Crispr Cas9 Nedir? Crispr Teknolojisi Gen Tedavisi

Crispr Cas9 Nedir? Crispr Teknolojisi Gen Tedavisi

Günümüzden çok da uzak olmayan bir zamanda 2020 yılında bir çalışma Nobel Kimya Ödülünü kazandı. Adına Crispr Cas9 deniliyor, buradaki “Crispr” çalışmanın adı “Cas9” ise bir protein enzimi. Hatta oldukça belirsiz ve ilk duyulduğunda veya konuya hâkim değilseniz kafanızı karıştıracak uzun bir açılımı da var, “Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats” yani “Düzenli Aralıklı Palindromik Tekrar Kümeleri”.

Gen tedavisinin son yıllardaki en büyük ve en çarpıcı çalışmasından bahsediyoruz. Bu bilimsel atılım yeni bir şey değil, gen tedavisinde yapılan çalışmalar 1982 yılından beri yapılmakta. Fakat Crispr Cas9 diğerlerinden çok farklı bir şekilde çalışıyor. Temel çalışma prensibini ve ne işe yaradığını anlatmadan önce bilmemiz gereken birkaç farklı konu bulunmakta.

DNA – İnsanoğlunun Kodları

Bahsetmemiz gereken ilk kavram DNA, az da olsa herkesin duyduğu bir terim. Bütün özelliklerimizin yazılı olduğu bir kitap, gözlerimizin renginden tutunda ten rengimize kadar bütün özelliklerimiz ve bizi biz yapan şeyler burada saklı.

Temelde iki ipçikten oluşan molekül, sırasıyla birleşerek sarmal bir merdiven oluşturur. Bu bazları ilkokuldaki fen derslerinden hatırlayabiliriz, sihirli harfler A, T, G, C yani Adenin, Sitozin, Guanin ve Timin. Adenin sadece Timin ile bağ kurar aynı şekilde Timinde sadece Adenin bazı ile bağ kurar, bu kural diğer iki baz içinde geçerlidir.

Tek bir hücremizdeki DNA sarmalı açılırsa neredeyse 2 metreyi bulabilecek bir uzunluğa bürünür. İşte bu DNA denilen molekül bizi biz yapan özellikleri içeren kitabın tümüdür.

Atom yapısı ve modelleri hakkında bilgi almak için tıklayınız.

Genetik Haritalama

1913 yılında ilk Genetik Haritalama gerçekleştirildi. Alfred Sturtevant tarafından, bir meyve sineğinin DNA’sı haritalandı ve bu yolda atılan ilk adım bu oldu. İlerleyen yıllarda genetiğimizin haritalanması ile pek çok hastalığın nedeni ve buna karşı alınabilecek önlemler adına çalışmalar yapıldı. 70 yıllık bir aranın geçmesi ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte bilim adamları genleri tedavi etmeyi denedi.

Gen Tedavisi

Gen Tedavisi, 1982 yılında ilk defa mutant genotipi düzeltmek ve Talasemi hastalığını tedavi etmek amacıyla Martine Cline tarafından gerçekleştirildi. Cline böyle bir tedavinin olma olasılığını 1970’li yıllarda öne sürmüştü fakat ilk kez deneme fırsatını 12 yıl sonra başarılı bir şekilde elde etti.

8 yıl aradan sonra 1990 yılında ciddi derecede kombine immün yetmezliği yaşayan 2 çocuk Michael Blaese ve William French Anderson tarafından tam olarak tedavi edildi. Tedavisi sağlanan 2 çocuk normal bir şekilde hayatlarına kaldığı yerden devam etti. İlerleyen yıllarda bu ve bunun gibi örnekler çoğalarak pek çok bilim insanı bu konu üzerinde durmaya başladı.

Gen Dopingi

Kısaca tanımlayacak olursak, tedavi için kullanılmayan genellikle sporcuların performans düzeyini artırabilmesini sağlayan gen gelişimi. 2003 yılında Uluslararası Olimpiyat Komitesi tarafından yasaklanan yasaklı madde ve metotlar listesine eklenmiştir. Maliyeti oldukça pahalı olmakla birlikte herhangi bir tedavi yöntemi olarak kullanılmadığı için bu çalışmanın ilerleyişi çok uzun sürmüştür.

Crispr Cas9 Gen Tedavisi

Crispr Cas9, 2012 yılında Emmanuelle Charpentier ve Jennifer Doudna adlı iki biyokimya mühendisi tarafından ortaya atıldı. Bu çalışmalarıyla birlikte 8 yıl sonra 2020 yılında Nobel Kimya Ödülünü kazandılar.

Jennifer Doudna’nın, 2015 yılında Crispr hakkında yaptığı Ted konuşması;

Crispr Cas9’un çalışma mantığını ve ne işe yaradığını anlayabilmek adına hem gen tedavisinin tarihsel sürecine bir göz atmış hem de DNA’nın ne olduğuna dair bilgi edinmiş olduk.

Çalışma mantığını yüzeysel olarak anlatmak oldukça basit, Crispr DNA diziliminde ekleme, çıkarma veya oynama yapılmasını sağlayan bir teknoloji. Protein bazlı bir enzim olan Cas9, rehber bir RNA tarafından değiştirilmek istenen DNA sarmalına doğru yola çıkıyor. Doğru yere gelince değiştirilmek istenen DNA parçasını Cas9 bir makas gibi kesiyor ve yenisini ekliyor.

DNA’nızın bütün özelliklerini içeren bir kitap olduğundan bahsetmiştik, bunun üzerinden çok basit bir örnek vermek gerekirse yeni doğan çocuğunuzun sarı saçlı, mavi gözlü, uzun boylu ve esmer tenli olmasını istediğiniz varsayalım. Crispr Cas9 teknolojisi DNA’nızda bulunan saçınız, gözünüz, boyunuz ve teniniz ile ilgili alanları bulup istediğiniz özellikler ile değiştiriyor.

Olay oldukça basit gibi gözüküyor fakat aslında bu işlem o kadar basit veya anlaşılmış değil. Bu çalışma halen tam oturtulamamış bir şekilde devam etmekte ve hala geliştirilmektedir. DNA yapımızdaki yerlerin tam olarak nasıl işlediği ve birbirleriyle nasıl etkileşim içinde bulunduğunu tam olarak bilmiyoruz. Mesela yukarda verdiğimiz örnekteki özelliklerden yola çıkacak olursak saç rengi, göz rengi, boy etkeni ve ten rengi gibi fiziki özelliklerimiz toplamda 800 civarı genden etkilenerek meydana geliyor. Hangi özelliğin tam olarak neyi nasıl etkilediği veya bir genin sadece tekil veya çoğul özelliklere etki edip etmediği konusunda da çelişkideyiz.

Gelecekte, teknoloji ilerlediğinde bu çalışmanın örnekteki gibi kolay bir şekilde gerçekleşmesi muhtemel fakat şu anda bile bu konu hakkında oldukça ciddi etik sorunlar bulunmakta.

Bu çalışmanın Nobel Ödülü kazanmasının sebeplerinden bahsetmek gerekiyor zira en önemli ve en faydalı sebeplerini saymakla bitirmek pek kolay değil.

Gıda Alanındaki Kullanımı

2020 yılında yapılan araştırmaya göre dünya nüfusu 7,753 milyar olarak kayda geçti. 2030 yılında ise bu sayının 8,5 milyara yükseleceği tahmin ediliyor. Her geçen gün artan nüfus ile insanlığın devamlılığını sürdürebilmek adına gerekli tarım hamleleri yapılmamakla birlikte dünya sıcaklığı artmaya ve yaşam koşullarını diplere doğru çekmeye devam ediyor. İşler böyle devam ederken, felsefi alandaki yapılan yorumlar yıllar geçtikçe mümkün hale geliyor.

Crispr Cas9 teknolojisi ile gıda alanında yapılacak çalışmalarla bunun önüne geçilebilir. Meyve ve sebzelerin daha doyurucu, daha sağlıklı ve artan dünya nüfusunu karşılayabilecek şekilde çalışmalar yapılabilir.

Sağlık ve Tedavi Alanında Kullanımı

Daha doğmamış bir çocuğun günümüzde bulunan tüm virüslerden ve hastalıklardan etkilenmeyecek şekilde dünyaya geldiğini düşünün. Yani doğacak olan bu çocuk HİV, Coronavirus, Hepatit B, Ebola veya İnfluenza gibi hastalıklardan etkilenmeyecek şekilde dünyaya gelecek. Hatta bununla da yetinmeyip yılda 2 defa yakalandığımız soğuk algınlığı gibi hastalıklarda bağışıklığı olduğu düşünün. Elimizde ölene kadar hiçbir hastalığa yakalanmayacak, kaptığı virüsten ölme şansı olmayacak birisi olmuş oldu.

Şimdi ise çerçeveyi biraz daha genişletelim bunun genetik hastalıklara da uygulandığını düşünelim. Down sendromu, Hemofili, Otizm vb. hastalıklarında bu yol ile tedavi edilirse günümüzde hiçbir insan bir daha “hastalık” çerçevesi adı altında bir sorunla karşılaşmayacak.

Bu aralığı biraz daha açalım, teknolojinin gelişmesiyle artık yaşlılığın neyden kaynaklandığını biliyoruz. Sonuçta yaşlılıkta bir nevi hastalık, Crispr bunu dahi erteleyebilecek düzeyde büyük bir çalışma alanı.

İşin en iyi yanı ise bunun kalıtsal olarak aktarılması. Yani kuşaktan kuşağa bu özellikler aktarılabilir durumda. Bunun devam edebilmesi için eşiniz ve sizin genetiğinizin değiştirilerek dünyaya gelmesi yeterli. Sizden sonraki nesillerin hepsi aynı özellikleri taşıyacaktır.

Çin’de İlk Defa Crispr Cas9 Teknolojisi İnsanda Denendi

2018 yılında genetiği Dr. He Jiankui tarafından değiştirilerek dünyaya gelen ikiz bebekler Lulu ve Nana, bilim dünyasında şok bir etki yarattı. Dr. He Jiankui, bebeklerin Crispr teknoloji ile genetiğiyle oynayarak HİV virüsüne karşı bağışlılık kazandığını öne sürdü.

Olayın açıklanmasının ardından yetkili Dr. He Jiankui ve ekibi tıbbı yasa dışı şekilde kullanmaktan yargılanarak 3 yıl hapis cezasına çaptırıldı. Olayın hapis cezasına çaptırılması etik nedenlerde yatıyor.

Dr. He Jiankui’nin açıklaması;

Etik Nedenler

Yazıyı buraya kadar okuduysanız, aklınıza belli başlı etik nedenler gelmiştir elbette. “Üstün Irk” olayı buradaki en büyük temel etken. Zaten çalışma biraz popülerleşmeye başlayınca 25 ülkede çalışması durdurularak yasaklandı, 2 ülke hariç Çin ve Amerika. Her ne kadar insana faydalı bir çalışma olsa da bir o kadar da yanlış ellerde büyük bir yıkıma yol açabilir.

Olayı şöyle ele alalım, sorulması gereken bunun haricinde tonla soru olsa da bizim örneğimiz şu olsun;

Günümüzden 100 yıl sonra böyle bir teknolojinin çalışmasına dair hiçbir teknolojik gerilik bulunmasın ve her şey yeteri seviyede olsun, DNA’nın anlaşılması vb. olaylar. Teknoloji belli kısıtlamalar ile doğacak olan çocukların belli başlı tedavileri için kullanılıyor. Artık o yıllarda kimsenin genetik bir hastalık ile doğmaması veya virüsten yaşamını kaybetmesi sadece eski yıllara mahsus bir şey olarak hatırlanıyor.

Fakat bunun böyle ilerleyeceği ne yazık ki çok düşük bir olasılık. Bunun nedeni yine insan, o zamanın elit kesimi, zenginleri veya devletler el altından veya daha farklı yollar ile kendi fiziksel özelliklerini belirleyerek bir “Üstün Irk” oluşturma biçimine gireceklerdir elbette. Bunu durdurmanın herhangi bir yolu olmayacaktır.

Bunun olasılıklarını tartışmak için oldukça fazla zamana ihtiyacımız olacak gibi.

.