Modern gen tedavisi, yavaş yavaş "hasarlı DNA'yı düzeltmek" gibi tek bir evrensel fikirden uzaklaşıyor. Bazen bir gene gerçekten işleyen bir kopya aktarılabilir. Bazen ise diziyi hiç değiştirmeye gerek yoktur — mevcut genin çalışmasını engelleyen moleküler yasağı kaldırmak yeterlidir.
Yakın tarihli iki araştırma bu farkı iyi bir şekilde ortaya koyuyor.
İlki, nadir bir kalıtsal retina hastalığı olan KCNV2-retinopatisine ayrılmıştır. KCNV2 geni, fotoreseptörlerin potasyum kanallarının işleyişinde rol oynayan Kv8.2 proteinini kodlar. KCNV2'nin patojenik varyantlarında çubuk ve koni hücrelerinin işleyişi bozulur: görme keskinliği düşer, ışığa hassasiyet, renk görme bozuklukları ve gece körlüğü ortaya çıkar. Hastalığın henüz özgül bir tedavisi yoktur.
Araştırmacılar, fotoreseptörlere optimize edilmiş işleyen bir insan KCNV2 kopyası aktarmak için adeno-ilişkili viral bir vektör — AAV — kullandılar. Bu, hasarlı genin düzenlenmesi değildir: mevcut mutasyon yerinde kalır ve hücre, yeniden Kv8.2 üretmesini sağlayan ek bir talimat alır.
İşlevsel Kv8.2 proteini olmayan farelere subretinal uygulamadan sonra retinanın elektriksel yanıtları belirgin şekilde iyileşti. Bazı dozlarda hayvanların hem zayıf hem de parlak ışık koşullarındaki görsel yönelimli tepkileri sağlıklı farelerin göstergelerine yaklaştı. KCNV2-retinopatili bir hastanın hücrelerinden üretilen retina organoidlerinde araştırmacılar Kv8.2 proteininin oluşumunu da yeniden sağladılar.
Bu, henüz insanın "görme yetisini geri kazandığı" anlamına gelmiyor. Söz konusu olan, preklinik bir ilke kanıtıdır: yöntem hayvan modelinde ve insan hücre modellerinde işliyor. Sonraki soru çok daha karmaşıktır — hastalarda yeterince güvenli ve etkili olup olmayacağı.
Araştırmacılar Prader–Willi sendromunda ise tamamen farklı bir yaklaşım uyguladılar.
Burada sorun yalnızca tek bir genin hasar görmesi değildir. Prader–Willi sendromunda 15q11–q13 kromozom bölgesinin baba kopyasındaki bir gen grubunun normal ekspresyonu yoktur. Bu genlerin çoğunun anne kopyası mevcuttur, ancak genomik damgalama — hangi ebeveyn kopyasının etkin olması gerektiğini belirleyen epigenetik sistem — nedeniyle suskundur.
Bilim insanları tam da bu suskunluğu kaldırmaya çalıştılar.
Japonya'dan bir ekip CRISPR/dCas9-SunTag-TET1 sistemini kullandı. Normal Cas9'dan farklı olarak dCas9, DNA'yı kesmez. Moleküler bir yol gösterici olarak kullanılır: genomun istenen bölgesine yönlendirilir ve DNA metilasyonunu değiştirebilen TET1 enzimini çeker.
Araştırmacılar, Prader–Willi sendromlu hastalardan elde edilen hücrelerde PWS-ICR damgalama merkezini hedef aldılar. Demetilasyon, SNRPN, SNORD116, IPW ve MAGEL2 dahil olmak üzere anne kromozomundaki birkaç genin yeniden etkinleşmesini sağladı. Özellikle ilginç olan, bu değişikliklerin bu hücreler açlık, hormonal işlevler ve metabolizmanın düzenlenmesiyle ilişkili dokunun üç boyutlu modelleri olan hipotalamik organoidlere dönüşmesinden sonra da korunmasıydı. Organoidlerde genel gen ekspresyon profili de kısmen normale döndü.
Ancak burada önemli bir incelik ortaya çıktı.
Bölgenin epigenetik "uyandırılmasından" sonra nöronal hücrelerde UBE3A'yı baskılayabilen antisens transkript UBE3A-ATS de etkinleşti. Araştırmacılar, düzenlenmiş organoidlerde gerçekten de UBE3A ekspresyonunda azalma gördüler. Yazarlar uyarıyor: bu genin aşırı baskılanması teorik olarak Angelman sendromu patolojisiyle ilişkili değişiklikler yaratabilir.
İşte bu yüzden bu çalışma özellikle öğreticidir. Epigenom, birbirinden bağımsız anahtarlar dizisi olarak algılanamaz. Bazen bir bölgenin etkinleştirilmesi, komşu genlerden oluşan bütün bir zincirin işleyişini değiştirir.
Her iki strateji de henüz rutin klinik tedaviden uzaktır. KCNV2 için insanda uzun süreli etkinlik ve güvenliğin doğrulanması gerekir. Prader–Willi sendromu için görev daha da karmaşıktır: düzenleyicinin beyindeki doğru hücrelere nasıl ulaştırılacağını öğrenmek, etkinin gücünü ve süresini kontrol etmek ve diğer damgalanmış genlerin hassas dengesini bozmamak gerekir.
Ama yön çoktan görünüyor. Bir durumda tıp, hücreye eksik olan genetik talimatı ekliyor. Diğerinde ise bunca zamandır DNA'da kalan ama kapatılmış olan bir gene sesini geri vermeye çalışıyor.
İşte bu, yeni moleküler tıbbın en ilgi çekici özelliklerinden biri haline geliyor: bir hastalık yalnızca genomu yeniden yazarak değil, hücrenin onu nasıl okuduğunu değiştirerek de tedavi edilebilir.
