DNA Baz Editörleri Kliniğe Geliyor…

DNA’da kesin düzeltmeler yapan genom düzenleyici ilaçlar, kardiyovasküler ve hematolojik hastalıklar için klinik deneylere geliyor.

Bunlardanbiri olan CRISPR-Cas sisteminden burada, burada, burada, burada, burada, burada, burada bahstemiştik…

Burada daha sofistike bir genom edit etme teknolojisinden bahsedeceğiz: Baz Düzenleyciler (Baz Editörler).

Baz editörler, klinik deneylerde çinko parmak nükleazları, TALENS ve CRISPR-Cas9 tabanlı gen editörlerinden oluşan ve büyüyen bir üretim hattı üzerine kuruludur. Ancak bu yaklaşımlar DNA’yı keserek hatalı genleri karıştırırken, baz düzenleyiciler daha karmaşık ve potansiyel olarak daha güvenli yeteneklere sahiptir. Baz düzenleyiciler, CRISPR-Cas9 makinelerinin hassasiyetini, sitozini timine (C→T) veya adenini guanine (A→G) dönüştürerek genomu değiştirebilen deaminaz enzimleriyle birlikte çalışırlar

Büyüyen temel düzenleyici üretim hattı (Tablo 1), bu ilaçların çeşitli potansiyelini sergilemekle birlikte, dağıtım sınırlamalarını da vurgulamaktadır. Diğer genom düzenleme yaklaşımlarında olduğu gibi, karaciğer hedefli ve ex vivo fırsatlar hakimdir.


Table 1 | Selected base editors in development

İlaç (sponsor)MekanizmaHastalıkUygulamaDurum
VERVE-101 (Verve)PCSK9‘nin susturulmasıHeterozygous familial hypercholesterolaemiaIn vivo LNPPhase Ib
BEAM-101 (Beam)Fetal haemoglobinin aktivasyonuSickle cell disease; β-thalassemiaEx vivo HSCsIND
BEAM-102 (Beam)HbS mutasyonunun düzeltilmesiOrak hücre anemisiEx vivo HSCsIND
BEAM-201 (Beam)Multipleks susturulmuş CD7 CAR-TT hücre ALL; CD7+ AMLEx vivo T cellsIND
Anonim (Verve)ANGPTL3 susturmaFamilial hypercholesterolaemiaIn vivo LNPKlinik öncesi
BEAM-301 (Beam)R83C mutasyonunun düzeltilmesiGlikojen depolama hastalığı 1aIn vivo LNPKlinik öncesi
Anonim (Beam)G1961E mutasyonunun düzeltilmesiStargardt kalıtımsal makula (retina) hastalığıIn vivo AAVKlinik öncesi
Anonima (Wave)SERPINA1 mRNA’da mutasyonunun düzeltilmesiα-1 antitripsin eksikliğiSubcutaneousKlinik öncesi
AAV, adeno-ilişkili virüs; ALL, akut lenfoblastik lösemi; AML, akut miyeloid lösemi; CAR-T, kimerik antijen reseptörü T hücresi; CTA, klinik araştırma uygulaması; HbS, orak hemoglobin; HSC, hematopoietik kök hücre; IND, araştırma aşamasındaki yeni ilaç; LNP, lipid nanoparçacık.

Bu hafta içinde, bir ABD biyoteknoloji şirketi olan Verve Therapeutics, kliniğe ilk “baz düzenleme terapisi”ni getirdiğini rapor etti. Geçen hafta, Yeni Zelanda’da bir kişi, tehlikeli derecede yüksek kolesterol seviyelerine neden olan kalıtsal bir genetik bozukluğu hedef almak için gen düzenleme tedavisi aldı. Ve diğer baz editör denemeleri yakında başlayacak. Bu terapötikler, CRISPR’nin yaptığı gibi DNA’da kırılma yapmadan belirli bir yerde genetik koddaki tek bir harfi kalıcı olarak değiştirmek için tasarlanmıştır. Umulur ki böylece bazı genetik yazım hatalarından kaçınılır.

Baz editörler 2016 ve 2017’de keşfedildi. Orijinal CRISPR ise daha yeni 10 yaşına girdi.

Geçen hafta Yeni Zelanda’da bir hasta, kolesterolü kalıcı olarak düşürmek için tasarlanmış bir ilacın enjekte edildiği ilk kişi oldu ve CRISPR gen düzenleme teknolojisinin kritik bir testini başlattı.

Verve Therapeutics’in ilacı işe yarıyorsa (ki bu hala büyük ve ucu açık bir soru) bir gün ABD’nin 1 numaralı katili olan kalp hastalığını ele almak için tek seferlik bir atış olarak sunulabilir.

CRISPR’ın şimdiden nadir hastalıklar alanından çıkıp yaygın bir hastalığa dönüşmesi önemli bir gelişme.

CRISPR’ı kitlelere ulaştırmak için Verve, “baz düzenleme” adı verilen daha yeni bir CRISPR varyasyonuna yöneldi. Orijinal gen düzenleme aracı CRISPR-Cas9, iki parçalı bir sistem kullanıyor: Cas9 adlı bir enzimin kesip çıkardığı seçili bir DNA uzantısına “kılavuz RNA”yı taşıyor. Baz düzenlemede ise farklı bir enzimin yanında, kılavuz RNA’yı kullanıyor ve bireysel DNA yapı taşlarını veya nükleotidleri değiştirme yeteneğine sahiptir.

Bu tür kesin, tek harfli takaslar (A’nın G’ye, C’nin T’ye), yalnızca bir yanlış harfin neden olduğu nadir genetik hastalıkları olan kişilerde DNA’yı düzeltmek için kullanılabilir. Örneğin bir G (guanin) olması gereken yerde bir A (adenin) veya bir C (sitozin) olması gereken yerde T (timin) olması gerekir.

Bu tür ince değişiklik, eğer doğru yerde yapılırsa, hücrelerin yanlış (zararlı) bir protein üretmesini durdurmak için de kullanılabilir. Bu Verve’nin yaklaşımı. Şirketin tek seferlik enjeksiyonu, LDL veya “kötü” kolesterol seviyelerini yükselttiği bilinen PCSK9 adlı bir proteinin yapım talimatlarındaki tek bir DNA harfini değiştirir.

Verve, ilacı, ailesel hiperkolesterolemi adı verilen kalıtsal bir tehlikeli yüksek kolesterol formuna sahip ABD’deki yaklaşık 1 milyon kişiye hedeflemeyi planlıyor. Ancak uzun vadede şirket, tedavisinin milyonlarca Amerikalının her gün aldığı statinlere kalıcı, potansiyel olarak daha etkili bir alternatif sunabileceğini düşünüyor. O uzak ve hala teorik gelecekte, ortalama bir kişi, kalp krizlerini tamamen önlemek için kolesterolü yeterince düşük tutmak için Verve’nin tek seferlik iğnesini yaptırabilir.

Baz düzenleyiciler, DNA’da kırılmalar meydana getirmeden genetik kodu değiştirir. Bilim adamları, CRISPR-Cas9 tarafından yapılan çift zincirli kırılmaların, DNA kendini doğru şekilde yapıştırmadığı takdirde bir dizi kalıcı hataya yol açabileceğinden endişe ediyor. Milyonlarca insanı etkileyen bir hastalığın peşindeyken bu tür hataların riski özellikle endişe vericidir.

Araştırmalara göre, baz editörleri, DNA’da rastgele tek harfli değişikliklerin yapıldığı farklı bir hata türü sunabilirler.

Şimdiye kadar, yaklaşım maymunlarda oldukça iyi çalıştı. Şimdi şirket, bu tek harfli düzenlemelerin vaadinin insanlara geçip geçmediğini öğrenen ilk şirket olacak. Deneme, Yeni Zelanda’da 40 denekle başlıyor, ancak Verve sonunda İngiltere ve ABD’deki insanları kaydettirmek için izin almayı umuyor.

Önümüzdeki yıl çalışmadan elde edilen ilk veriler ortaya çıktığında, bilim adamları ve yatırımcılar, üç kritik soruyu anlamak için ince dişli bir tarakla uygulamayı tarayacaklar: Kolesterolü düşürmek için ne kadar iyi çalışıyor? Kolesterol sonsuza kadar düşük kalır mı? Beklenmeyen güvenlik endişeleri var mı?

Cevaplar sadece Verve için değil, piyasada bulunan birçok ilaca rağmen kolesterolünü kontrol altında tutmakta zorlanan milyonlarca insan için de önemli.

Ama aynı zamanda bu alan için geniş sonuçları var. Çalışmanın sonucu, teknolojiden bağımsız olan ve sadece belirli bir hastalık için en iyi ilacı geliştirmek isteyen biyoteknoloji veya büyük ilaç firmaları olan Verve gibi şirketleri, gelecekteki tedavileri geliştirirken belirli bir tür gen düzenleyicisine yönlendirebilir. Ayrıca, mevcut gen düzenleme yaklaşımlarıyla başka hangi yaygın hastalıkların uygulanabilir bir şekilde ele alınabileceği sorusunu da gündeme getirecektir. Yeni ortaya çıkan başka bir çaba, insülin üretimini tekrar sağlamak için Tip 1 diyabetli kişilere verilebilecek kök hücreleri tasarlamak için CRISPR kullanmaktır.

Bazl düzenleme biyolojisi


Baz düzenleyiciler üç bileşenden oluşur: hedef baza bitişik bir bağlanma bölgesinde DNA’yı bağlayan yaklaşık 20 nükleotidden oluşan bir kılavuz RNA (gRNA); hedef bazın karşısındaki zincide DNA omurgasını çözen ve “çentikleyen” modifiye bir Cas9 enzimi; ve hedefi bir bazdan diğerine dönüştüren bir baz düzenleyici deaminaz enzimi. Hücrenin çentiği sabitlemek için DNA onarım mekanizmaları daha sonra yeni bazı muadili ile eşleştirerek her iki dizideki düzenlemeyi tamamlar.

Bu yaklaşıma Harvard araştırmacısı ve Beam’in kurucu ortağı David Liu ve meslektaşları öncülük etti. 2016 yılında, CRISPR-Cas9 platformuna takılan ve temel düzenlemelere ulaşabilen bir sıçan sitidin deaminazını ortaya çıkardılar. Bir yıl sonra, RNA üzerinde ilgili bir reaksiyon gerçekleştiren bir enzimden bir adenin baz düzenleyicisi tasarladılar. O zamandan beri birkaç araştırma ekibi, geliştirilmiş düzenleme verimliliği ve hassasiyeti ile baz düzenleyiciler oluşturdu.

Mevcut baz düzenleyiciler yalnızca C→T veya A→G değiş-tokuşlarını yapar. Baz düzenleme, kesme yaklaşımlarına göre önemli güvenlik avantajları sağlayabilir. Çünkü ‘Standart’ Cas9 dahil olmak üzere nükleazlar, hedef genleri bozmak için çift sarmallı DNA kırılmaları yaratır. Ancak hücreler bu kırıkları onardıklarında, uçlar uyumsuz olabilir ve DNA’da büyük yeniden düzenlemelere neden olabilirler.

Ba düzenleme is bu işlemi basitleştirir. Bir ipliği keserseniz, çift sarmal hala bir arada durur.

Kaynak: Base editors hit the clinic


Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s