10 Soruda Embriyoda CRISPR/Cas9 Uygulamaları

Geçtiğimiz 20 yıl içinde genomik alanında devasa bir yol katettik. Milenyumun başında İnsan Genom projesi ile kendi kalıtımsal kitabımızı baştan sona kadar okuyabildik. Geçen bu süreçte, hangi dilde yazıldığını tam olarak bilmediğimiz bu kitaptaki kelimelere bir bir anlam vermeye başladık.

Bu alandaki bilgimiz arttıkça, her birimizin kitabında ufak tefek hatalar olduğunu ve bu hataların sonuçlarını da anlamaya başlıyoruz. Yeni genomik çağda, artık bu hataları sadece farketmek değil, düzeltmek de mümkün hale gelecek.

Bu yazıda, genomik düzeltmeleri bir başka boyuta taşıyan CRISPR/Cas9 yönteminin temellerine ve çarpıcı yayınların içeriğine göz atacağız. Ayrıca Dünya ve Türkiye’de konu ile ilgili en son neler yapıldığına ve yapılacağına değineceğiz.

1. CRISPR/Cas9 Nedir?

CRISPR, aslında bazı bakterilerde bulunan bir virüs savunma sistemi. Bu özel sistemin -biraz da tesadüfen gerçekleşen- keşfi 1980’lere dayanıyor. Araştırmacılar bakteri genomu üzerinde bir geni klonlamaya çalışırken, yanlışlıkla genomun başka bir parçasını daha kopyalıyor. Bu fazladan parça içinde, ardışık olarak birbirini tekrar eden diziler ve bu tekrarların arasında da başka özel dizilere rastlıyorlar.1 Bu sıradışı tekrarlı yapıya “clustered regularly interspaced short palindromic repeats” yani “düzenli olarak gruplanmış boşluklu palindromik tekrarlar” adı veriyorlar. İlerideki zamanlarda üşenip, kısaltması olan CRISPR‘ı kullanıyoruz.

CRISPR bölgeleri, genom üzerinde düzenli tekrarlı dizilerden meydana geliyor. Her bir tekrarın arasında spacer adı verilen özgün bir ara dizi yer alıyor. (Diziler ve uzunluklar temsilidir.)

Bu tekrarlı dizilerin ne anlama geldiği o zamanlarda anlaşılmıyor tabi. Bu dizilerin gizemi, tam 18 yıl sonra 3 farklı çalışma ile aydınlatılıyor. Bu çalışmalarda, tekrarlar arasındaki ara dizilerin (spacer’ların) aslında bakterileri enfekte eden virüslere ait olduğu ortaya çıkartılıyor.234 Anlaşılıyor ki, daha önce virüs tarafından saldırıya uğrayan bakteri, bu virüse ait bir genomik parçayı kendi genomuna ekliyor. Bu şekilde farklı virüsler tarafından saldırı aldıkça, hepsinden bir parça alıp bir nevi bir veritabanı yaratıyor. Bu kayıtları da tekrar dizileri ile birbirinden ayırıyor. (Yukarıdaki grafikte, farklı renklerde görülen ara diziler farklı virüslerden alınan parçaları ifade ediyor ve normalde yaklaşık 20 baz uzunluğunda oluyorlar.)

Virüslere ait dizilerin birer kopyasını kendi genomunda tutarak, adeta bir genomik hafıza geliştiren bakteri, bu tanıma sistemi ile gelecek saldırılarda virüsü tanıyarak savunma oluşturabilmesini sağlıyor. Bunun için Cas (CRISPR-associated proteins) adı verilen ikincil proteinlere ihtiyaç duyuyor. Savunmanın ikinci parçası olan bu proteinler, hedef DNA üzerinde belli noktalarda kesim işlemini gerçekleştiriyor. Bakteriler, bu Cas proteinlerini kullanarak saldıran virüslerin DNA’larını etkisiz hale getirebiliyor. Cas proteinlerinin hangi DNA’ları keseceğini de CRISPR dizileri belirliyor. Şayet, bir virüsün CRISPR üzerinde “kaydı” varsa, Cas bunu tanıyıp virüs DNA’sına saldırıyor.

Bakteri genomunda yer alan CRISPR dizileri, transkripsiyon sonrasında farklı virüslere karşı koyabilecek bir savunma sistemi oluşturuyor. CRISPR dizileri, Cas proteinlerini hedef DNA’ya (viral DNA) yönlendiriyor ve bağlanma noktasında DNA zincir kırıklarına neden oluyor.

Elbette burada bahsettiğimiz oldukça basitleştirilmiş bir süreç. Gerçekte, bu işlemlerde çok sayıda başka moleküler oyuncu görev alıyor. Kesim yapılacak bölgeyi belirleyen PAM dizileri ve diğer yardımcı proteinlere yer darlığı yüzünden bahsetmiyoruz.

2. Genom düzeltme işlemlerinde nasıl kullanılıyor?

Bakteride oldukça işe yarayan bu savunma sistemi, geleceğin gen tedavi yöntemi haline gelene kadar bir kaç değişiklikten geçti. Öncelikle, daha basit bir CRISPR/Cas sistemine sahip Streptococcus pyogenes türünün Cas protein grubunda, laboratuvar uygulamalarını kolaylaştıracak modifikasyonlar gerçekleştirildi.5

Ökaryotik türlerde CRISPR ve Cas9 gibi proteinlerin bulunmadığı için, güncel yöntemde bu proteinler, plazmid vektörler ile hedef hücrelere aktarılıyor. Bu vektörler içinde Cas9’u kodlayan ve bu proteini yönlendirecek bir yardımcı (Single guide RNA – sgRNA) RNA yer alıyor.

Vektörün enjeksiyonu sonrasında, hücre, plasmid içindeki Cas9 ve sgRNA’yı kendi içinde üretiyor. Üretilen yapı, kendi genomundaki hedefine bağlanıyor. Bağlanma sonrasında Cas9, hedeflediği bölgede çift zincir kırıklarına neden oluyor. Hücre bu kırıkları bazı durumlarda ucuca bağlayarak giderebiliyor ve bu durumda hedefteki gen çoğunlukla susturuluyor.

Ancak, genom üzerinde bu sistem kullanılacaksa; hatalı kısımları silmenin yanı sıra, eskisinin yerine doğru parçaların da yazılması gerekiyor. Bu sebeple alternatif olarak, hücreye kesilen parçaya karşılık gelecek “sağlıklı” DNA parçası verildiğinde, hücre bu parça ile eksik kısma “yama” yapabiliyor. Bu şekilde hatalı kısım kesilip yerine yenisi eklenebiliyor.

3. Şu ana kadar kullanım alanları ne oldu?

CRISPR/Cas9 ile genom düzenleme, genetik alanının artık en popüler konularından biri. Bu sebeple, her yıl daha fazla sayıda araştırmacı bu alan üzerinde çalışmalar yürütüyor. Geçtiğimiz yıl konu ile ilgili 2000 makale yayınlanmışken, bu yıl daha bitmeden 2300 yayın CRISPR yöntemine atıf yaptı. Araştırma gruplarının çalıştıkları türler de oldukça çeşitli. Burada ilgi çekici birkaç tanesine yer vereceğiz.

Boynuzsuz Sığırlar: Holstein gibi verimli sığır türlerinin çoğunda boynuz bulunur. Çiftliklerde, sığırlar, boynuzları ile birbirlerini yaralamaması için, genç yaşta bu boynuzlar bakıcıları tarafından kesilir. Bu, her yıl 13 milyondan fazla hayvana boynuz kesme işlemi uygulanması demek. Bu soruna çözüm amacıyla Recombinetics adlı firma,  doğal olarak boynuzsuz doğan Angus sığırlarının boynuzdan sorumlu POLLED genindeki bir alleli, Holstein sığırlarına aktarmayı başardı.6 Doğan 5 buzağı’dan 2 tanesi hayatta kaldı ve hiç boynuz gelişimi göstermediler.

CRISPR ile boynuzsuz üretilen ilk Holstein ineği Spotigy 2 aylık iken. Fotoğraf: Cornell Alliance for Science

Dirençli Domuzlar: Belki biz doğrudan duymuyoruz ama çiftlik domuzlarının en büyük sıkıntılarından biri “porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS)” adlı hastalığa neden olan bir virüs. Annede düşüklere, yavrularda ise nefes darlığına neden olan bu hastalık, tüm Dünya genelinde 2 milyar Dolar’dan daha büyük zarara neden oluyor. Genus adlı bir firma, domuz genomunda CD163 proteinin üretiminden sorumlu tamamen geni domuz genomundan tamamen çıkararak, virüsün domuz hücrelerinin enfekte etmesini önledi.7 Sonrasında ise yöntemi biraz daha geliştirerek, tüm gen yerine sadece genin sadece virüs ile etkileşime giren kısmını çıkarttı. Domuzların virüse karşı bağışıklıkları hala test ediliyor.

Glutensiz Buğday: Bilindiği üzere, unlu ürünlerde ki gluten proteinleri (gliadinler), çölyak hastası bireylerin semptomlarını tetikliyor. Bu yüzden bu hastalığa sahip bireyler, gluten içeren besinlerden hayatları boyunca uzak durmak zorunda kalıyorlar. Bu soruna çözüm olarak Institute for Sustainable Agriculture’da yer alan araştırmacılar, buğday genomunda gliadin üretimden sorumlu 45 genden 35’inde mutasyonlar yaratarak, buğdaydaki gluten içeriğini %85 oranında azaltmayı başardılar.8

Model Organizmalarda Hastalık Tedavisi: Huntington hastalığı, toksik protein üreten hatalı bir gen (mutant huntingtin veya mHTT) yüzünden meydana gelen ve beyin hücrelerinin ölümü ile sonuçlanan bir hastalık. Hastalığın daha net anlaşılması için, fare gibi model canlılarda aynı hastalıklar oluşturuluyor. CRISPR’ın kullanıldığı son çalışmada, fare üzerinde toksik protein üreten gen başarıyla susturuldu.9 Süreç sonrasında, toksik proteinlerin beyinde ortadan kalktığı ve hasta faredeki motor yeteneklerinin iyileştiği raporlandı.

Bunlara benzer popüler çalışma sayısı o kadar fazla ki, her hafta CRISPR yönteminin kullanıldığı bir haber, popüler bilim sayfalarında yer alıyor. Bunların çoğunda amaç, ticari değeri olan hayvan ve bitkilerde direnç geliştirmek veya üretimini arttırmak üzerine yoğunlaşmış durumda. Çalışmaların azımsanmayacak bir kısmında da, araştırmayı özel kurumlar gerçekleştiriyor. Bu açıdan, CRISPR yönteminin ciddi bir start-up potansiyeli taşıdığını anlamak zor değil.

4. Yöntem kusursuz işliyor mu?

Ne yazık ki hayır. CRISPR/Cas9 yöntemi uygulanan hücrelerde,  genellikle hedef bölge dışında da mutasyonlar oluşabiliyor. Bu mutasyonların ne oranda oluştuğunu belirlemek üzere yakın zamanda fareler üzerinde 2 çalışma yayınlandı.10,11 Çalışma sonuçlarına göre, CRISPR tedavisi gören farelerin genomunda 1600’dan fazla yeni varyant meydana geldiği raporlandı. Raporun yayınlanmasını takiben, CRISPR üzerinden hizmet veren Intellia Therapeutics ve Editas Medicine gibi bir çok firmada ciddi değer kayıpları yaşandı.12

Her ne kadar, bu yayınlar CRISPR yönteminin güvenilirliğini azaltmış olsa da, çalışmalarda gerçekleştirilen yöntemlerde teknik hataların olabileceğini de ileri sürenler var.13 Karşıt görüşlerdekiler, çalışmada sadece 1 adet kontrol kullanıldığı için, tespit edilen varyantların büyük bir kısmının false pozitif olacağını düşünüyor. Aynı zamanda, çıkan sonuçlarda indel mutasyonların az oranda (<%10) olması bu tezi biraz güçlendiriyor. (Cas9 temelde zincir kırıklarına neden olduğu için CRISPR çalışmalarında daha yüksek delesyon oranı bekleniyor.) Ayrıca, bu kadar hedef-dışı mutasyonun oluşmasının, CRISPR sistemini taşıyan plasmidlerin hücre içinde gereğinden daha fazla bekletilmesinden kaynaklanabileceği düşünülüyor. Daha uzun süre aktif kalan CRISPR sistemi, hedefi dışındaki bölgelere de bağlanmaya başlıyor.

Yöntemin gerçekte ne kadar hedef-dışı mutasyon yarattığı, gelecek aylar içinde yeni yayınlar ile daha netleşecek. Ancak şu anda kesin olan nokta, CRISPR yönteminin hedef bölge dışında başka noktalarda da mutasyon yaratma riski taşıması. Yakın gelecekte, yöntem üzerinde iyileştirmeler ile bu oranın azalacağı kesin. Ama, tamamen sıfırlanıp sıfırlanmayacağı şu anda kimsenin bilmediği bir konu.

5. İnsanlar üzerindeki çalışmalar ne durumda?

Türümüz üzerinde yapılan çalışmalar etik sebeplerle oldukça kısıtlı. Bu sebeple yakın zamana kadar yapılan insan çalışmaları, etik kurullarının daha esnek(!) olduğu kabul edilen Çin’de gerçekleştirildi.

Çin’de gerçekleştirilen ilk iki çalışma 2015 ve 2016 yıllarında yayınlandı. Her iki çalışmada da canlı olmayan embriyolar kullanıldı.14 Her ikisinde de genomik düzenlemeler tam etkinlikte gerçekleştirilemedi. İlk çalışmada 10 embriyodan sadece birinde, ikinci çalışmada ise 86 embriyodan sadece 4’ünde istenilen düzeltmeler gerçekleştirildi. Her iki çalışmada da, CRISPR yöntemi insan genomu üzerinde çok sayıda hatalara neden oldu. Bu hatalar, yöntemin insan üzerinde kullanılabilirliğini sorgulatmaya başladı.

2017 Mart ayında yayınlanan üçüncü çalışmada ise ilk defa canlı insan embriyoları kullanıldı.15 Sperm donörü, G6PD geni üzerinde G1376T mutasyonu taşıyordu. Bu mutasyon, Çin’de hayli yaygın Favizm adlı bir hastalığa neden oluyordu. Yöntem sonrasında, embriyolardan birinde mutasyon başarılı şekilde tamir edilmişti. Ancak diğer embriyoda bazı hücrelerde mutasyon düzeltilirken bazı hücrelerde G6PD geni tamamen inaktif hale getirmişti. Diğer bir deyişle mozaik bir embriyo elde edilmişti. Aynı çalışmada, talasemiye neden olan beta41-42 mutasyonlarına sahip bir başka sperm genomu da düzeltilmeye çalışıldı. Ne yazık ki, yöntem bazı embriyolarda yine mozaik yapının oluşmasına neden oldu. Bazı embriyolarda, beta41-42 mutasyonu düzeltilse de başka yeni mutasyonlar ortaya çıktı. Teorik olarak, tüm bu embriyolar bebek oluşturabilecek olsalar da, hiç bir zaman bir rahime yerleştirilmedi.

İnsan çalışmalarının Çin sınırları dışındaki ilk meyvesini Ağustos 2017’de verdi. ABD’deki Oregon Health and Science University’de Shoukhrat Mitalipov tarafından gerçekleştirilen çalışmada embriyolardaki hypertrophic cardiomyopathy (HCM) hastalığına neden olan MYBPC3 genindeki bir hata düzeltilmesi hedeflenmişti.16  Her 500 kişide 1 görülen sıklığı ile HCM, oldukça yaygın bir kalıtsal hastalık. (Bu arada adı geçen araştırmacının daha önce maymunları klonladığını ve insan doku hücresini klonlayarak ilk defa embriyo meydana getiren kişi olduğunu da hatırlatmakta fayda var.) 

Shoukhrat Mitalipov. Fotoğraf: New York Times

Kullanılan yöntemin öncekilerden önemli bir farkı bulunuyordu. Çin’de yapılan çalışmalarda, embriyonun gelişiminin ilk basamaklarında gerçekleştirirken, ABD’deki çalışmada ise CRISPR bileşenlerini daha erken zamanda -döllenmeden birkaç dakika önce- hücrelere yerleştirildi. Bu çözümün, daha önce yaşanan mozaizim sorununu da büyük oranda çözmesi bekleniyor. Araştırma takımı bu şekilde 54 embriyodan 39’unda başarılı şekilde MYBPC3 genindeki mutasyonu düzeltti. Hata oranı hala büyük olsa da, önceki çalışmalara göre büyük bir adım atıldığı açık. Daha da iyisi, yapılan incelemelerde, CRISPR’in hedef bölge dışında başka mutasyonlara yol açmadığı belirtilmiş.

6. İnsan genomuda değişiklik yapmak yasal mı?

Kısmen. Avrupa’da 22 ülkeden 15’inde insan hücrelerinde –hücreden kasıt sperm, yumurta veya gelecek nesile kalıtımsal bilgi aktaracak diğer hücreler– herhangi bir değişiklik yapılması tamamen yasak. ABD’de ise insan genomu üzerinde değişikliğe yönelik net bir yasa bulunmuyor. Yine de Food and Drug Administration (FDA) ve National Institutes of Health (NIH) kurumları, insan embriyoları üzerinde değişiklik yapıldığı ve ardından yok edildiği çalışmalara kesinlikle fon sağlamıyor. (burada muhafazakar seçmenlerin, verdiği vergilerin insan genomu ile “oynanmasında” kullanılmasını istememelerinin etkisi var.) ABD’de yapılan son çalışmanın, devlet desteğinden bağımsız olarak kendi enstitüsü ve başka kar amacı gütmeyen dernekler tarafından fonlandığını belirtmek gerek.

Dünya üzerinde, embriyo üzerinde müdahaleye izin veren ülkeler. Koyu kırmızı () bölgeler tamamen yasaklanan, açık kırmızı () bölgeler sadece yönergeler dahilinde yasal, açık gri () bölgeler kısıtlayıcı mevzuata sahip, koyu gri bölgeler () ise belirsiz mevzuata sahip ülkeleri gösteriyor. Renk belirtilmeyen ülkeler, kaynak makalede bilgi edinilemeyen ülkeleri belirtiyor.17

7. Peki Türkiye’de?

Açıkçası, Türkiye’deki durumu öğrenmek için uzun bir araştırma yapmak gerekti. İlk başta genetiği değiştirilmiş organizma (GDO) olarak adlandırılmış olabileceğini düşündüm. GDO üretimi Türkiye’de çok katı kurallara sahip Biyogüvenlik Kanunu ile sınırlandırılmış durumda. Ancak bu kanun ile ilişkili 27671 sayılı Genetik Yapısı Değiştirilmiş Organizmalar ve Ürünlerine Dair Yönetmelik‘te şu ifadelere yer verildiğini gördüm.

Genetik yapısı değiştirilmiş organizma (GDO): Modern biyoteknolojik yöntemler kullanılmak suretiyle gen aktarılarak elde edilmiş, insan dışındaki bitki, hayvan ve mikroorganizma dâhil canlı organizmayı […] ifade eder.

Her ne kadar, insan GDO tanımına girmese de, Biyogüvenlik Kanunu, genetiği değiştirilmiş hayvanların üretimini katı bir şekilde yasaklıyor.

MADDE 5 – (1) GDO ve ürünlerine ilişkin aşağıdaki fiillerin yapılması yasaktır:
c) Genetiği değiştirilmiş bitki ve hayvanların üretimi.

Aynı yasal netliği insana ait genetik müdahalelerde bulmak mümkün değil. Ne Tarım Bakanlığı’na ne de Sağlık Bakanlığı’na bağlı kanun ve mevzuatlarda, embriyolara yapılacak genetik müdahalelere ait bir ibare yer almıyor.

Konu ile ilgili görüştüğümüz akademisyenlere göre, Türkiye’de doku hatlarında çalışmak (genetik modifikasyon yapmak vb.) Sağlık Bakanlığı’nın düzenlediği bir konu değil. Bu alanda yapılan akademik çalışmalara, bağlı yerel etik kurulları izin veriyor. İnsan hücre hatlarında (bireyden doğrudan alınması ya da ticari doku hatlarından) çalışılmasına ait herhangi bir yasal kısıtlama yok.

Öte yandan lenfoma veya lösemi gibi hastalıklarda insan hücrelerinin kişiden alınıp laboratuvarda işlenip tekrar insana verilmesi söz konusu. Bu işlemler sadece Sağlık Bakanlığı’nın onaylı laboratuvarlarında yapılıyor ve GMP, akreditasyon vb. gibi belirli laboratuvar özellikleri barındırması gerekiyor.  İnsandan alınıp, tekrar insana verilmesini içeren çalışmalarda (araştırma amaçlı olsa bile) ise iş Sağlık Bakanlığı’nın onayına tabi. Eğer hücre tekrar insana geri veriliyorsa yerel etik kurulları bunun dışında kalıyor.

Yani yasalarda insan dokusuna müdahale konusu açık açık belirlenmese bile insana tekrar verilecek durumlarda Sağlık Bakanlığı’nın onaylı laboratuvarlarında ve müfettişlerin kontrolünde yapılabiliyor. Bu bağlamda, CRISPR çalışmasının araştırma amacıyla bile yapılması için Sağlık Bakanlığı’nın özel bir izin çıkarması gerekiyor. Şu anda Türkiye’de böyle bir çalışma olmadığı için olası kararı tahmin etmek zor.

ABD’de de olduğu gibi, seçmenlerin düşünceleri de buradaki kararları belirleyebilir. Sonuçta, insan genomu üzerinde değişiklik yapmak, dinî açıdan da yeni bir tartışma konusu. Çeşitli tefsir kitaplarında embriyonun canlı sayılabilmesi için 40 ila 120 gün geçmesi gerektiği belirtiliyor.18 CRISPR yöntemi, bu süreden çok daha önce uygulandığı için dinî açıdan “canlı sayılmadığı” bir dönemde gerçekleşiyor. Öte yandan, Diyanet Bakanlığı’nın gen transferinin fıtrata müdahale olduğunu belirten açıklamaları da mevcut.19 Uygulamanın bu anlamda kabul görüp görmeyeceğini de zaman gösterecek.

Son olarak, Türkiye’de gerçekleştirilecek CRISPR/Cas9 yöntemlerinin patentlenmesi ile Sinai Mülkiyet Kanunu‘nda ilgili bir kanun bulunuyor.

MADDE-82 (2) Aşağıda belirtilenler buluş niteliğinde sayılmaz. Patent başvurusu veya patentin aşağıda belirtilen konu veya faaliyetlerle ilgili olması hâlinde, sadece bu konu veya faaliyetlerin kendisi patentlenebilirliğin dışında kalır:

d) İnsan klonlama işlemleri, insan eşey hattının genetik kimliğini değiştirme işlemleri, insan embriyosunun sınai ya da ticari amaçlarla kullanılması, insan ya da hayvanlara önemli bir tıbbi fayda sağlamaksızın hayvanlara acı çektirebilecek genetik kimlik değiştirme işlemleri ve bu işlemler sonucu elde edilen hayvanlar.

Güncelleme (13 Ekim 2017): Yöntemin Türkiye’deki uygulanabilirliği konusunda yetkili bir kurumda yanıt almak üzere BİMER’den bilgi isteğinde bulunmuştum. Ancak yazının tamamlanmasına yetişmemişti. Yanıt dün geldi. Olduğu gibi paylaşıyorum.

8. Ticari ve patent durumu nedir?

CRISPR yönteminin patent hakları, 2014 yılından itibaren tartışılmaya başlandı ve hala devam ediyor. Yöntemin ilk ortaya çıkışından itibaren günümüze kadar açılan çok sayıda firma, gerek malzeme gerekse program üreterek yöntemin bir tarafından tutuyor. Avrupa’da yöntemin patenti MilliporeSigma’da bulunurken20, ABD’deki patent hakkı ise üniversiteler-arası bir savaş konusu olmuş durumda.

2012 yılında University of California’daki (UC) araştırmacılar, CRISPR’ın izole DNA’lar üzerinde hedefe yönelik kesim işlemi yapabileceğini keşfetmişti.5 Bir yıl sonra Broad Institute’da (Harvard ve MIT ortaklığı ile) gerçekleştirilen çalışma ile bu yöntemin ökaryotik hücreler üzerinde kullanılabileceği gösterdi.21 Her iki grup da CRISPR üzerinde hak iddia ederek ABD Patent Ofisi’ne başvurmuş olsa da;  patent Broad Institute üzerinde kaldı. Bundan sonraki süreçte, UC’den çok sayıda itiraz gelmiş olsa da; Patent Ofisi nihai kararı yine de Broad Institute lehine verdi.

9. Gerek var mı?

Günümüzde geçerli olan olan benzeri yöntem PGD olarak da bilinen “preimplantation genetic diagnosis” sıklıkla uygulanıyor. Uygulamada, bebek sahibi olmak isteyen ebeveynler bağışladığı sperm ve yumurtalar dölleniyor. Oluşan embriyolar, kalıtsal bir hastalık taşıma durumlarına göre genetik olarak taranıyor. Bu şekilde sadece sağlıklı embriyolar seçilebiliyor. Hal böyleyken neden genom düzenlemeye ihtiyaç duyalım?

Eğer ebeveynlerden birinde hastalığa sahip bir kopya bulunursa, oluşan embriyoların yarısında ilgili hastalığın görülme ihtimali oluyor. Bu durumda bu “hatalı” embriyolar PGD ile tespit edilip rahime yerleştirilmeden atılıyor. Ancak CRISPR yöntemi geniş kullanıma ulaşırsa, oluşturulan tüm embriyolar hastalık taşısa bile düzeltilerek kullanılabilecek. Dominant kalıtılan bir hastalığa sahip bireylerin bile sağlıklı çocukları olabilecek.

Etik açıdan şu ikilem ortaya çıkıyor: Hata taşıyan embriyoları hayatlarına başlamadan atmak mı daha doğru? Yoksa hatalı olanlarda genetik müdahale yapıp hayatta tutmak mı?

10. Ne zaman geniş kullanıma ulaşacak?

Yakın gelecekte. Yöntem üzerinde çok sayıda iyileştirme yapılması, primat gibi yakın türlerde test edilip güvenilirlik kazanması gerek. Türkiye için bir şey söylemek zor olsa da, ABD’de klinik deneylerin başlaması için 10-15 yıl kadar bu ön çalışmaların devam etmesi ve başarı göstermesi gerekiyor.22

Yöntem, her ne kadar günümüzde uygulanan PGD gibi sadece “sağlıklı” birey meydana getirmeyi amaçlasa da, birçok kişinin konuda komplo teorileri üretmesini engellemiyor. En büyük korku, maddi gücü olan insanların bu yolla daha zeki, güzel veya güçlü çocuklar tasarlayabilmesi. Kamuoyunun konu hakkındaki korkularının, yöntemin geniş kullanıma geçmesinde yavaşlatıcı etkisi olacağı tahmin ediliyor.

Gerçekte, genler üzerinde değişiklik ile daha zeki, kaslı ve güzel insanlar yaratmak şu anki bilgimiz ile oldukça uçuk düşünceler. Bunun sebebi, zeka ve güç gibi özelliklerin tek bir gen ile değil yüzlerce genin karmaşık etkileşimi ile şekillenmesinden kaynaklanıyor. Genomik alandaki bilgimiz, bu tür karmaşık yapıda yönlendirmeler yapmaktan çok uzakta. Yakın geleceğe kadar yapabileceğimiz tek şey, ufak nokta mutasyonlarını düzeltmek veya tek bir gen silip (belki ekleyebilmek) olacak.

Referanslar
1.
Ishino, Y., Shinagawa, H., Makino, K., Amemura, M. & Nakata, A. Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isozyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product. J Bacteriol 169, 5429–5433 (1987). [PMC]
2.
Mojica, F. J. M., D�ez-Villase�or, C., Garc�a-Mart�nez, J. & Soria, E. Intervening Sequences of Regularly Spaced Prokaryotic Repeats Derive from Foreign Genetic Elements. Journal of Molecular Evolution 60, 174–182 (2005). [Source]
3.
Clustered regularly interspaced short palindrome repeats (CRISPRs) have spacers of extrachromosomal origin. Microbiology 151, 2551–2561 (2005). [Source]
4.
Morange, M. What history tells us XXXVII. CRISPR-Cas: The discovery of an immune system in prokaryotes. Journal of Biosciences 40, 221–223 (2015). [Source]
5.
Jinek, M. vd. A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity. Science 337, 816–821 (2012). [Source]
6.
Carlson, D. F. vd. Production of hornless dairy cattle from genome-edited cell lines. Nature Biotechnology 34, 479–481 (2016). [Source]
7.
Burkard, C. vd. Precision engineering for PRRSV resistance in pigs: Macrophages from genome edited pigs lacking CD163 SRCR5 domain are fully resistant to both PRRSV genotypes while maintaining biological function. PLOS Pathogens 13, e1006206 (2017). [Source]
8.
Sánchez-León, S. vd. Low-gluten, non-transgenic wheat engineered with CRISPR/Cas9. Plant Biotechnology Journal (2017). doi: 10.1111/pbi12837
9.
Yang, S. vd. CRISPR/Cas9-mediated gene editing ameliorates neurotoxicity in mouse model of Huntington’s disease. Journal of Clinical Investigation 127, 2719–2724 (2017). [Source]
10.
Schaefer, K. A. vd. Unexpected mutations after CRISPR–Cas9 editing in vivo. Nature Methods 14, 547–548 (2017). [Source]
11.
Wu, W.-H. vd. CRISPR Repair Reveals Causative Mutation in a Preclinical Model of Retinitis Pigmentosa. Molecular Therapy 24, 1388–1394 (2016). [Source]
12.
Here’s Why Editas Medicine Fell as Much as 15.7% Today. The Motley Fool Available at: https://www.fool.com/investing/2017/05/30/heres-why-editas-medicine-fell-as-much-as-14-today.aspx. (Erişim: 3. Ekim 2017)
13.
Should we be worried about CRISPR/Cas9 off target effects? Medium/Gaetan Burgio Available at: https://medium.com/@GaetanBurgio/should-we-be-worried-about-crispr-cas9-off-target-effects-57dafaf0bd53. (Erişim: 3. Ekim 2017)
14.
Baltimore, D. vd. A prudent path forward for genomic engineering and germline gene modification. Science 348, 36–38 (2015). [Source]
15.
Tang, L. vd. CRISPR/Cas9-mediated gene editing in human zygotes using Cas9 protein. Molecular Genetics and Genomics 292, 525–533 (2017). [Source]
16.
Ma, H. vd. Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos. Nature 548, 413–419 (2017). [Source]
17.
Araki, M. & Ishii, T. International regulatory landscape and integration of corrective genome editing into in vitro fertilization. Reproductive Biology and Endocrinology 12, 108 (2014). [Source]
19.
Diyanet GDO’lar için ne dedi? NTV Available at: http://www.ntv.com.tr/turkiye/diyanet-gdolar-icin-ne-dedi,mlSLoZJyJkS2LN_qD2yl4g. (Erişim: 3. Ekim 2017)
20.
MilliporeSigma to Be Granted European Patent for CRISPR Technology. Gen News Available at: http://www.genengnews.com/gen-news-highlights/milliporesigma-to-be-granted-european-patent-for-crispr-technology/81254776. (Erişim: 3. Ekim 2017)
21.
Cong, L. vd. Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems. Science 339, 819–823 (2013). [Source]
22.
About That “First Gene-Edited Human Embryos” Story. Scientific American Available at: https://blogs.scientificamerican.com/observations/about-that-first-gene-edited-human-embryos-story/. (Erişim: 2. Ekim 2017)

Moleküler Biyolog ve Genetikçi. İstanbul Teknik Üniversitesi’nde doktora öğrencisi. 5 yıldır biyoinformatik ve yeni nesil dizileme üzerine çalışıyor. R programlama dili üzerine R Konsol adlı blogda yazıyor.

Leave a reply:

Your email address will not be published.

Site Footer