BİR KAN KÖK HÜCRESİ ALT TİPİNİN HEDEFLENMESİ, UZUN SÜRELİ VE
TEDAVİ EDİCİ GEN DÜZENLEME ETKİLERİNİ GÖSTERİYOR
Kan ve immün sistemdeki tüm hücrelerin kökeni olan yetişkin kan kök hücrelerinin özelleşmiş bir alt tipinin spesifik olarak genetik düzenlenmesiyle yapılan ilk çalışma bu. Prensibi doğrulayan çalışma, hedef kök hücrelerin verimli olarak değiştirilmesinin kan hastalıkları ve diğer hastalıkların tedavisinde gen-düzenleme tedavilerinin bedelini düşürebileceğini ve daha az ayırt edici bir yaklaşımla istenmeyen yan etki riskini de azaltabileceğini ortaya koyuyor.
Fred Hutch’ta Klinik Araştırma Bölümü’nün ve Kök Hücre ve Gen Terapisi Programı’nın müdürü kıdemli yazar Dr. Hans-PeterKiem; “Bu seçili hücre grubunun bir hastalık için etkili biçimde nasıl düzenlenebileceğini göstererek, HIV ve bazı kanserlerde de benzer yaklaşımı kullanabilmeyi umuyoruz. Kök hücrelerin bu kısmını hedeflemek kan hastalıkları olan milyonlarca insana yardımcı olabilir” açıklamasında bulundu. İnsan denemelerine geçmesi beklenen bu klinik öncesi çalışma için araştırmacılar, genetik bir bozukluk sonucu hemoglobin üretiminin etkilenmesiyle oluşan orak hücreli anemi ve beta talasemiyle ilişkili bir gen seçtiler. Başka çalışmalar fetal gelişim sırasında görev alıp doğduğumuz ilk günlerde anlatımı durdurulan bir hemoglobin çeşidinin yeniden aktive edilmesinin belirtileri geri çevirdiğini göstermişti.
Fred Hutch araştırmacıları CRISPR-Cas9 gen düzenlemesini kullanarak normalde fetal hemoglobin proteininin anlatımını durduran genetik kodun bir parçasını ortadan kaldırdılar. Bu kontrol DNA’sını CRISPR ile kırpmak kırmızı kan hücrelerinin fetal hemoglobin üretmeye devam etmesini sağladı. Düzenlenmiş DNA, hedef hücreler tarafından oldukça verimli şekilde içeri alındı: Aşılanmalarından önce %78’i laboratuvarda deney kabında düzenlenmiş genleri aldılar. Aşılandıklarında, düzenlenmiş olan hücreler yerleşti, çoğaldı ve düzenlenen genleri %30 oranında içeren kan hücrelerini ürettiler. Bu da içlerinde orak hücreli anemi ve beta talasemide belirtileri geri çeviren hemoglobin çeşidi olan fetal hemoglobini taşıyan ve oranı %20’ye varan kırmızı kan hücrelerinin oluşmasıyla sonuçlandı.
Kiem şöyle bir açıklamayla dikkatleri çekti; “Bununla sadece hücreleri başarılı olarak düzenlemekle kalmadık, ayrıca etkili biçimde yüksek oranda yerleştiklerini de gösterdik ve bu bize insanlar için bunu verimli bir tedaviye çevirmede umut vadediyor. Fetal hemoglobin taşıyan yüzde yirmi oranda kırmızı kan hücresi- bu yöntem sayesinde bunu gördük- orak hücreli anemi hastalığının belirtilerini geri çevirmede yeterli bir seviyeye yakın olabilir.” Bilim insanları ayrıca daha küçük bir hücre havuzunda devam ettirilecek olan genetik düzenlemelerin güvenlik kaygılarını hafifletip, hedef dışı etki riskini azaltacağına inanıyorlar. Kiem Lab ekibinden bilim insanı olan başyazar Dr. Oliver Humbert ise şöyle düşünüyor; “CRISPR teknolojisi hala gelişiminin erken aşamalarında olduğundan, yaklaşımımızın güvenli olduğunu göstermek önemliydi. Düzenlenen hücrelerde zararlı hedef dışı mutasyonlara rastlamadık ve istenmeyen bir etki olması durumuna karşı emin olmak için hala uzun vadede takip çalışmalarına devam ediyoruz.”
Bu yapılan; Kiem’in ekibinin 2017’de sadece kan ve immün sistemin gelişmesinden sorumlu olduğunu gösterdikleri küçük bir kan hücresi popülasyonunu düzenleme adına yapılan ilk çalışmaydı. Ekibi seçilen bu grubu, onları diğer kan kök hücrelerinden ayıran bir protein markörünün isminden seçerek CD90 hücreleri olarak tanımladı (Başka bir protein markörü olarak bilinen CD34). Bu genetik olarak değiştirilmiş kan hücrelerini üretmeye uzun süreli olarak devam ettikleri ve dolayısıyla hayat boyu bir hastalığı tedavi edebilecekleri için bu kök hücre popülasyonunun kendini yenileme özelliği onları gen terapisi iletiminde güçlü bir potansiyel aday yapıyor. Tüm kan kök hücrelerinin sadece %5’ini kapsadıkları için onları gen düzenleme düzenekleriyle hedeflemek daha az kaynak gerektirebilir ve potansiyel olarak daha ucuza mal olabilir.
Science Translational Medicine’de yayınlanan bir makalede, Fred Hutchinson Kanser Araştırma Merkezi’nden araştırmacılar; CRISPRCas9’ı kullanarak uzun ömürlü kan kök hücrelerinde orak hücreli anemi ve beta talasemi gibi çeşitli kan hastalıklarında görülen belirtileri geri çevirdiler.