Gen Düzenleme Teknolojisi

2020 Nobel Kimya ödülünün verildiği, DNA’da ameliyat yapabilen teknoloji olarak anılan, gen düzenleme yahut gen cerrahisi olarak da isimlendirilen CRISPR/Cas9 gen mühendisliği, (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-Düzenli Aralıklı Kümelenmiş Kısa Tekrarlamalı Palindromik Diziler) tabiatta bakterilerin bağışıklık sisteminde bulunan bir sistemden ilham alınarak geliştirilmiştir. Bu düzenek, bakterilerin, virüslerin genetik malzemesini hatırlamalarına ve daha sonraki enfeksiyonlara karşı savunma geliştirmelerine imkan tanır.

Cas9 proteininin fonksiyonu, hedeflenen DNA'yı kesme yeteneği ve bir RNA rehberi ile belirlenmiş, hedeflenen bölgeye yönlendirilme özelliğinden gelir.

Cas9 proteininin izolasyonu ve üretimi, öncelikle Streptococcus pyogenes üzere bakterilerden elde edilen genetik malzeme üzerinden gerçekleştirilir. İzole edilen genetik gerecin DNA dizisi belirlenir ve bir vektör sistemi aracılığıyla çoğaltılabilir hale getirilir. Bu genetik malzeme daha sonra genetik olarak değiştirilmiş organizmalarda (örn. bakterilerde) okutularak Cas9 proteininin üretimi sağlanır. Üretilen Cas9 proteinleri daha sonra hücrelerden izole edilerek CRISPR teknolojisi, DNA'da taşınan genetik bilginin proteine çevrilmesi ile bağlı süreçlerde yer alan ve nükleik bir asit olan RNA'nın yapısındaki bozuk dizilimin, bedene verilen bir RNA kesici ve onarıcı ile değiştirilmesi prensibine dayanmaktadır.

İnsan bedeninde 75 bin farklı genetik bozukluğun hastalıklara neden olduğu düşünülmekte olup, bu hastalıklar 7 bin farklı az ya da genetik hastalık olarak isimlendirilen rahatsızlıkların ortaya çıkmasına sebep olmaktadır.

Yapılan araştırmalarda, CRISPR gen mühendisliği ile 7 bin hastalığın yaklaşık %90’ının tedavi edilebileceğini göstermiştir. Bilhassa, kalıtsal körlük, antibiyotiğe dirençli bakteriler, kanser, sickle hücre anemisi, talasemi üzere genetik kan hastalıkları, nöromüsküler hastalıklar, SMA, DMD üzere hastalıkların
temelinde yatan genetik bozukluklar dahil, birçok hastalığın tedavisi ya da uygunlaştırılması üzerine çalışılmaktadır. Ayrıyeten, Şizofreni, Parkinson ve Alzheimer üzere hastalıklarda da gen tedavilerinin yapılabileceğiyle ilgili birçok çalışma bulunmaktadır.

Son yıllarda yapılan bir çalışmada, maymunlarda verilen tek doz tedavi ile aylarca sürecek kolesterol düşürülmesinin başarıldığı görülmüş, makus kolesterol (LDL) %60, karaciğerdeki PCSK-9 düzeyi %90 oranında düşürülmüştür.

Amerikan Kalp Derneği tarafından düzenlenen bir konferansta, Verve-101 isimli tek seferlik gen düzenleme aşısıyla, hücre içindeki DNA kısımlarının silinip, tekrar yazılması sonucunda, LDL’nin %50 azaltılabileceği ve aşının tek seferde, uzun müddetli ve muhtemelen kalıcı tesir sağlayabileceği açıklanmıştır.
Günümüzde kalp krizi ve felç üzere hastalıklara neden olan makus kolesterole karşı statin sınıfı ilaçlar kullanılmaktadır. MIT Technology Review’da yayınlanan bir makalede ise, kalp-damar hastalıklarına karşı gen düzenleme teknolojisinin bir dönüm noktası olduğu belirtilmektedir.

Türkiye’de de çeşitli laboratuvarlarda insan hastalıkları, tarım teknolojileri ve hayvanlarda bu metodun kullanılabileceğine dair çalışmalar sürdürülmektedir.

Bazı ülkelerde ise bilhassa insan embriyosu ve üreme hücrelerinin düzenlenmesi için yalnızca deneysel çalışmalara müsaade verilmekte olup, bu çalışmaların sonucunda, o hücre ve embriyonun ortadan kaldırılması
zorunluluğu getirilmiştir. Gen düzenlemesi, hangi tipte, göz ve saç renginde ya da zekâ düzeyinde insanların ortaya çıkabileceği üzere konular nedeniyle hala etik olarak tartışılsa da, Birleşik Krallık kısa bir müddet evvel gen düzenlemesi ile tedavi onayı vermiştir.

Bu uygulama laboratuvar ortamından klinik uygulamalara geçmiş olup, evvelce tedavi edilemeyen hastalıklar için büyük bir umut kaynağı olmuştur. Lakin, birçoğu hala deneysel etapta olan bu uygulamaların, standart tedaviler olarak sunulabilmesi için daha fazla araştırma ve klinik çalışmalara gereksinim duyulmaktadır.