Gelecekte daha sağlıklı nesillerin mümkün olduğunu söyleyen Mikrogen Genetik Hastalıklar Tanı Merkezi Direktörü Tıbbı Genetik Uzmanı Prof. Dr. Volkan Baltacı, sorularımızı yanıtladı…
DNA analizinde gelişen teknoloji ve yenilikler nelerdir?
Son yıllarda insan genetiği ve DNA analizi ile ilgili konularda en önemli gelişmeler başlıca üç konuda olmuştur:
Çok sayıda genin ya da büyük miktarda DNA'nın aynı anda test edilebilmesi.
Özellikle Yeni Jenerasyon Dizileme Platformları (NGS) sayesinde büyük miktarlardaki DNA molekülleri, hatta tüm genom (bir hücrenin içindeki genetik materyalin tamamı) dizi analizleri kısa süre içinde ve eskisi ile kıyaslanamayacak kadar uygun maliyetle yapılabilir olmuştur.
Bu, yüksek miktarlı verilerin biyoinformatik analizlerinin yapılması (DNA dizilerinin yorumlanması).
İnsan DNA dizisinde yer alan kodlayıcı bölgelerin sadece baş harflerini yan yana yazsak bu bile, binlerce sayfadan oluşan yüzlerce cilt ansiklopediye denk gelmektedir. Tüm genomu düşünecek olursak, bu kadar büyük verinin işlenmesi ve analiz edilmesi ve yorumlanması ancak çok zengin veri bankası, güçlü bilgisayarlar, yazılım programları ve tecrübeli analiz uzmanları ile mümkün olmaktadır.
DNA'nın manupule edilebilmesi (genom editing).
İnsanoğlunda genetik hastalıklara neden olan DNA hatalarının (mutasyonların) düzeltilmesi, genetik bilimcilerin uzun yıllardır yapmayı istediği en önemli şeylerden biri olmuştur. Bu konuda geçen yıllarda çok sayıda teknoloji geliştirilmiş olmakla birlikte genetik biliminin önünü açmaya en yakın gelişme, CRSPR CAS9 teknolojisi olmuştur. Bu teknoloji, gen tedavisi amacıyla kullanılacaktır.
GEBELİĞİ SONLANDIRMAK İSTEMEYİZ
Hastalıklı genler ayıklanabilir mi?
Hastalıklı genlerin ayıklanması denildiğinde akla prenatal genetik tanı ve preimplantasyon genetik tanı gelir. Prenatal tanı, anne karnındaki bebeğe (fetusa) genetik teşhis konulması anlamına gelir. Bu yöntemin en büyük dezavantajı; eğer bebeğin hasta olduğu tespit edilirse, bazı istisnai durumlar hariç gebeliğin sonlandırılması dışında geriye yapacak bir şeyin kalmamasıdır. Gebeliğin sonlandırılması bir anne için hem sağlık, hem de psikolojik yönden büyük bir travmadır. Bu nedenle preimplantasyon genetik tanı (PGT) yani embriyo aşamasında bebekleri test ederek sağlıklı olanı seçip anne adayına transfer edilmesi ve gebeliğe sağlıklı olduğu bilinen bir bebekle başlanması daha çok tercih edilir.
Kanser genleri ayıklanabiliyor mu?
Kanser genleri de preimplantasyon genetik tanı yöntemi ile ayıklanabilir. Aslında PGT yöntemi; ailesel kanser vakalarında, ailenin alt kuşaklarını söz konusu kanserden korumak için kullanılabilecek en avantajlı yöntemlerden biridir. Örneğin meme kanseri bulunan bir ailede indeks bir BRCA1 geni mutasyonu taşıyan bir kadının yumurtalarında, polar cisimden ya da embriyosunda blastomer hücresinden test yaparak kanser geni taşımayan yumurtalar seçilerek saklanabilir. Veya kanser geni taşımayan embriyo transfer edilebilir. Herhangi bir gebeliği sonlandırmadığımız için bu teknoloji aileler için büyük avantaj sağlar.
AKRABA EVLİLİKLERİNDE ÖNEMLİ
Gen taramasını aileler neden önemsemeli?
Şu iki aile örneği için gen taraması çok önemlidir:
Eşler arasında akrabalık bulunan aileler
Eşler arasında akrabalık bulunmasa bile genetik hastalıklı çocuk sahibi veya öyküsü bulunan aileler. Bir toplumda çekinik genetik hastalıkların dağılımı ve bu hastalıklar için taşıyıcı olanların oranı bir denge halinde bulunur. Örneğin resesif bir hastalığın bir toplumda doğum sıklığı 2 bin doğumda bir olsun. Bu durumda yaklaşık her 22 kişiden biri bu hastalık için taşıyıcı olmak durumundadır. Yani taşıyıcı sıklığı bir toplumda tahmin ettiğimizden çok fazladır. Sokaktan geçen herhangi birini tüm kodlayıcı gen bölgeleri bakımından taradığınızda (buna tüm ekzom dizileme (WES) diyoruz) ortalama 100 kadar gen değişimi (ki bunların bazıları hastalık yapıcı olabilir) bulunabilir. O halde eşlerden biri bir hastalık için taşıyıcı ise, mutlaka karşı eşi de bu hastalıktan yana taşıyıcı olup olmadığını kontrol etmemiz gerekir. Üstelik eşler arasında akrabalık varsa bu risk çok daha yüksektir.
GENETİKTE DEVRİM GİBİ TEKNOLOJİ
Genetik kodlamada değişiklik yapılabilir mi?
Sorunun cevabı, evet. DNA'mızın genetik kodunda değişiklik yapmak için kullanılan değişik yöntemler vardır. Bu yöntemler arasında DNA'yı spesifik bölgelerde tanıyarak kesen CRISPR-Cas9, TALEN veya ZNF gibi enzim teknolojileri ya da bazı viral teknolojiler kullanılır. CRISPR-Cas9, önceki yöntemlere göre hem ucuz oluşu, hem de daha pratik uygulanabilirliği ile devrim niteliğindedir. DNA'nın istediğimiz bölgesini tanıyan kılavuz niteliğinde RNA ve buna bağlı olan ve DNA'yı bu bölgeden kesen Cas9 enziminden oluşur. Bu teknoloji günümüzde laboratuvar araştırmalarında, ilaç teknolojilerinde, bitki teknolojilerinde, kanser tedavilerinde ve hatta genetik hastalıkların tedavilerinde kullanım alanı bulmuştur.
HASTALIĞA SEBEP OLAN HATALI ŞİFRE, EMBRİYODA DÜZELTİLDİ!
Genetik kodlarla değişiklik yapılıp ilerde oluşabilecek hastalıkları önlemek mümkün mü?
Genetik biliminin en önemli amaçlarından biri gen tedavisi olarak nitelendirebileceğimiz, genetik şifremizde değişiklik ve düzeltmeler yaparak şifremizde meydana gelmiş olan hataları düzeltmek ve böylece genetik şifredeki hatalardan kaynaklanan kanser ve genetik hastalıkları önlemektir. Günümüzde gen düzenleme uygulamaları hali hazırda bazı durumlar için uygulanabilmiştir. Orak hücre anemisi ve talasemi gibi hematolojik genetik hastalıklarda, FDA'dan onay almış bazı gen tedavisi uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Bu konuda en çarpıcı örnek, Nature dergisinin Ağustos 2017 sayısında yayınlanmıştır. Bu, dominant geçişli bir genetik hastalık olan hipertrofik kardiyomyopati (HCM) hastalığının, CRISPR-Cas9 teknolojisi kullanılarak gerçekleştirilen gen tedavisi vakası olmuştur. Bir HCM hastasına ait embriyolarda preimplantasyon dönemde söz konusu hastalığa sebep olan mutasyon (hatalı şifre) embriyolarda düzeltilebilmiştir. Bu uygulama birçok genetik hastalığın embriyo aşamasında yani anneye nakledilmeden önce tedavi edilebileceğinin önemli bir adımını teşkil etmiştir. Ancak yöntem henüz araştırma aşamasında olup klinik uygulamalara geçmesi için daha fazla vaka ile ve farklı mutasyon ve hastalıklar ile test edilmesi ve sonuçların birlikte değerlendirilmesi gerekmektedir.
