Page 13 - BİOMEDYA SAYI 07

www.biomedya.com
HEDEF DOKU VE HÜCRELERE GEN TERAPI

SISTEMLERININ TAŞINMA TEKNOLOJILERI

terapilerinin dezavantajlarının Genom düzenleme sistemlerinde yer Genellikle incelenen, genetik materyali
olduğunu gösteriyor. alan tüm bileşenler, hedef hücrelerde terapötik olarak kullanılmak üzere
işlev görmesi için DNA, mRNA veya tasarlanan üç virüs sınıfı vardır:
Adeno-ilişkili virüs (AAV) aracılı gen protein biçiminde hedef hücrelerin retrovirüsler, adenovirüsler ve adeno-
terapi moleküllerinin taşınması, genomuna erişmelidir. Genom ilişkili virüsler (AAV'ler). Bunlara
Cihan Taştan bölünmeyen hücrelerde gen transferi düzenleme makromolekülleri içeren alternatif olarak, viral olmayan
PhD, Mikrobiyoloji, ve episomal ifadeyi kolaylaştırır. Ancak nanoparçacıklar, öncelikle hücre dışı materyallere dayalı gönderim vektörleri
New York Üniversitesi kapsüllenmiş gen terapi moleküllerinin engellerden kaçınmalıdır. viral vektörlerden daha az toksik ve
boyutu ve AAV vektörlerine karşı immünojenik olma potansiyeline
vücudumuzun verdiği bağışıklık Bu bariyerler, makrofajlar veya diğer sahiptir.
Yakın zamanda CRISPR-Cas9 tepkisi, gen terapilerinde AAV fagositler tarafından fagositoz,
genom modifikasyon teknolojisinin teknolojisinin kullanılmasında da enzimatik veya hidrolitik yollarla Nükleik asitlerin hücre içerisine verimli
geliştirilmesiyle, gen terapileri giderek zorluklar yaşanabildiğini gösteriyor. bozunum, bağışıklık tepkisinin transferi için ayrıca sentetik polimerler
daha kolay hale geldi. TALEN’lerin indüklenmesi ve sitokinlerin (örneğin polietilenimin, siklodekstrin ve
(Transcription activator like effector İnsan hücrelerinde gen ekspresyonunu üretilmesi. Eğer bu makromoleküller p-amino esterler) ve lipidler (örneğin,
nuclease) ve ZFN’lerin (Zinc-finger manipüle etmek için geliştirilen ve nanoparçacıklar bahsettiğimiz lipofektamin) de tasarlandı.
nuclease) yanı sıra CRISPR-Cas9'a alternatif bir teknoloji de
dayanan genom modifikasyon programlanabilir DNA nükleaz’larıdır.
sistemleri, biyomedikal araştırma, ilaç ZFN, TALEN ve CRISPR-Cas9 nukleaz
keşfi ve geliştirme, hatta gen terapisi tabanlı sistemler, DNA'da çift sarmal
için değerli teknolojiler olmaya başladı. kırılmalarını (DSB'ler) indükleyebilir.
Çift DNA sarmalı kırılmaları, hücreyi
Bununla birlikte, bu sistemlerin genom düzenlemeye iki yolla zorlar:
her biri hücrelere etkili bir şekilde Homolog olmayan son katılım (NHEJ)
girebilmek ve işlevlerini yerine ve homoloji yöneltilmiş onarım (HDR).
getirebilmek için verimli ve güvenli NHEJ, hedef gen eklenmesi (insertion)
taşıma teknolojilerine ihtiyaç duyuyor. veya silinmesi amacıyla DNA’nın belirli
Gen terapilerinde hücre içerisine bu bölgesini parçalarken; HDR, genomik
makromoleküllerin taşınması veya dizilerin eklenmesi, silinmesi veya
enjekte edilebilmesi için viral ve değiştirilmesi için hedef genomik
viral olmayan paketleme yöntemleri bölgeye donör DNA parçacığının
üzerinde çalışmalar olanca hızıyla eklenmesine olanak sunar. HDR'ye
devam ediyor. dayalı gen düzenleme yöntemi,
hastalık nedenli mutasyonları onarmak
7000 tespit edilmiş nadir hastalıkların için kullanılabilmekte. Genom modifikasyon sistemlerinin,
sadece %5'ten azı için etkili bir tedaviye virüsler kullanılmadan, hücreler
sahip olduğumuz düşünüldüğünde, arası olarak verilmesi için fiziksel
gen terapi yöntemlerine olan ihtiyacın yöntemler de geliştirildi: In vitro
ne denli yüksek olduğu tartışılmazdır. mikroenjeksiyonlar, ex vivo embriyo
Genetik hastalıklara sebep olan
mutasyona uğramış genlerin, veya zigota doğrudan enjeksiyon.
fonksiyonel kopyalarının viral veya Alternatif olarak, elektroporasyon da
viral-olmayan sistemlerle hücre gen terapi makromoleküllerinin hücre
içine transferi ile fonksiyon kaybının içerisine girebilmesi için hücre zarında
giderilebilmesi, gen terapilerinin geçici gözenekler açmasını sağlamak
önemini ortaya koydu. 2012 yılında, amacıyla kullanılabiliyor.
nadir hastalıklardan lipoprotein lipaz
eksikliğini tedavi etmek için adeno- Genom düzenleme hem araştırma
ilişkili virüs (AAV) aracılı fonksiyonel hem de klinik uygulamalar için
bir genin aktarılması, viral gen muazzam bir olanak sunuyor.
aktarım teknolojisine dayanan ilk gen Hastalıklara sebep olan mutasyon
terapisinin ürünü oldu. dizilerinin silinmesi, düzeltilmesi veya
terapötik genlerin özel olarak dahil
Ayrıca, hastalık genlerinden edilmesi yoluyla bir dizi kalıtımsal
üretilen mRNA'ları sessizleştiren hastalığı tedavi etme potansiyeline
RNAi (RNA interference) ve ASO artık kavuşmaya başladık. Gen terapi
(antisense oligonükleotidler) gibi makromoleküllerinin viral veya viral
RNA modifikasyon terapileri de olmayan yöntemlerle hedef doku
şu an üzerinde klinik araştırmalar Bu genetik düzenleme teknolojileri bariyerlerden kaçınabilir, doğru organa ve hücrelere transferinin yanı sıra;
gerçekleştirilen diğer terapi ile birçok genetik hastalığı düzeltmek lokalize olur ve kan dolaşımından programlanabilir nükleazların doğasını
yöntemlerinden birkaçı. ASO'lar ve ve işlevini anlamamızdaki ilerlemeler
RNAi, herhangi bir hedef proteinin artık mümkün. Bununla birlikte, sızarsa hedef hücre tarafından içeriye de gelecekte ‘tedavi edilemez olan’
üretiminin baskılanmasına neden bu muazzam terapötik potansiyeli alınır. Böylelikle, hedef geni başarıyla kalıtımsal hastalıkları iyileştirmemizde
olabilir. Yine de hastalık proteinlerinin gerçekleştirmek için, hücre içerisine düzenleyebilmek için sitoplazmaya bize muazzam katkılar sağlayacak.
tamamen değil; sadece bir seviyeye güvenli ve verimli olarak transfer (mRNA) veya çekirdeğe (DNA, sgRNA
kadar baskılanabilmesi ve hedef edilmesi noktasında birçok engelin veya nükleaz proteini) lokalize olmaları Kaynak: Hao Yin et al. Delivery technologies for
dışı etkiler, RNA ile modifikasyon aşılması gerekiyor. yeterli olacaktır. genome editing. Nature Reviews. 24 Mart 2017