Her yılın sonunda o yılın kelimesi seçilir. Bence yılın kelimesi “CRISPR” olmalıdır. Tıpta yeni bir çağın başlangıcı olarak tanımlanan genetik mühendisliği ile tıbbın büyük tedavi aracı olan CRISPR, farklı teknolojileri de değiştirebilecek özellikleriyle öne çıktı.
CRISPR Teknolojisi hangi sektörleri değiştirecek? – Fikri Türkel
İnsan genomu yani genetik haritası, ilk olarak 2000 yılında ortaya çıkarılmıştı. O günden bu yana genetik çalışmalarla pek çok yeni açılımlar elde edildi. Bir genetik mühendisliği ürünü olan CRISPR ile bilim insanları, canlı genomlarını düzenlediklerini gösterdiler.
Başka bir ifadeyle bir organizmanın DNA’sında bulunan on binlerce gen arasından bazı dizileri/kodları değiştirebiliyorlar. CRISPR ile bilim insanları, hastalığa neden olan genleri ortadan kaldırma veya düzeltme ya da kanser de dahil olmak üzere birçok hastalığı teorik olarak tedavi etme yeteneğine sahip oldular.
En azından bugün itibariyle genetik hastalıkların yüzde 80’ini CRISPR teknolojisi ile tedavi edilebileceğine dair bulgular elde ettiler.
CRISPR Teknolojisi: Gen düzenleme aracı
Netflix’te “Doğal Olmayan Seçilim” belgeseli, Amerika’daki CRISPR teknolojisi ile oluşan rekabet alanını çok detaylı anlatıyor.
Gen düzenleme aracı CRISPR, yeni tıbbi tedaviler geliştirmenin yanı sıra araçlarımıza güç verme ve hatta bira mayalama yöntemi gibi akla hemen gelmeyecek yöntemleri de değiştirebilir. Pek çok ülkede örnekleri görülen “biohacker” diye bir kavram ve gayri resmi meslek dalı da yine CRISPR ile hayatımıza girdi.
Sadece hackerlık değil, bu genetik teknoloji pek çok endüstri alanını da değiştirecek gibi görünüyor.
CRISPR, HIV ve kök hücre gibi hastalıkların tedavisinden tasarımcı bebeklere hatta ısmarlama evcil hayvanlara kadar hayatımızın neredeyse her alanını etkileme potansiyeline sahip olabilir.
CRISPR teknikleri nasıl kullanılıyor?
Temel olarak, araştırmacılar CRISPR’yi (genellikle CRISPR-Cas9 şeklinde) DNA’yı kesmek ve değiştirmek için bir çift “moleküler makas” olarak kullanıyorlar. “Cas 9” tekniğinin yanı sıra yeni CRISPR teknikleri de geliştiriliyor.
CRISPR’ın en bilinen uygulamaları tıp alanında olsa da, CRISPR için kansere odaklanan ilk insan denemeleriyle birlikte, teknolojinin uygulamaları sadece sağlık hizmetlerinden çok daha ileriye dönük etkileri konuşuluyor.
Aşağıda, doğurganlıktan biyoyakıtlara ve gıda korunmasına, biyolojik silahlara kadar, temelde CRISPR tarafından değiştirilebilecek 15 sektör hakkında kısaca bilgi vermek istiyorum.
Kanser Tedavisi
CRISPR teknolojisi için en umut verici alanların başında geliyor.
CRISPR ile yapılan ilk en önemli çalışmalardan bazıları, kanser tedavisi araştırmaları kapsamında yer alıyor. Türkiye’de de bildiğim kadarıyla iki kanser vakıası bu teknoloji ile tedavi ediliyor.
Araştırmacılar ayrıca, kanserle mücadelede yeni immünoterapiler oluşturmak için CRISPR ile denemeler yapıyor. Bu alanda değişimin şekli, tedavi şeklinin yanı sıra ilaç sektöründe de olacak gibi görüyor. FDA birkaç ilaç izni verdi bile. Genom düzenleme, kanser terapötik şirketleri benzeri pek çok yeni şirket öne çıkacak.
Özellikle, Çin’deki ilk CRISPR insan denemeleri, çeşitli kanser türlerinin tedavisine odaklandı. Bu yılın başında bu alandaki çalışmalar bir kampüse toplandı ve karantina altına alındı ve haberlere sansür getirildi. Ama Çin’in bu alanda öncü olduğu biliniyor.
Genetik Hastalıklar
Genetik hastalık, CRISPR için erken başvuruları görebilecek başka bir alandır. İlk başta kanser, HIV, Alzheimer hastalıklarını tedavi edilebileceği açıklanmıştı.
Önümüzdeki süreçte; hasta hücrelerin çıkarılması, CRISPR ile tedavi edilmesi ve sağlıklı hücrelerin tekrar enjekte edilmesi işlemi, birçok genetik hastalığın tedavisinde kullanılabilir. Bazı araştırmacılar, CRISPR’nin genetik körlüğü, kistik fibrozu, Huntington hastalığını ve daha fazlasını tedavi etmekte bile uygulamaları olduğunu düşünüyor.
Bulaşıcı Hastalıklar
Gen düzenleme teknolojisi ayrıca bakteri, virüs ve parazitlerin neden olduğu bulaşıcı hastalıkları tedavi etmek için kullanılabilir. Afrika’daki sivrisinekler ile bulaşan sıtma ilk akla gelen örnektir.
Araştırmacılar için odak noktalarından biri, teknolojinin AIDS’e yol açan virüs olan HIV’in tedavisindeki uygulamaları oldu.
Japonya’daki Kobe Üniversitesi’nden bilim adamları, HIV’in virüs bulaşmış insan hücrelerine yayılmasını başarıyla engellemek için CRISPR kullandılar.
Doğurganlık
Etik olarak çok tartışılan bir alan olmakla birlikte, “Tasarımcı bebekler”, CRISPR teknolojisi söz konusu olduğunda en çok konuşulan kavramlardan biridir. Ancak, teknolojinin doğurganlık uygulamaları, hala gelişimin erken aşamalarındayken, bebeğin göz rengini seçmekten çok daha geniş kapsamlı olabilir.
CRISPR, insanların daha sağlıklı bebek sahibi olmalarına yardımcı olabilir. İn vitro gametogenez (IVG), yetişkin insan hücrelerini yapay gametlere (laboratuvar yapımı yumurta veya sperm) dönüştüren bir prosestir.
CRISPR ayrıca düşükleri önleme potansiyeline sahiptir.
Organ Nakli
Organ talebi her yıl artıyor. Organ nakli ve bağışı, tedarikten sonra talep ve nakli sonrası mevcut reddedilme tehdidinden daha fazla talep ile karmaşık bir süreçtir. Her 10 dakikada bir, ulusal nakil listesine birileri ekleniyor ve her gün 20 kişi nakil için bekliyor.
Ancak, CRISPR bu gerçeği değiştirmeye yardımcı olabilir. Teknolojinin insan hastaları için uzun bir yolu var, ancak xenotransplantation (başka bir hayvanın hücrelerini veya organlarını bir insan alıcıya nakletme eylemi) farelerde, sıçan pankreaslarını büyütmek için sıçan hücreleri kullanılarak başarıyla test edildi.
Hayvanların içindeki organları büyütme ve toplama yeteneği, geleneksel sağlık hizmetlerinin yüzünü kesinlikle değiştirebilirken, CRISPR teknolojisinin bu uygulaması da karaborsaya etki etme potansiyeline sahiptir.
Global Financial Integrity’nin 2017 tarihli bir raporuna göre, yasadışı insan organları pazarı yılda yaklaşık 840 milyon dolar ila 1.7 milyar dolar kazanıyor ve nakledilen organların yaklaşık yüzde 10’unu oluşturuyor. Eğer xenotransplantation organların daha geniş ölçüde erişilebilir olmasına izin verirse, organ elde etmenin tehlikeli ve yasa dışı yöntemleri de azaltılabilir.
Teşhis
Mevcut tanı yöntemleri, hastaların fiziksel olarak tıbbi bir yere gitmelerini gerektiren laboratuvar testleri ve toplanması zaman alan sonuçlarla sıklıkla yavaştır.
Tarım
Daha büyük, daha lezzetli veya daha doygun ürünler üretmek için mahsullerin manipülasyonu, uzun zamandır tarım alanında bir uygulama olmuştur. Şimdi, CRISPR teknolojisi, genetik modifikasyon ile tarım sektöründe çiftçilerinin ve araştırmacıların çalışma alanını genişletiyor ve değiştiriyor.
CRISPR, daha esnek veya besleyici olarak yoğun mahsuller oluşturmak için kullanılabilir. Örneğin, daha sıcak küresel sıcaklıklar, daha kuru hava koşulları ve mantar hastalıkları, özellikle Batı Afrika’da (dünyanın çikolatasının yarısından fazlasının kaynağı) kakao bitkilerini tehdit ediyor.
İklim, tüketici zevkleri ve küresel gıda pazarları değiştikçe, CRISPR dünyadaki çiftçiler için gerekli bir araç olabilir.
Gıda Güvenilirliği
CRISPR teknolojisi, hasat sonrası gıdaları daha etkin bir şekilde korumak için de kullanılabilir. 2014’te Çin’deki bilim adamları, küflenmeye dayanıklı ekmeklik buğday üretmek için CRISPR’ı kullandılar. Nisan 2016’da, beyaz mantar, ABD Tarım Bakanlığı’ndan onay alan ilk CRISPR düzenleme ürünü oldu. Mantar kahverengileşmeye karşı değiştirildi.
Gıda koruyucu sağlayıcıları etkilemeye ek olarak, CRISPR ile değiştirilmiş gıdalar çiftçiler ve marketleri de etkileyebilir, çünkü stoklar giderek daha uzun bir raf ömrü kazanmaktadır.
Mayalama
UC Berkeley’den biyologlar, şekersiz bira üretmenin bir yolunu buldu. Biyologlar, aslında şerbetçiotu kullanmadan sekme lezzetini verebilecek mayalamada CRISPR teknolojisini kullandılar.
Biranın nasıl demleneceğini değiştirmenin yanı sıra, bilim adamları keşfin sürdürülebilirlik açısından faydalı olabileceğini umuyorlar.
Evcil Hayvanlar
CRISPR, bir sonraki evcil hayvanınızı genetik olarak uyarlamak için kullanılabilir mi? O gün o kadar uzakta olmayabilir.
Çin’de Hercules ve Tiangou adlı iki köpek yavrusunun genetik yapısı, daha fazla kas ve daha fazla koşma kabiliyetine sahip olarak değiştirildi.
Süper güçlü köpekler ve renk özelleştirilmiş domuzlar gibi örnekler daha yaratıcı görünse de, CRISPR’ın daha acil uygulamaları veterinerlik alanında olabilir. Veteriner araştırmacılar, CRISPR ile domuz hastalığının yayılmasını önlemenin, üremeyi iyileştirmenin ve hatta birkaç nesilde doğurganlığın yok edilmesine yardımcı olan CRISPR ile düzenlenmiş genleri enjekte ederek hayvan popülasyonlarını kontrol etmenin bir yolu olarak deniyorlar.
Yeni Zelanda’da fare istilasına karşılık bu uygulama kullanılmak istendi. Evcil hayvan yetiştiricileri, veterinerler ve hatta evcil hayvan sahipleri bile CRISPR’nin etkileriyle boğuşacaktır.
Yok Olan Türler
Bazı araştırmacılar CRISPR’ı hayvan neslinin tükenişlerini tersine çevirmenin bir yolu olarak görüyor. Örneğin, son yünlü mamutlar 3.600 yıl önce ölmüşken, Revive & Restore’daki bilim adamları, mamut hibritlerini geri getirmeye çalışmak için CRISPR kullanıyor.
Ekip, bir mamutun tüm özellikleri ile bir mamut-fil melezi oluşturmak için bir fil embriyo genomuna mamut genlerini eklemeyi hedeflemektedir. Canlanan mamutlar, kutup tundrasını otlaklara dönüştürerek iklim değişikliğiyle mücadelede rol oynayabilir ve modern tıbbi araştırmalara ve büyük memelilerin korunmasına katkıda bulunabilirler.
İlaç Keşfi
Mevcut ilaç keşif süreci uzun, pahalıdır ve uygun adayları bulmakta zorluk çekmekten ağır düzenlemelere ve insan deneklerinin güvenliğini sağlama ihtiyacına kadar bir dizi engelle karşılaşırlar. CRISPR bu zorlu süreci hızlandırmaya yardımcı olabilir.
Yeni ilaçları test etmek için “hastalık modelleri” oluşturmak tarihsel olarak karmaşık ve pahalı bir süreç olmuştur. Ancak CRISPR teknolojisi, araştırmacıların hastalık modellerini hızlı, ucuz ve kesin bir şekilde oluşturmalarına ve ardından ilaç tekliflerini klinik öncesi aşamalarda bu modeller üzerinde test etmelerine izin verebilir.
Endüstriyel Biyoteknoloji
CRISPR teknolojisinin terapötik uygulamalarının ötesinde, gen-kurgu teknolojisi endüstriyel biyoteknoloji alanında yeni malzemeler oluşturmak için kullanılabilir.
CRISPR’ı bulan Jennifer Doudna, Caribou Biosciences start-up girişimini tarımsal biyoteknoloji, biyolojik araştırma ve endüstriyel biyoteknoloji gibi CRISPR’ın terapötik olmayan uygulamalarına odaklanmak için kurmuştu.
Endüstriyel biyoteknoloji içerisinde, yeni kimyasallar üretmek amacıyla mikropları işlemek için CRISPR kullanmaya odaklanıyor.
Biyoyakıt
2017 yılının Haziran ayında, Synthetic Genomics ve ExxonMobil’deki bilim adamları, yağa dönüşebilecek, yağ bakımından zengin bir alg türü oluşturdular. Sonuç olarak, alglerin yabani hayvanların iki katı kadar yağ üretmesini sağladılar, bu da büyümesini önemli ölçüde yavaşlatmadı, Bu süreçteki yağ, biyoyakıt haline getirilebilir.
Biyolojik Silahlar
CRISPR’ın tüm faydalı uygulamalarına ek olarak, teknoloji kesinlikle zarar için de kullanılabilir. Aslında, ABD’li istihbarat yetkilileri bu tehdidi o kadar ciddiye alıyorlar ki, Şubat 2016’da, eski ABD İstihbarat Ulusal Direktörü James Clapper, “kitle imha ve yayılma silahları” tarafından oluşturulan tehditler listesine gen düzenlemesini ekledi.
Dahası, Ulusal Bilimler Akademisi’nden son zamanlarda yayınlanan bir raporda, bu tehditlere karşı etkili karşı önlemler bulmanın çok zor olacağı kaydedildi. CRISPR teknolojisi geliştikçe, hem silah hem de savunma aracı olarak kullanımının genişleyeceği kesin.
Sonuç
Teknoloji daha sofistike ve yaygınlaştıkça, CRISPR gen düzenleme tekniklerinin varyasyonları ve uzmanlıkları konusunda daha çok şey konuşulacak ve haliyle yasal yaptırımlar da gelebilecek. Gen mühendisliği ve gen düzenlemesinin manzarası, 100, 50 ve hatta 10 yıl içerisinde tamamen farklı bir şekil alabilir.
Gelecekte, gen havuzunu ve evrim sürecini geri dönülmez şekilde etkileyen bitkilerde, hayvanlarda ve hatta insanlarda genleri düzenlemek veya tasarlamak standart hale gelebilir.
Yukarıda sunulan bazı fikirler şu an için çok zor görünse de, bu kolayca değişebilir. Sonuçta, CRISPR pahalı, erişilemez bir teknoloji şekli değildir. Kullanılabilir ve şu anda kullanımda olan bir tekniktir. Tedaviden kişisel bakıma, çiftçilerden araştırmacılara CRISPR, toplumumuzda en kısa zamanda etkisini katlayarak gösterecektir.
Bir an önce bu alanda ülke olarak stratejik pozisyonumuzu belirlemeliyiz!