Parkinson Hastalığındaki Proteinler CRISPR ile ‘Aydınlatılıyor’

10 Haziran 2017 Damla Uludağ

Bir an için titreme belirtileri, kaslarınızda katılık ve istediğiniz hareketleri yapmakta zorlandığınızı belirtilerin de uzun süreçler boyunca giderek arttığını düşünün. Hayatınız ne kadar da zor bir sürece girmiş olurdu değil mi? Bu belirtiler Parkinson hastalığının zorluklarından sadece bir kaçı. Bu hastalık bireylerde ve bireylere bakım veren kişilerde önemli sorunları da beraberinde getiren kronik nörodejeneratif bir rahatsızlıktır.

Parkinson Hastalığını Tanıyalım

Parkinson hastalığının en belirgin patolojik özelliği beynimizde motor hareketlerin düzenlenmesinde rol oynayan ve substantia nigra olarak adlandırılan bölgesinde dopamin üretiminden sorumlu nöronların (dopaminerjik nöronlar) kaybıdır. Dopaminerjik hücreler; nöronlar arasında kimyasal sinyalleri taşırlar ve dopamin salınımı ile faaliyete geçerler. Bu hastalıkta dopamin salınımının azaldığı bilinmektedir. Dopamin nörotransmitterinin; motor hareketin düzenlemesi, motivasyon, uyarılma, teşvik, öğrenme, uyku ve duygu-durum gibi bir çok işlevinin olması Parkinson hastalığında karşılaşılacak belirtileri daha iyi anlamamızı sağlıyor.

İleri Okuma: Dopamin Nedir?

Alfa sinüklein; insan beyninde bol miktarda, kalp, kas ve diğer dokularda da bulunmaktadır. Nörotransmitterlerin salınımında, nöronlar arasındaki sinyalleri aktarmada ve normal beyin işlevlerinin sağlanmasında kritik öneme sahiptir. Dopamin salınımında önemli rol oynamaktadır.

Parkinson Hastalığının Patogenezinde Alfa-Sinüklein

Alfa sinükleinin Parkinsonun patogenezinde önemli bir rol oynadığını bilinmektedir. Bu protein, rahatsızlığın patolojik olarak saptandığı ”Lewy cisimciklerinin” önemli bir bileşenidir. Alfa sinüklein patolojisi, Parkinson hastalığının erken döneminde vagus sinir, lokus seruleus ve substantia nigranın dorsal motor çekirdeği dahil olmak üzere beyin sapı çekirdeğinde gözlenir ve ileri düzeyde serebral kortikal alanlara yayılabilir. Ayrıca Parkinson hastalığında bilişsel düşüşte rol oynadığı görülmektedir.

Son zamanlarda, Parkinson hastalığında alfa-sinüklein patolojisinin olfaktor bulbus veya enterik sinir sisteminde başladığı ve daha sonra beyin sapına yayıldığı düşünülmektedir. Bu hipoteze uygun olarak Parkinson hastalığının mide mukozasında ve kolon mukozasında alfa-sinüklein patolojisi saptanmıştır. Genetik olarak, nokta mutasyonu ve kopya sayısı varyasyonu da dahil olmak üzere alfa-sinüklein kodlayan gen mutasyonlarının ailesel Parkinson hastalığına neden olduğu bilinmektedir. Bu durum, alfa-sinükleinin Parkinson hastalığının patogenezinde önemli bir rol oynadığının varsayımını desteklemektedir.

CRISPR Teknolojisi Beyindeki Alfa-Sinükleinin Aydınlatılmasına ve İzlenmesine Olanak Tanıyor

Central Florida Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi Parkinson hastalığında yeni bir tarama yöntemi geliştirmek için gen düzenleme teknolojisini kullanıyor. Bu teknoloji, Parkinsonla ilişkili olan alfa-sinüklein proteinini “aydınlatmalarına” ve daha sonra da ”izlemelerine” olanak tanıyor.

Araştırmacılar; ”Alfa-sinüklein normalde beynin içinde bulunan bir proteindir. Hepimiz bunu biliyoruz. Ancak nedense Parkinson hastalığı olduğunda seviyeler anormal hale geliyor. Dolayısıyla bu proteini hücrede izleyebilirsek, bunun nedenini ve ne tür tedavilerin daha etkili olabileceğini anlayabiliriz.” açıklamasını yapıyorlar. Bulguları Scientific Reports dergisinde yayımlanan bu çalışmanın Parkinsonda yeni ilaç terapilerinin belirlenmesine yönelik önemli bir adım olduğuna inanıyorlar.

Ekip, alfa-sinükleini ‘aydınlatmak’ için CRISPR Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanıyor. Bu teknoloji en hızlı büyüyen biyomedikal tekniklerinden biridir. Bilim insanlarının hücreleri öldürmeden, bitki ve hayvan DNA’sında özel değişiklikler yapmalarını sağlar. CRISPR Cas9; kanser ve Parkinson hastalığı gibi genetik temelli tedavilerin incelenmesinde çok önemli bir teknoloji haline geliyor.

CRISPR İle DNA’yı Değiştirmek

Araştırmacılar: ”CRISPR Cas9, yaşayan hücrelerde DNA’yı değiştirmemize izin verdiği için kullanılan en güçlü ve yaygın gen düzenleme tekniğidir. Yöntemin yeniliği, hücreleri öldürmeden bu geni gerçek zamanlı olarak izlememizi sağlıyor. CRISPR Cas-9 yöntemi olmadan, hücreleri öldüren tüm proteinleri incelemek için onları hücreden çıkarmanız gerekir.” diye ekliyorlar.

Bu çalışmada; CRISPR tekniği kullanılarak, ateş böceklerinin parlak ışığa neden olan proteinlerini alfa-sinüklein için bir belirteç haline getirdiler ve bu geni düzenlediler. Daha fazla ışık, hastalıklı bir durum olarak düşünülen artmış alfa-sinüklein seviyesi anlamına geliyordu. Ekip, ölçüm ışıklarının alfa-sinüklein üretimini izlemek için güvenilir bir yöntem olduğunu keşfetti.

İleri Okuma: CRISP İle Yapılan 7 Muhteşem Şey

CRISPR ile gen düzenleme yapılan hücrelerden birinin alınıp belirli bir ilaçla tedavi edilmesi sonucunda eğer artık ışık üretmiyorsa, ilacın bu hastalık için potansiyel bir tedavi olduğu anlamına geldiği çalışmanın önemli varış noktalarından biri. Bu hücreler ile araştırmacılar, hastalarda alfa-sinüklein düzeyini nasıl düzenlediklerini görmek için yeni ve mevcut ilaçları tarayabilir. Bu, aynı anda geniş bir ilaç paneli test edilerek yüksek verimli tarama yapılmasını sağlayacaktır.

Yeni teknoloji ile bilim insanları, muhtemelen Parkinson hastalığını önlemeye ya da hastalığın teşhisi konan bireylerde ki ilerlemesini engelleyebilecek alfa-sinüklein üretimini azaltma yollarını belirlemeyi umuyorlar. Ekip, araştırmanın diğer basamağında Parkinson hastalığında alfa-sinüklein proteininin nöronların ölmesine sebep olan yönlerine odaklanacağını bildiriyor.

Hazırlayan: Damla Uludağ