Hacettepe Üniversitesi Transgenik Hayvan Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi Laboratuvarları’nda CRISPR/Cas9 sistemi kullanılarak insanda nadir bir hastalıkla ilişkili olduğu bulunan bir gen, farede hedeflenerek mutant (nakavt /“knockout” fare) fare üretildi.
Genetiği değiştirilmiş fareler sağlık alanındaki araştırmalarda oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Gelişmiş ülkelerde pek çok merkezde hastalık modelleri bu tür merkezlerde (transgenik) üretilebilmektedir. Biyomedikal araştırmalardaki teknolojik gelişmeler (yeni nesil sekanslama) sayesinde bir çok hastalık ile ilişkili genetik değişiklikler tanımlanabilmektedir. Tanımlanan bu değişikliklerin hastalıktan sorumlu olduğunun teyit edilmesi için benzer mutasyonları içeren deney hayvanları üretilerek hastalık modelleri oluşturulabilmektedir. Bu maksatla en çok kullanılan model organizma faredir. Yurtdışında bu tür genetiği değiştirilmiş on binlerce fare modeli yapılmıştır. Hacettepe Üniversitesi’nde ise Merkez Müdürü Doç. Dr. Aytekin Akyol’un önderliğindeki grup tarafından Kalkınma Bakanlığı desteği ile kurulan laboratuvarlarda ilk transgenik fareler 2012 yılında üretilmiştir.
CRISPR/Cas9 sistemi ilk önce prokaryotlarda adaptif immün sistemin bir parçası olarak tanımlanmıştır. Bu sistemin genom değişikliği yapılabilecek şekilde uyarlanması sayesinde 2013 yılında ökaryotik hücrelerde genetik değişiklikler yapılabilmiştir. Bu metod, biyomedikal araştırmalar alanında devrim niteliğinde etki yaratmıştır; çünkü bu sistem sayesinde hem genetik hastalıklar modellenebilmekte, hem de kalıtsal hastalıkların tedavisi mümkün olabilmektedir. Temel olarak kılavuz RNA ("single guide RNA”, sgRNA; genomda istenilen bölgeyi tanıyan) ve Cas9 enzimi sayesinde genomda hedef alınan bölgede DNA sarmalında çift zincir kırıkları gerçekleştirilmektedir. CRISPR/Cas9 sisteminin içeriği plazmid, RNA veya protein olarak tek hücre aşamasındaki döllenmiş fare embryosuna enjekte edildiğinde mutant yavrular oluşturmak mümkün olabilmektedir.
Nadir hastalıklar, akraba evliliklerinin sık olduğu ülkemiz için önemli bir sağlık sorunudur. Hacettepe Üniversitesi Pediatrik Nefroloji Öğretim Üyesi ve Nefrogenetik Laboratuvarı Sorumlusu Doç. Dr. Fatih Özaltın ile grubunun herediter nefrotik sendroma neden olan yeni genleri tanımlamak amacıyla yürüttüğü AB 7. Çerçeve Projesi (EURenOmics) kapsamında, bilinen genlerde mutasyon saptanmayan geniş ailelere ekzom dizileme yöntemi uygulanmaktadır. Bu kapsamda bir ailede hastalıkla ilişkili olabilecek bir gende mutasyon bulunmuştur. H.Ü. Transgenik H. T. U.A.M.’inde, hasta bireyde keşfedilen bu mutasyon bölgesine karşılık gelen fare genom bölgesi karşılaştırmalı olarak bulunarak bu bölgeyi hedefleyen gRNA ve Cas9 proteini sentezleyecek plazmid hazırlanmıştır. Daha sonra bu plazmid pronükleer mikroenjeksiyon yöntemi ile fare embryolarına enjekte edilmiştir. Taşıyıcı annelere transfer edilen embryolardan bir kısmı canlı olarak doğmuştur. Üç haftalık yavrulardan elde edilen DNA örneklerinde hedef alınan bölgede mutasyon varlığı gösterilmiştir.
Sonuç olarak; CRISPR/Cas9 teknolojisi başarılı olarak kullanılarak farede hastalık modeli yapılmıştır. Bu modeller, hem hastalıktan sorumlu olan değişikliğin fonksiyonel teyidi için, hem de yeni tedavi yöntemlerinin test edilebilmesi için oldukça önemlidir. Bu teknolojinin başarılı olarak kullanılabilmesi sayesinde yaklaşık 6 ay gibi kısa bir sürede hastalıktan sorumlu olduğu düşünülen genomik bölgeler hedeflenerek kanser, kalp-damar hastalıkları, metabolik ve genetik hastalıkların fare modellerini oluşturmak mümkün kılınmıştır. Bu kapsamda üretilen hastalık modelleri faydalı model olarak tescil edilebilecektir. Ayrıca pek çok tedavi alternatifi, üretilen bu fare modellerinde preklinik araştırmalar kapsamında kullanılabilecektir. Başarılı olan tedavi yöntemleri klinik araştırmalara ilerleyebilecek ve bu sayede yeni tanı ve tedavi yöntemleri ile biyobelirteçlerin keşfi mümkün olacaktır.
Haberin videosu için tıklayınız.