Moleküler Genetik: Gen Terapisi Nedir?

Gen Terapisi

Hastalıkları tedavi etme ya da fiziksel etkilerini azaltma amacıyla hastanın vücuduna genetik materyalin sokulması, tıp tarihinde bir devrim olmuştur.ilk başlarda genetik hastalıkların tedavisi amacıyla planlanan gen terapisi artık, kanser, AIDS gibi diğer pek çok hastalığın tedavisi için de kullanılmaya başlanmıştır.

Genlerin tanımlanması ve genetik mühendisliğinde kaydedilen önemli gelişmeler sonunda bilim adamları artık hastalıklarla savaşabilmek ve onlardan korunabilmek için bazı örneklerde genetik materyali değiştirme aşamasına geldiler.

Gen terapisinin temel amacı, hücrelerin hastalığa yol açan eksik ya da kusurlu genleri yerine, sağlıklı kopyalarının hücreye yerleştirilmesidir.Bu işlem, gerçek anlamda bir devrimdir.Hastaya, genetik bozukluktan kaynaklanan semptomların kontrol edilmesi ve/veya tedavisi için ilaç verilmiyor.Bunun yerine, sorunun kaynağına inilip hastanın bozuk genetik yapısı düzeltilmeye çalışılıyor.

Çeşitli gen terapisi stratejileri olmakla birlikte, başarılı bir gen terapisi için gereken ortak temel elemanlar vardır.Bunların en önemlisi hastalığa neden olan genin belirlenmesi ve klonlanmasıdır."Human Genome Project" olarak adlandırılan ve insanın gen haritasını çıkarmayı amaçlayan proje tamamlandığında, istenilen genlere ulaşmanın çok daha kolay olacağına inanılmaktadır.Genin tanımlanmasından sonraki aşamada, genin hedeflenen hücrelere nakledilmesi ve orada ekspresyonu, yani kodladığı proteinin üretimi gelir.Gen terapisinin öteki önemli elemanlarıysa tedavi edilmek istenilen hastalığı ve gen nakli yapılacak hücreleri iyi tanımak ve gen naklinin olası yan etkilerini anlamaktır.

Gen terapisi iki ana kategoride incelenebilir : Eşey hücresi ve vücut hücresi gen terapisi.Eşey hücresi gen terapisinde, genetik bir bozukluğu önlemek için eşey hücrelerinin ( sperm ya da ovum ) genleri değiştirilir.Bu tip terapide, genlerde yapılan değişiklik kuşaktan kuşağa aktarılabileceğinden, olası bir eşey hücresi gen terapisi hem etik, hem de teknik sorunlar yaratacaktır.Öte yandan vücut hücresi gen terapisi eşey hücrelerini etkilemez; sadece ilgili kişiyi etkiler.Günümüzde yapılan gen terapisi çalışmalarının çoğu vücut hücresi gen terapisidir.

Gen terapisi aynı zamanda bir ilaç taşıma sistemi olarak da kullanılabilir.Burada ilaç, nakledilen genin kodladığı proteindir.Bunun için, istenilen proteini kodlayan bir gen, hastanın DNA'sına yerleştirilebilir.Örneğin ameliyatlarda, pıhtılaşmayı önleyici bir proteini kodlayan gen, ilgili hücrelerin DNA'sına yerleştirilerek, tehlikeli olabilecek kan pıhtılarının oluşumu önlenebilir.

Gen terapisinin ilaç taşınmasında kullanılması, aynı zamanda, hem harcanan güç ve emeği hem de parasal giderleri azaltabilir.Böylece, genlerin ürettiği proteinleri çok miktarda elde etmek, bu ürünleri saflaştırmak, ilaç formülasyonunu yapmak ve bunu hastalara vermek gibi, çok zaman alan karmaşık işlemlere gerek kalmayabilir.

Gen Terapisinin Temel Sorunları

Bilim adamlarına göre gen terapisinin üç temel sorunu var : Gen nakli, gen nakli ve gen nakli.Bu alanda çalışan tüm araştırmacılar, gen nakli için etkili bir yol bulmaya çalışmaktadırlar.

Genleri istenilen hücrelere taşıyabilmek için kullanılan yöntemler genel olarak iki kategoride toplanmaktadır : Fiziksel yöntemler ve biyolojik vektörler.Fiziksel yöntemler, DNA'nın doğrudan doğruya enjeksiyonu, lipozom formülasyonları ve balistik gen enjeksiyonu yöntemlerini içerir.Doğrudan DNA enjeksiyonunda ilgili gen DNA'sını taşıyan plazmit, doğrudan doğruya, örneğin kas içine, enjekte edilir.Yöntem basit olmasına karşın kısıtlı bir uygulama alanı vardır.

Lipozomlar, lipidlerden oluşan moleküllerdir.DNA'yı içlerine alma mekanizmalarına göre iki guruba ayrılırlar : Katyonik lipozomlar ve pH duyarlı lipozomlar.Birinci gurup lipozomlar artı yüklü olduklarından, eksi yüklü olan DNA ile dayanıklı bir kompleks oluştururlar.ikinci gurup lipozomlarsa negatif yüklü olduklarından DNA ile bir kompleks oluşturmaz, ama içlerinde taşırlar.

Parça bombardımanı ya da gen tabancası olarak da adlandırılan balistik DNA enjeksiyonu, ilk olarak bitkilere gen nakli yapmak amacıyla geliştirilmiştir.Bu ilk uygulamalarından sonra, bazı değişiklikler yapılarak memeli hücrelerine gen nakli amacıyla kullanılmaya başlanmıştır.Bu yöntemde, genellikle altın ya da tungstenden oluşan 1 3 mikron boyutunda mikroparçacıklar, tedavi edici geni taşıyan plazmit DNA'sı ile kaplanır, sonra da bu parçacıklara hız kazandırılarak, hücre zarını delip, içeri girmeleri sağlanır.

Basit olmalarına karşın fiziksel yöntemler verimsizdir; ayrıca, yabancı genler, sadece belirli bir süre fonksiyonal kalabilmektedirler.Bu nedenle araştırmacıların çoğu, genellikle virüs kökenli vektörlere yönelmişlerdir."Vektör" kelimesinin bir anlamı da "taşıyıcı"dır.Benzer şekilde, gen terapisinde genleri hücrelere taşıma amacıyla kullanılan ve genetik olarak zararsız hale getirilmiş virüslere de vektör denir.Milyarlarca yıllık evrim sonucunda virüsler, hedefledikleri hücrelere kendi genetik materyallerini aktarmak için etkili yöntemler geliştirmişlerdir, ama ne yazık ki bu işlem duyarlı organizmalarda hastalıkla sonuçlanmaktadır.

Günümüzde yapılan araştırmalarda, virüslerin hastalığa yol açan gen parçalarının yerine, hastaları iyileştirme amacıyla rekombinant genler yerleştirilmektedir.Bu amaçla değiştirilmiş hücreler kullanılmaktadır.Bu hücrelere tedavi edici geni taşıyan bir genetik yapı sokulduğunda, tedavi edici geni içinde taşıyan virüsler elde edilir.Bu şekilde değiştirilmiş virüsler hücreye girmek için kendi yöntemlerini kullanırlar ve genomlarının ekspresyonu sonucu, genin kodladığı protein üretilmeye başlanır.Öte yandan, virüsün kendisini çoğaltmak için ihtiyaç duyduğu genler, tedavi edici genlerle değiştirilmiş olduğundan, virüs çoğalıp hücreyi patlatamaz.Bunu yerine, hücrede virüsün taşıdığı hastalığı düzeltici genin ekspresyonu olur, genin kodladığı protein ( yani ilaç ) üretilir ve genetik bozukluk nedeniyle üretilemeyen proteinin yerini alır.

En çok kullanılan viral vektörler, retrovirüsler, adenovirüsler, herpesvirüsler ( uçuk virüsü ) ve adeno ilişkili virüslerdir.Ama her vektörün kendine özgü dezavantajları vardır : Bölünmeyen hücreleri enfekte edememek ( retrovirüs ) , olumsuz immünolojik etkiler ( adenovirüs ) , sitotoksik etkiler ( herpesvirüs ) ve kısıtlı yabancı genetik materyal taşıyabilme kapasitesi ( adeno ilişkili virüs ) .ideal bir vektörde aranan özellikler yüksek titraj, kolay tasarlanabilme, integre olabilme yeteneği ve gen transkripsiyonunun kontrol edilebiliyor olmasının yanında, imünolojik etkilerin olmamasıdır.

Genlerin Vücuda Sokulma Yöntemleri

Genleri vücuda sokmanın çeşitli yolları vardır : Ex vivo, in vivo ve in situ.Ex vivo gen terapisinde, hastadan alınan hücreler laboratuvar ortamında çoğaltılır ve vektör aracılığıyla iyileştirici genler bu hücrelere nakledilir.Daha sonra, başarılı bir şekilde genleri içine almış hücreler seçilir ve çoğaltılır.Son aşamadaysa, çoğaltılan bu hücreler tekrar hastaya verilir.In vivo ve in situ gen terapisindeyse, genleri taşıyan virüsler doğrudan doğruya kana ya da dokulara verilir.

Engeller
Gen terapisinde, nakledilecek genler hücre içi ve hücre dışı engellerle de başa çıkmak zorundadır.Hücre içi engeller, naklin yapılacağı hücreden kaynaklanır ve hücre zarı, endozom ve çekirdek zarını içerir.Hücre dışı engellerse, belirli dokulardan ve vücudun savunma sisteminden kaynaklanır.Bütün bu engeller, gen transferinin etkinliğini önemli ölçüde azaltır.Bunun ölçüsü, geni taşımakta kullanılan vektör sistemine ve naklin yapılacağı hedef dokuya bağlıdır.

Hücre zarı, geni hücreye sokma işleminde karşılaşılan ilk engeldir.Bu engel aşıldıktan sonra sırada endozomlar bulunur.Vektörün lizozomlara ulaşmadan önce endozomdan kaçması gerekir, yoksa lizozomlar taşınan tedavi edici geni enzimlerle parçalar, etkisiz hale getirirler.En son hücre içi engel çekirdek zarıdır.Yabancı DNA'ların çekirdek zarından içeri girmesi kolay değildir.Çapı 10 nm'den az olan bazı küçük moleküller ve küçük proteinler bu deliklerden kolayca geçebilirken, daha büyük moleküllerin içeriye alınması enerji gerektirir.Yabancı DNA'ların çekirdeğin içine girme mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte, mekanizmanın büyük moleküllerin çekirdeğe alınmasında kullanılan mekanizmaya benzediği tahmin edilmektedir.Çekirdeğin içinde ve sitoplazmada bulunan ve nükleik asitleri parçalayan nükleaz gurubu enzimler de ayrı bir problemdir.

In vivo gen terapisinde, tedavi edici genlerin hastaya direkt yolla verilmesi sonucunda vektörler, hücre içi engellerin yanısıra hücre dışı engellerle de karşılaşırlar.Hücre dışı engeller iki kategoride incelenebilir : Dokuların kendilerine özgü yapıları ve savunma sistemi engelleri.Örneğin bağ dokusu, gen transferi için büyük bir engeldir.Eğer kas dokuya enjeksiyon yapılacaksa, kaslarda bulunan bağ dokusu katmanları, enjekte edilen vektörlerin yayılmasını ve enfekte etme yeteneklerini engeller.Epitel hücreleri vektörlerin daha derinlerdeki hücrelere ulaşmasına olanak vermez.

Serumu oluşturan maddeler de çeşitli gen nakli vektörlerini etkisiz hale getirir.Örneğin çıplak DNA, serumda bulunan pek çok pozitif yüklü proteine bağlanıp etkisiz hale gelebilir.

Serumdaki protein ve nükleik asitleri parçalayan proteaz ve nükleaz enzimleri de gen terapisi vektörlerini parçalayabilir.

In vivo gen terapisinde adenovirüs ya da retrovirüslerin vektör olarak kullanıldığı bazı durumlarda, bunlara karşı vücutta antikor üretildiği gözlenmiştir.Savunma sisteminin etkilerinden kurtulmak için, tedavide savunma sistemini baskılayıcı ilaçlar da kullanılmaktadır, ama onların da bazı sakıncaları vardır.

ilk Gen Terapisi

insanda ilk gen terapisi denemesini 1990'da Dr.French Anderson gerçekleştirdi.Ex vivo gen terapisi stratejisinin kullanıldığı yöntemde, adenozin deaminaz enziminin ( ADA ) eksikliğinden kaynaklanan hastalığın tedavisi amaçlanmıştı.ADA eksikliği, çok seyrek rastlanan genetik bir hastalıktır.Normal ADA geninin ürettiği enzim, savunma sisteminin, normal fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için gereklidir.ADA eksikliği olan hastalarda genin yaban tipi kopyası yoktur ve sahip olunan yetersiz ya da mutant kopyalarsa, işlevsel ADA enzimini üretememektedirler.ADA eksikliğiyle doğan çocuklarda, ciddi boyutlarda bir savunma sistemi sorunu vardır ve sık sık ağır enfeksiyonlara yakalanırlar.En ufak bir virüs enfeksiyonu bile yaşamsal tehlike yaratabilir.Eğer tedavi edilmezse, hastalık genellikle çocuğun birkaç yıl içinde ölümüyle sonuçlanır.

ADA eksikliğinin ilk insan gen terapisi denemesi olarak seçilmesinin bazı nedenleri vardır.Bu hastalık, tek bir gendeki bozukluktan kaynaklanır ve bu durum olası bir gen terapisinin başarı ihtimalini arttırır.Ayrıca bu gen, çok daha karmaşık kontroller altındaki pek çok başka genin aksine, basit bir sistemle kontrol edilmektedir : Sürekli ekspresyon.Enzimin çok az miktarda üretilebilmesi bile klinik yararlar sağlamakta, yüksek miktarda üretilmesiyse zarar vermemektedir.Sonuç olarak, üretilecek ADA proteininin miktarının çok doğru şekilde kontrol edilmesi gerekmez.

Bu ilk insan gen terapisi 2 hasta çocuk üzerinde gerçekleştirildi.Terapide, hastaların hücreleri ( T lenfosit ) alınarak laboratuvar şartlarında doku kültürü yoluyla çoğaltıldı.Daha sonra normal insan ADA geni, retrovirüs vektörü yardımıyla bu hücrelere nakledildi.Virüs hücrelere girerek genetik materyale geni yerleştirdi.Genetik olarak başarıyla değiştirilen hücreler seçilerek, yaklaşık 10 gün boyunca çoğaltıldı.Son aşamada da, düzeltilmiş bu hücreler kan naklini andıran biçimde damardan hastalara geri verildi.Bu işlem, yani T hücrelerinin hastadan alınması, laboratuvar ortamında düzeltilmesi ve hastaya geri verilmesi, tedavinin ilk 10 ayı içinde her 6 8 haftada bir tekrarlandı.Daha sonraysa bu nakillere 6 ile 12 ayda bir devam edildi.Tedavi sonucunda iki çocukta da iyileşme kaydedildi.

Bu ilk insan denemesinden sonra sistik fibrosis, yüksek serum kolesterolü ( hiperkolesterolemi ) , bazı kanserler, ve AIDS gibi hastalıklarla başa çıkmak için gen terapileri tasarlandı.

Kanser tedavisi için bilim adamları, savunma sistemi hücrelerini gen terapisi yoluyla değiştirerek kanserli hücrelerin üzerine göndermeye çalışıyorlar.Amaç, vücuttan alınan bu hücrelerin, kanserle mücadeleyi sağlayan genlerle silahlandırılıp tekrar vücuda verilmesi ve böylece bu hücrelerin kanserle daha iyi savaşmalarını sağlamak.Bu konudaki klinik deneyler sürmektedir.

Alternatif olarak, kanser hücreleri vücuttan alınıp, daha güçlü bir savunma tepkisi çekebilecek şekilde genetik olarak değiştirilebilir.Bu hücreler daha sonra, bir çeşit kanser aşısı gibi reaksiyon göstermeleri umuduyla tekrar vücuda verilebilir.Bu konudaki klinik deneylere başlanmıştır
Öte yandan tümörlere, bunları bazı antibiyotik ve diğer ilaçlar için çekici kılabilecek genler de nakledilebilir.Daha sonra yapılacak ilaç tedavisi, sadece bu genleri taşıyan ( yani kanserli ) hücreleri öldürecektir.Şu anda bu gibi iki klinik deney, beyin tümörlerinin tedavisi amacıyla yürütülmektedir.
Gen terapisi vücudun savunma hücrelerini AIDS virüsüne karşı dirençli hale getirmek için de kullanılabilir.

Gen Terapisinin Riskleri

Virüsler normalde birden fazla hücre çeşidini enfekte edebilirler.Bu nedenle, vücuda genleri taşıyan virüs kökenli vektörler de, sadece hedeflenen hücreleri değil, başka hücreleri de enfekte edip, yeni geni bu istenmeyen hücrelere taşıyabilir.Ayrıca, ne zaman DNA'ya yeni bir gen eklense, bu genin yanlış bir yere yerleşme tehlikesi de vardır.Bu durum, kansere ya da başka bozukluklara yol açabilir.Bundan başka, DNA bir tümöre doğrudan doğruya enjekte edildiğinde, ya da gen nakli için lipozom sistemi kullanıldığında, taşınan yabancı genlerin, çok düşük de olsa istemeyerek eşey hücrelerine girmesi ihtimali vardır.Bu durumda yapılan değişiklik kalıtsal olacak ve sonraki kuşaklara aktarılacaktır.Ancak böyle bir duruma hayvan deneylerinde rastlanmamıştır.Başka bir sorun da, nakli yapılan genin ekspresyonunun çok yüksek oranda olması ve sonucunda da eksikliği hastalığayol açan proteinin yarardan çok zarar getirecek kadar çok miktarda üretilmesi olasılığıdır.

Bilim adamları, bütün bu riskleri ortadan kaldırmak amacıyla hayvan deneyleri yapmaktadırlar.Alınan önlemler başarılı olmuştur, şu ana değin insanlara uygulanan gen terapilerinde bu potansiyel sorunlar görülmemiştir.

Gen Terapisinin Çözüm Bekleyen Sorunları

ilk sorun, genlerin insana verilmesini sağlayacak daha kolay ve etkili yöntemlerin bulunmasıdır.Bir başka sorunsa, nakledilen genin hastanın genetik materyalinin hedeflenen bölgesine yerleşmesini sağlamak ve böylece olası bir kanser ya da başka bir düzensizlik riskini ortadan kaldırmaktır.Bu konudaki başka bir sorun da, yerleştirilen yeni genin vücudun normal fizyolojik sinyalleriyle etkin bir biçimde kontrolünün sağlanmasıdır.Örneğin insülin, doğru zamanda ve doğru miktarda üretilmediği zaman, hastaya yarar yerine zarar getirecektir.

Yukarıda açıklanan yöntemler bugüne değin 300 klinik daneyde 6000 hasta üzerinde kullanılmıştır.Ancak, şu ana değin gerçekten başarılı bir sonuç elde edildiği ileri sürülemez.Bunun bir nedeni, vektörlerin taşıdıkları genin uzun süreli ekspresyonuna izin vermeyişleri, diğeriyse denemelerde etkinlikten çok güvenliğin ön plana çıkmasıdır.Ayrıca, denemelerin büyük bir bölümünün kanser hastalarında yapılmış olması yeni bir sorun yaratmaktadır : Hastaların ölümlerinden dolayı tedaviyi izleyememek.

Şu anki duruma göre, önümüzdeki yıllarda gen terapisindeki eğilim, genleri istenilen hücrelere en etkin biçimde taşıyabilecek vektörlerin dizayn edilmesi yolunda olacak gibi görünüyor.O zaman, gen terapisinin başarılı sonuçlar vereceğine inabiliriz.

Genetik hastalıkların tedavisi

ABD'nin saygın gazetelerinden New York Times Gazetesi'ne göre Amerikalı bilimadamları, maymunlara virüs aracılığıyla gen naklederek, vücudun tedavi amaçlı protein üretmesini sağladılar. Yeni geliştirilen teknik, ileride kanser başta olmak üzere birçok hastalığın tedavisinde kullanılabilecek.
Yeni teknikte, önce bir virüsün içine tedavi amaçlı gen naklediliyor. Daha sonra bu virüs vücuda enjekte ediliyor. Sözkonusu teknik, geçtiğimiz günlerde ABD'nin Philadelphia Kenti'ndeki Pennsylvania Üniversitesi'nin genetik tedavi enstitüsünde, kobay fareler ve makak maymunları üzerinde dönendi.

James H. Wilson liderliğinde yapılan denemede, hayvanlara, iliğin daha fazla alyuvar üretmesini sağlayacak gen nakledildi. Gen naklinde şöyle bir yol izlendi: Genin hedef hücreye taşınmasında "adeno" benzeri sadece iki geni olan bir virüs kullanıldı. Virüs, tehlikeli genleri çıkarılarak baş ve kuyruktan oluşan içi boş bir taşıyıcı haline getirildi.
Hücreye taşınması istenen tedavi amaçlı gen ise, taşıyıcı haline gelmiş virüsün içine yerleştirildi. "Truva Atı" misali, virüsün içine yerleştirilen gen vücuda nakledildi. Böylece "Truva Atı" metoduyla bağışıklık sisteminin geni reddetmesi engellendi.
Virüs sayesinde "erythropoietin" hormonunun üretimini sağlayan gen, hedef kemik hücrelerine taşındı. Erythropoietin hormonu, iliğin daha fazla alyuvar üretmesini sağlıyor. Gen dışarıdan "rapamycin" hapı verilerek çalıştırmaya başlandı. Bir başka deyişle genin harekete geçirilmesi için "rapamycin" takviyesi yapıldı.
"Truva Atı" virüslerle, gen nakledilen maymunlarda yapılan kan ölçümlerinde, genin birkaç gün boyunca aktif olduğu anlaşıldı. Bilimadamları, şimdi genin istendiğinde açılıp, istendiğinde kapanmasını sağlayacak bir anahtar mekanizma üzerinde çalışıyorlar.

Diyaliz hastaları gibi alyuvar seviyesi düşük olan hastalara, düzenli olarak erythropoietin verildiğine işaret eden bilimadamları, gelecekte gen nakli ile bu tedavinin kolaylaşabileceğini söylüyor.
Dr Wilson ve ekibi, sadece alyuvar proteinleri üzerine değil, kanserli hücrelere, akciğer, göz ve karaciğere gen taşıyacak projeler üzerinde de çalışıyor. Gelecekte, kanserden genetik hastalıklara kadar birçok hastalığın, gen terapisiyle tedavi edilebileceği belirtiliyor.

Genetik hastalıkların tedavisinde gelişme:
Üstderi ve altderinin birbirine yapışma eksikliği olan ve ciddi bir tek gen hastalığı olan ''epidermolysis bullosa'' hastasının ilk kez İtalya'da başarıyla tedavi edilmesi, önemli genetik hastalıkların tedavisi konusunda umut ışığı yarattı. Fransız Miyopati Derneği'nden yapılan açıklamada, dünyada 500 binden fazla insanı etkileyen bu genetik hastalıktan muzdarip bir hastanın İtalya'nn Modena Üniversitesi'nden Dr. Michele De Luca başkanlığındaki bir ekip tarafından kök hücre aşılanması yöntemiyle başarıyla tedavi edildiği bildirildi.

Nature Medicine dergisinin internet sayfasında da deri kök hücre aşılanması yöntemiyle tedavinin, kendisini 1 yılda yenileyen işlevsel bir üstderinin oluşmasına olanak sağladığı vurgulandı.
Yöntemin, diğer deri hastalıklarının tedavisine de olanak sağlayabileceği belirtilirken, benzer bir deneyin gelecek yıl Fransa'da da uygulanacağı kaydedildi.
Geneton adı verilen yöntemle bilim insanlarının, genetik hastalıkları kökeni olan 2 bin 200 genden 800 kadarını tanımladıkları ve yerini belirledikleri belirtiliyor.

Gen tedavisinde kullanılan en yeni teknoloji, programlanmış hücreler. Bu teknikte, vücuda verilmesi istenilen gen ilk olarak hücre içerisine yerleştiriliyor. Bunun için virüsler veya mikrokesecikler kullanılıyor. İstenilen gen hücreye yerleştirildikten sonra bu hücreler kültürlerde çoğaltılıyor; belli bir sayıya ulaştıktan sonra da vücuda veriliyorlar. Bu hücreler belirlenen bölgelere yerleşerek gerekli maddenin üretimine başlıyorlar. Bu yöntemde hücreyi istenildiği gibi programlamak ve kontrol etmek mümkün. Programlanan hücredeki gen vücuda verildikten sonra gerektiğinde aktif hale geçebiliyor. Bu yöntemde, kişiden alınan bağ dokusu, beyaz kan hücresi gibi çeşitli hücreler kullanılabiliyor. Genetik yapısı değiştirildikten sonra kas içerisine verilen kas hücreleri buradaki diğer kas hücrelerine yapışarak görev yapıyorlar. Bu hücreler sadece kas hastalıklarının tedavisinde değil, sinir sisteminin çeşitli hastalıklarında ve kanserlerde de kullanılabilir.

Kültürlerde çok sayıda bölünmeye uğrayan, çoğaltılması kolay olan ve istenilen hücre türüne dönüştürülen kök hücreler, son yıllarda gen tedavisinde kullanılıyorlar. Halen ABD’de yapılan hücre programlama ve gen tedavisi çalışmalarının üçte birinde kök hücreler kullanılıyor. Vücut dışında programlanan kök hücrelerle birçok hastalığı tedavi etmek mümkün. Bu yöntemin en çok çalışıldığı konular kanser ve genetik hastalıkların tedavisi. Kök hücrelerin en büyük avantajı kendilerini sürekli yenileyebilmeleri. Böylece, programlanmış olan diğer hücreleri defalarca hastaya vermek yerine kök hücrelerin bir kez verilmesi mümkün oluyor. Bu çalışmalarda halen en sık kullanılan kök hücreler, kan kök hücreleri. Gerek yeni doğan bebeklerden gerekse erişkinlerden en kolay elde edilen kök hücreler bunlar. Programlanan kan kök hücreleri vücuda verildiğinde çeşitli yerlere giderek buralara yerleşiyor. Bunların başında kemik iliği, karaciğer, dalak ve lenf bezecikleri geliyor. Bu nedenle, özellikle kan ve karaciğer hastalıklarının tedavisinde kan kök hücreleri önemli.

Programlanan kök hücreler organ nakillerinde, nakledilen organın reddedilmesini engellemek için de kullanılabiliyorlar. Herhangi bir organ nakledildiğinde kişinin kan hücreleri bu organı tanımlamaya çalışıyorlar. Eğer kişinin hücre duvarındaki moleküller ile nakledilen organdaki moleküller uyum sağlamazsa hücreler alarm durumuna geçiyor ve organa karşı savaş başlatılıyor. Alarm durumundaki hücrelerde birçok gen aktif hale geçerek çeşitli kimyasal maddeler salgılıyor. Yabancı organın tespit edilmesiyle başlatılan bu savaş organın tahrip edilmesiyle sonuçlanıyor. Hücre yüzeyinde bulunan ve yabancı organı tanıyan moleküller veya yabancı organa karşı salgılanan maddeler, hücredeki bir dizi gen tarafından kodlanıyor. Kan hücrelerindeki bu genler devre dışı bırakılırsa, yani iptal edilirse yabancı organa karşı savaş başlatılamıyor. Kişiden alınan kan kök hücrelerindeki genetik yapıyı istenilen şekilde düzenlemek mümkün. Nakledilen organa karşı savaşı yöneten genler baskılanabiliyor veya yapısı değiştirilebiliyor. Genler devre dışı bırakıldıktan sonra bu kök hücreler tekrar kişiye veriliyor. Genetik şifresi istenilen doğrultuda değiştirilmiş olan kan kök hücreleri kemik iliğine yerleşiyor ve burada her çeşit kan hücresini üretmeye başlıyorlar. Yeni oluşan kan hücreleri, kök hücredeki değiştirilmiş genetik yapıyı taşıdıkları için nakledilen organa karşı duyarsız kalıyorlar. Böylece organa karşı savaş başlatılamıyor ve nakledilen organ reddedilmiyor.

GEN TERAPİSİNİN UYGULAMA ALANLARINDAN ÖRNEKLER:

Yumurtalık Kanseri
Yumurtalık kanserlerinin yüzde 57’si, p53 genlerindeki kusurlardan kaynaklanmaktadır. p53 genleri, normal çalıştıklarında hücre gelişimini ve üremeyi kontrol altında tutarak tümör oluşumunu engelleyici olarak görev yaparlar. İleri derecede yumurtalık kanseri olan kadınlarda p53 gen terapisi yöntemini uygulayan uzmanlar, hastaların üçte birinin tümörlerinde yüzde 50 veya daha fazla oranda küçülme gözlemlemişlerdir.

Şeker Hastalığı
Şeker hastalığı gibi bazı hastalıklar da protein hap ile alınamadığı takdirde belirli aralıklarla vücuda enjekte edilmesi gerekir. Oysa gen terapisi yöntemi uygulandığı takdirde bir hücreye DNA enjekte edilir ve hücrenin protein üretmesi sağlanarak, hasta gün boyu iğne olmaktan kurtarılır.

Kalp Krizi
Kalp krizinde ise gen terapisi, atherosiklerozu (damarların kalınlaşması) önlemek ve yeni atardamarları geliştirmek için kullanılır.

Prostat kanseri geni ayrıldı!
Kimin prostat kanserine yakalanma riski olduğu saptanacak. İngiliz bilim adamları, prostat kanserine neden olan geni diğerlerinden ayırmayı başardıklarını açıkladı. Bilim adamları, bu gelişmeyi prostat kanseriyle mücadelede önemli bir adım olarak işaret ettiler. İngiliz bilim adamları, ülkede erkeklerde en çok ölüme yol açan ikinci kanser tipi olan prostat kanserine neden olan geni diğerlerinden ayırmayı başardıklarını açıkladılar. Bunun prostat kanseriyle mücadelede önemli bir adım olduğuna işaret edilirken, söz konusu gelişmenin doktorlara kimin ileriki yıllarda prostat kanserine yakalanma riski bulunduğunu erken anlama imkanı sağlayacağı belirtiliyor.

GSTP1 ADLI GEN TÜRÜ

Tümörün tipine göre, tedaviye nasıl bir yanıt alınacağının anlaşılmasının da mümkün olacağını belirten bilim çevreleri, GSTP1 adlı genin bir türünü taşıyan erkeklerin diğerlerine oranla 2 kat daha fazla erken yaşta prostat kanserine yakalanma riski taşıdıklarını kaydettiler. Araştırmayı yapan ekibin başında yer alan Dr. David Dearnaley, “Bu gelişme doktorlara prostat kanserine yakalanma riski bulunan kişileri bilme imkanı veren son derece heyecan verici bir gelişme” dedi. İstatistikler, prostat kanserinin İngiltere’de her yıl 19 bin 500 erkeği etkisi altına aldığına ve bu kişilerin 9 bin 500’ünün hastalık yüzünden hayatını kaybettiğine dikkati çekiyor. Söz konusu gelişme, aktrist Judie Dench ile MI5’ın eski şeflerinden kadın ajan Stella Rimington tarafından dün hizmete açılan Avrupa’nın ilk Erkek Kanserleri Araştırma Merkezi’nde açılış sırasında duyuruldu.

Şeker hastalığına genetik tedavi
Kemirgenlerde başarılı oldu, insanlar üzerinde denenmesi için 7 yıl beklemek gerekecek. Nature adlı bilim dergisinin haberine göre Kanadalı uzmanlar, kemirgenler üzerinde yaptıkları deneyler sonucunda “tip 1” diye adlandırılan şeker hastalığı türünü “genetik tedavi” yöntemiyle yenmeyi başardılar.

Kanada’nın Calgary Üniversitesi araştırmacıları şeker hastalığının ‘tip 1’ adı verilen türünü genetik tedavi ile durdurdular. Kemirgenler üzerinde yapılan deneylerden alınan sonuçların şeker hastalığı tedavisinde çok önemli bir başarı olduğu ve hiçbir yan etkisi bulunmadığı belirtildi.

Vücutta insülin eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkan şeker hastalığının 2 tipi bulunduğunu kaydeden uzmanlar, “tip 1” olarak adlandırılan türün gençlerde rastlanan şeker olduğunu, “tip 2” nin ise genellikle 45 yaşın üzerindeki insanlarda görüldüğünü belirtiyorlar. Şeker hastalığının “tip 1” olarak adlandırılan türünü durdurmayı başaran Dr. Yoon başkanlığındaki uzmanlar, insülinin iki adet molekül zincirinden sadece birini aldıklarını ve buna, şekeri algılayan karaciğere ait bir element ve ufak bir albümin molekülü parçasını eklediklerini söylediler. Bunları insülin üreten gene yerleştiren uzmanlar, değişime uğrayan bu geni de, ihtiyaç halinde insülin salgılaması için kobayın karaciğerine koyduklarını kaydettiler.

Bu buluşla ilgili insan üzerinde klinik deneyler yapılabilmesi için en az 7 yıl beklenmesi gerektiğini söyleyen uzmanlar, bu süre zarfında hastalığın halen günlük insülin iğneleri ya da pankreas nakliyle tedavi edilmeye devam edileceğini hatırlattılar.

Hasarlı beyin hücreleri kök hücrelerle onarılacak
İnsan kök hücreleriyle farelerde beyin hücreleri yenilendi. Kanadalı bilim adamları, insan kök hücreleriyle farelerde hasarlı beyin hücrelerini yenilemeyi başardı. Multiple Sklerosis olarak bilinen ve beyin ile omurilikteki sinir liflerini etkileyerek sinirlerin normal elektrik iletişimlerinin aksamasına ve kişide kısmi felçlere, duyu kayıplarına yol açan hastalığın ileride kök hücreleri ile tedavi edilebileceği açıklandı. Araştırmalarda, ceninden alınan insan kök hücrelerini laboratuarda çoğalttıktan sonra kullanan bilim adamları, aşılanan kök hücrelerin hastalıklı hücrelerin miyelin zarını onardığını ve farelerde hastalığın yol açtığı titremelerin ortadan kalktığını gözledi. Bilim adamları, yeni araştırma sonucunun, Parkinson gibi beyin ile ilgili hastalıkların da tedavisine ışık tuttuğunu açıkladı. Konuyla ilgili araştırma raporu, 16 Ekim’de ABD’nin Boston kentinde başlayan Amerikan Nöroloji Kongresinde açıklandı

“Kök hücre programcılığı” gelişiyor
Bilim adamları, doku geliştirmede büyük adımlar atıldığının müjdesini verdi. Geçtiğimiz Pazartesi günü bir açıklama yapan bilim adamları, herhangi bir hücre formuna dönüşme yetisine sahip olan kök hücreleri üzerinde yaptıkları çalışmalarda önemli gelişmeler kaydedildiğini bildirdi.

Anne-babasının değişik embriyonlarından genetik olarak seçilen tüp bebek, ölümcül bir kan hastalığına tutulan Molly adındaki altı yaşındaki ablasının tek yaşam umudu. Adam’ın kordon bağından alınan sağlıklı kök hücreler Molly’ye nakledildi. Ameliyatın sonucu önümüzdeki günlerde belli olacak.

29 Ağustos’ta Denver’da dünyaya gelen minik Adam, 6 yaşındaki kızkardeşi Molly için yaşam umudu oldu. Anne babasının değişik embriyonlarından genetik olarak seçilen ve suni döllenme yoluyla dünyaya gelen Adam’ın göbek bağından alınan kök hücreler, Falkoni anemisi adı verilen ender ve ölümcül bir hastalığa yakalanan kızkardeşine nakledildi. Ameliyatın başarılı geçip geçmediği önümüzdeki günlerde belli olacak.

Falkoni anemisi denilen hastalık Molly’ye, anne babasından geçti, Lisa ve Jack Nash adlı çiftin her ikisi de, bu hastalığa yol açan mutasyona uğramış geni taşıyor. Hastalık küçük kızın kemik iliği üretimini engellediği gibi bağışıklık sistemini de zayıflatıyor. Bu tür anemi ölümcül olabiliyor ve tek iyileşme imkanı uyumlu bir vericiden alınan sağlıklı hücre naklinde yatıyor. Nash’ler gibi sağlıklı taşıyıcılardan dünyaya gelen çocuklarda bu hastalığın görünme olasılığı yüzde% 25.

Doktorlar Molly’nin iyileşmesinin uyumlu bir vericiden alınan hücre nakli olduğunu söyleyince Nash çifti, Molly’ye bir kardeş vermeyi düşündü. Çiftten alınan 15 adet embriyon Minneapolis Üniversitesi’nde genetik taramadan geçirildi ve sonunda Molly’nin hücreleriyle benzer özellikler taşıyan sağlıklı bir embriyonun yaşatılmasında karar kılındı. Böylece Molly, hayatını kurtaracak bir kardeşe sahip oldu. Adam’ın göbek kordonundan alınan hücreler Molly’ye verildi. Doktorlar, şimdi bu hücrelerin Molly’nin vücudunda kemik iliği üretimine başlayacağını düşünüyor. Adam’dan alınan hücrelerin ablasıyla özdeş nitelikler taşımasından dolayı, Molly’nin eskiden yüzde 30 olan iyileşme şansı şimdi yüzde seksenlere çıkmış durumda.

GİDEREK YAYGINLAŞACAK
Doktorlar dünyada ilk kez yapılan ameliyatın sonucundan umutlu. Chicago Genetik Enstitüsü Başkanı Prof. Yurij Verlinskij, “Çok heyecan verici. Embriyon herhangi bir genetik mutasyon riskinden yoksun olduğu için seçildi, aynı zamanda en iyi olası donör olduğu için” dedi. Doktorlar kullanılan yöntemin ahlaka aykırı olmadığı da belirtti. Minnesota Biyoteknik Merkezi Başkanı Jeff Kahn, genetik tarama yöntemi ile ilgili görüşlerini açıklarken, “Çok yakında olağan bir işlem haline gelecek. Tıpkı araba alırken aksesuar ya da motor tercihi yapmak gibi bir şey” dedi. Uzmanlar genetik tarama yöntemi sayesinde genetik (kalıtsal) hastalıkların ortadan kalkabileceğini görüşünü savunuyor.

ETİK TARTIŞMA SÖZ KONUSU DEĞİL
Prof. Wagner tekniği savunurken, “Kullanılan yöntem ikinci bir çocuk isteyen Nash çiftine, işi tesadüfe bırakmadan sağlıklı bir çocuk sahibi olma imkanı tanıdı” dedi.
Ancak kullanılan yöntem ülkede, bir süredir var olan genetik tartışmaları alevlendirdi. Lisa Nash de kendilerini savunurken, “Bu seçimi bilinçli olarak, kendimiz için yaptık. Yaptığımızı onaylamayan kişilerin, bizim durumuzda ne karar vereceğini merak ediyorum doğrusu” dedi.

Sağırlık için Gen Tedavisi!

Boston Çocuk Hastanesi’nde ve Harvard Tıp Okulu’nda çalışan Dr. Gwenaëlle Géléoc ve arkadaşları, 2015 yılında sağırlığı tedavi etmek için bir gen terapisi geliştirdiklerini ve yöntemi fareler üzerinde başarıyla test ettiklerini açıklamıştı. Aynı araştırmacılar, yakın zamanlarda yayımladıkları son çalışmada geliştirdikleri yöntemi iyileştirdiklerini ifade ediyor. Öyle ki doğuştan sağır olan fareler gen tedavisinden sonra en ufak fısıltıları bile duyar hale geliyor.

Geliştirilen yöntem, genlerindeki sorunlar nedeniyle sağır olan farelere sağlıklı genler aktarılması esasına dayanıyor. Geçmişte genleri aktarmak için kullanılan taşıyıcılar sadece kulak salyangozunun iç kısımlarındaki hücrelere ulaşmayı başarıyordu. Araştırmacılar geliştirdikleri gen tedavisini daha etkin bir hale getirebilmek için Anc80 adını verdikleri yeni bir sentetik taşıyıcı üretmiş. Anc80, kulak salyangozunun sadece iç kısmındaki değil aynı zamanda dış kısmındaki hücrelere de gen aktarmayı başarıyor.

Araştırmacılar geliştirdikleri yöntemi Ush1c genlerindeki mutasyon sebebiyle sağır olan fareler üzerinde test etmiş. Harmonin adlı bir proteinin işlevini yerine getirememesine sebep olan bu mutasyon insanlarda da görülüyor. Sağlıklı Ush1c genleri sağır farelere aktarıldığında hayvanların duyma yetilerini yeniden kazandığı görülüyor. Üzerinde deneyler yapılan 25 farenin 19’u 80 desibelin altındaki sesleri duyabilmiş. Hatta bazılarının normal fareler gibi 25-30 desibellik sesleri bile algılayabildiği görülüyor.

Ancak tedavi sadece yeni doğmuş farelere uygulandığında başarılı oluyor. Araştırmacılar gen tedavisinin fareler doğduktan 10-12 gün sonra uygulandığında olumlu sonuç vermediğini ve bu durumun nedenlerini henüz bilmediklerini söylüyor. Ush1c mutasyonu sadece duyma değil denge sorunlarına da sebep olur. Deneyler, geliştirilen gen tedavisinin bu sorunların tedavisinde de başarılı olduğunu gösteriyor.

Kaynak: Nature Biotechnology (14 Şubat 2017)