Hücrelerimizin santralleri ve enerji depoları olan mitokondriler yaşamsal önem taşıyor. Mitokondriyal DNA’daki hasarlar yüzünden işlevi bozulduğunda, sağırlık, körlük, kalp yetersizliği ve nörolojik bozukluk gibi ağır hastalıklar gelişebiliyor. Hatta bazı mitokondriyal hastalıklar ölümle bile sonuçlanabiliyor. Dünya genelinde 5000 kişiden birinin mitokondri kalıtımında hastalık yapıcı mutasyon bulunuyor. Ve bu bozukluğun tedavisi bulunmuyor.
Hücre çekirdeğindeki genetik bozukluklar için CRISPR/Cas9 gen makası sayesinde ilk genetik tedaviler geliştirilmişse de, mitokondriyal gen bozuklukları için durum farklı. Bunun nedeni, en yaygın gen araçlarının mitokondriye nüfuz edememesi ve dolayısıyla da bu hücre organellerinin DNA’sına ulaşamaması. Gerçi insan yumurta hücrelerindeki kusurlu mitokondrinin tamamen değiştirilmesi denenmişti, ancak bu prosedür oldukça tartışmalı.
ABD’li araştırmacılar, mitokondriyal DNA’daki sitozini, timine dönüştürebilen bir aracı ancak 2020 yılında geliştirebildiler. Bununla birlikte bu teknik yalnızca hatalı yerleştirilmiş sitozin bazlarının bazıları için etkili olduğundan, tıbbi tesiri sınırlı: Hastalığa neden olan yaklaşık 90 mitokondriyal mutasyondan sadece dokuzunu onarabilmekte.
Güney Koreli araştırmacı Sung-ık Cho bunun için mitokondriyal kalıtımdaki hatalı yerleştirilmiş DNA adenin bazını da hedefleyebilen ve guanin nükleobazına dönüştürebilen “TALED” isimli bir düzenleme aracı geliştirdi. Bu gelişme üç moleküler bileşenin kombinasyonu sayesinde gerçekleşti. Birinci varyant, C-T dönüşümünde kullanılan sitozin deaminaz. Bu varyant, istenilen mitokondriyal DNA parçasını tanıyan ve çalıştıran, TAL efektörü ile kombine ediliyor. Üçüncü bileşen olarak, adeninin, guanine dönüşmesini sağlayan bir adenin deaminase olan TadA8e ilave ediliyor. Gen makasından farklı olarak bu üç bölümlü gen aracı, DNA’yı kesmek yerine, kimyasal reaksiyon ile adeninin, guanine dönüştürüyor. Bu da dizilimin kopmasını ve diğer DNA hasarlarını en aza indiriyor. Araştırmacılar insan hücre dizileriyle testler gerçekleştirerek, bu moleküler birleşik aracı kusurlu adenin bazlarını mitokondri hücre kültürlerin dönüştürecek şekilde geliştirebildi
Bilim insanlarının açıklamalarına göre bu gen düzenlemelerinde 49 hatalı adenin bazı, hatasız guanin bazıyla değiştirilmiş. Daha sonra gerçekleştirilen testlerle, söz konusu aracın hücrelere zarar vermediği görülmüş ve mitokondriyal DNA’da de istikrarsızlaşma yaşanmamış. Araştırmacılara göre yeni gen aracı “mitokondriyal gen terapisinde yeni bir çağın habercisi” olabilir. Bununla birlikte yeni gen aracının hayvanlarda ve insanlarda kullanılmadan önce çok sayıda araştırmanın ve iyileştirilmelerin yapılması gerektiği gibi, etkinliğinin ve baz değiş tokuşunun özgüllüğünün de artırılması gerekiyor.
Nilgün Özbaşaran Dede
