Anderson, bu virüslerin bir kere kullanılmasından sonra vücudun onlara karşı antikor geliştirebileceğini de belirtmiştir. Dolayısıyla bu durum bir dahaki sefere onların kullanımında zorluklar meydana getirecektir. Vücut, etkisiz hale getirmek için viral araca karşı bir reaksiyon verebilir. Yin, ekibin Cas9’u tespit etme, rehberlik etme ve aktivitesini geliştirme kabiliyetini artırmak için kısa RNA’yı modifiye ettiğini belirtmiştir. Böylece, ekledikleri karaciğer hücrelerinin yüzde 80’ini başarıyla değiştirebilmişlerdir. Bu, farelerin toplam kolesterol düzeylerinde %35’lik bir düşüşe yol açmıştır.
Anderson, karaciğerin çeşitli hastalıkların “kaynağı” olan yaşamsal bir organ olduğunu söylemiş ve eklemiştir eğer DNA karaciğer fonksiyonel olduğunda bu teknik kullanılarak yeniden programlanabilirse, birçok hastalık tedavi edilebilir.
Çeviri: Aslıhan Esra Bildirici
Bu makaleyi 3 dakikada okuyabilirsiniz.
Yönetici 