Miyotonik distrofi tip I (DM1), bulguların yetişkin başlangıçlı olduğu musküler distrofinin en yaygın görülen tipidir. DM1, DMPK genindeki hastalık yapıcı mutasyonlardan kaynaklanır. Normal bir DMPK geninde CTG dizileri 3 ila 37 tekrarda bulunurken, DM1'de ise bu diziler normalden saparak yüzlerce ila binlerce tekrarda olur. Çok fazla CTG tekrarına sahip bir DMPK geni RNA’ya çevrildiğinde, ortaya çıkan RNA çok uzundur. Bu anormal derecede uzun RNA, hücreler için toksiktir ve etkilenenler, ilerleyen derecede kas kaybı ve zayıflığı yaşarlar.
CRISPR-Cas9, çeşitli hastalıklara neden olan genetik kusurları düzeltmek için giderek daha fazla kullanılan bir tekniktir. California Üniversitesi, San Diego (UCSD) Tıp Fakültesi araştırma ekibi, miyotonik distrofili bir fare modelinde RNA'yı hedefleyen Cas9 (RCas9) adını verdikleri bir yöntem ile RNA'yı değiştirmek için tekniği yeniden yönlendirerek toksik RNA'yı ortadan kaldırdıklarını ve bulguların neredeyse tamamen tersine çevirdiklerini bildirdiler.
Çalışmanın bulguları, "Cas9'un toksik RNA'ları hedefleyen ifadesi, miyotonik distrofi tip 1 fare modellerinde hastalık fenotipini tersine çevirir" başlığıyla saygın bilim dergilerinden biri olan Nature Biomedical Engineering'de yayımlandı. Bu çalışma UCSD Tıp Fakültesi hücresel ve moleküler tıp profesörü Gene Yeo tarafından yürütüldü.
Miyotonik distrofi, kas distrofileri adı verilen bir grup kalıtsal bozukluğun bir parçasıdır. Miyotonik distrofinin iki ana türü vardır: tip 1 ve tip 2. Tip 1 ile ilişkili kas güçsüzlüğü özellikle alt bacaklar, eller, boyun ve yüz gibi vücudun merkezinden en uzaktaki kasları etkiler. Tip 2'deki kas zayıflığı, öncelikle boyun, omuzlar, dirsekler ve kalçalar gibi vücudun merkezine yakın kasları içerir. İki tip miyotonik distrofi, farklı genlerdeki mutasyonlardan kaynaklanır.
Yeo, Huntington ve ALS gibi diğer birçok ciddi nöromüsküler hastalığa da benzer RNA birikiminlerinin sebep olduğunu vurguladı. Bu hastalıkların henüz tedavisi yok.
DNA YERİNE RNA HEDEFİ
CRISPR-Cas9 sistemi, Cas9'u belirli bir hedef geni kesmeye yönlendirerek, araştırmacıların geni inaktive etmesine veya değiştirmesine izin vererek çalışır. Ancak bu çalışmada kullanılan RCas9 yöntemi Cas9, DNA yerine bir RNA molekülüne yönlendirir. Önceki bir çalışmada Yeo ve ekibi, RCas9'u canlı hücrelerdeki RNA'yı genetik olarak kodlanmış etiketler olmadan programlanabilir bir şekilde izlemek için kullandılar. 2017 yılında yapılan bir çalışmada ise, laboratuvar modellerinde ve hastadan türetilmiş hücrelerde araştırmacılar, bir ALS, Huntington hastalığı ve miyotonik distrofi tip 1 ve tip 2 ile bağlantılı anormal RNA'nın yüzde 95'ini ortadan kaldırmak için RCas9'u kullandı.
Bu çalışmada, RCas9 yöntemi, hastalığın fare modelinde miyotonik distrofi tip 1'i tersine çevirerek daha da ileri bir boyuta gelmiştir. Araştırmacılar, "Bu tür tekrarlayan dizilerden ifade edilen toksik RNA'ları, CRISPR aracılı RNA hedeflemesi kullanılarak elimine edilebilir, ancak in vivo etkinlik ve dayanıklılık kanıtları henüz tam değildir. Araştırmacılar RCas9'u bulaşıcı olmayan bir virüs içinde paketlediler. DM1'in yetişkin ve yenidoğan fare modellerini kullanarak, adeno-ilişkili virüs (AAV) vektörlerinin içine paketlenmiş RCas9’u kas içine veya sistemik enjeksiyon ile verdiler. Farelere tek bir tedavi dozu veya kontrol olarak diğer gruba plasebo (etkisiz madde) verdiler. RCas9, anormal RNA tekrarlarını doku tipine bağlı olarak yüzde 50'den fazla azalttı. Tedavi edilen miyotonik distrofi fareleri sağlıklı farelerden ayırt edilemez hale geldi.
Araştırmacılar, farelerde RCas9 proteinlerinin bir bağışıklık reaksiyonu geliştirme potansiyelini önlemek için tedavi sırasında farelerin bağışıklık sistemlerini hafif olarak bastırdılar. Sonuç olarak, bağışıklık reaksiyonununun gözlenmesini başarıyla önlediklerini gördüler. Araştırmacılar, kas hasarı belirtileri görmediler, ancak yeni kas oluşumunda rol oynayan genlerin aktivitesinde bir artış gördüler.
Yeo, bulguların yeni bir anlayış alanı ile diğer genetik hastalıkları tedavi etmenin yolunu açacağına inanıyor. Yeo, tekrarlayan RNA'ların birikmesinin neden olduğu en az 20 tane hastalık olduğuna dikkat çekerek, bu yaklaşımın diğer insan genetik hastalıklarını tedavi etmek için potansiyel olabileceğini vurguladı.
Orijinal makale erişim sayfası: https://www. nature.com/articles/s41551-020-00607-7
AYDINLIK/ŞEHİME G. TEMEL