Genetiği Değiştirilmiş Domatesler, Yenilebilir COVID-19 Aşısı Olarak Kullanılabilir!

Bu yazının kaleme alındığı sıralar itibariyle, dünya çapında hâlihazırda 16 milyondan fazla insana COVID-19 tanısı kondu ve 700.000'e yakın insan yaşamını yitirdi. Ortaya çıkışının üzerinden sadece birkaç ay geçmiş olmasına rağmen, en yüksek bulaşıcılık oranına sahip olan ABD’de COVID-19 kaynaklı ölümler; kanser, koroner kalp hastalığı ve hatta influenza/zatürree kaynaklı ölümlerin sayısını aşmış durumda.

Bu kritik durum, yeni koronavirüse karşı tüm insanlığa bağışıklık kazandıracak bir aşı üretebilmek için dünya çapında ciddi bir yarışa sebep oldu. 2019’un sonbaharında Çin’de ortaya çıktığı düşünülen yeni koronavirüse karşı 100’den fazla aşı, üniversitelerde, araştırma merkezlerinde ve özel şirketlerde geliştiriliyor. Birkaçı klinik test aşamasına geçti bile.

COVID-19 aşılarının üretim stratejisi, klasik aşılardan çok da farklı değil. Bu aşılarda antijenler, yani hastanın bağışıklık kazanması amacıyla kullanılan patojenlerin (hastalık yapıcılar) bileşenleri, inaktif (aktif olmayan) virüsler olabileceği gibi virüslerin genetik materyalleri ya da proteinleri de olabilir. Bu bileşenler, genelde genetik ile değiştirilmiş (GD) tavuk yumurtalarında, memeli ya da böceklerin hücre dokularında ve mikroorganizmalarda üretilir.

Bitkilerin "Aşı Fabrikası" Olarak Kullanılması

Aşı üretiminde az bilinir yöntemlerden birisi, bitkileri antijen üretmek üzere bir “biyofabrika” olarak kullanmaya dayanır. Bitkilerin genetiği, örneğin virüs benzeri parçacıkları (VBP) üretebilmesi için değiştirilebilir (Şema 1). Virüs benzeri parçacık dediğimiz şeyler, virüslerin yapısal proteinleri ya da antijenlere birden fazla bölgeden bağlanarak insanlarda bağışıklık tepkisi oluşturan “multi-epitop” proteinleridir.

Pharmacognosy, 2017

Nicotiana benthamiana, hızla üreyen, laboratuvarda kolaylık sağlayan ve yüksek biyokütle oluşturan tütün benzeri bir bitkidir ve bu yüzden aşı çalışmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat bilim insanları aynı zamanda marul, havuç, patates, pirinç, domates ve mısır gibi birçok farklı bitki ile de çalışmalar yapmakta.

2020’nin başından beri HIV, çocuk felci, hepatit-B, kuduz, HPV, kolera ve diğer birçok patojene ait 97 deneysel aşı, bu bitkilerde çoğaltılan antijenler ile üretildi. Çalışmalar MS gibi otoimmün hastalıklar ve kansere karşı bileşen üretiminde bile kullanıldı.

Söz konusu “bitki temelli aşılar”ın bir kısmı, klinik çalışmalara kadar ilerletildi. Medicago tarafından geliştirilen grip aşısı, Fraunhofer malarya aşısı ve Kentucky Biyoprocess tarafından bir antikor serumu olarak üretilen ZMapp adlı ilaç, genetik ile değiştirilmiş (GD) tütünler aracılığıyla üretilmişti. Zmapp, Afrika’da gerçekleşen 2014-2015 ve 2018-2019 tarihli Ebola salgınlarında hastalar üzerinde de uygulandı.

Günümüzde bitki temelli aşılar sadece bir hayal değil. Öyle kibir tanesi piyasaya dahi sürüldü: Gaucher hastalığının replasman tedavisinde kullanılan “taliglucerase alfa” enzimi, GD havuçlarda çoğaltılıyor ve biyoreaktörler yoluyla elde ediliyor.

Bitkilerde üretilen aşıların kolay taşınması, depolama için soğuk zincir sistemine gerek duymaması ve dolayısıyla düşük maliyetli olması gibi birçok avantajı var. Ek olarak, klasik aşı üretimi yöntemlerinin aksine bitki temelli aşı üretiminde patojen ve toksinlerin çalışanlara bulaşma riski de bulunmuyor ki bu risk memeliler veya mikroorganizmalar üzerinde aşı üretimi sırasında endişe duyulan bir risk.

Halka Açık ve Özel Sektörlerde COVID-19 Çalışmaları

Süregelen COVID-19 aşı yarışında, “biyo-tarım” veya “moleküler tarım” olarak da bilinen bitkilerden yararlanma stratejisi de ihmal edilmiş değil. Yukarda bahsi geçen iki şirket, tütün bitkisini genetik ile değiştirerek virüs benzeri parçacıkları bitkiden elde etmek ve dolayısıyla antijen üretmek için çalışıyor. Bunlardan biri olan Kanada şirketi Medicago, eğer bu yenilikçi metot ve klinik testler Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi’nin onayını alırsa, şirketin ayda 10 milyon doz aşı üretebileceğini belirtiyor. Öte yandan Amerikan şirketi Kentucky Biyoprocessing, kendi ürettikleri hızlı büyüyen GD tütünleri kullandığını, aşı için klinik öncesi testlere başladığını ve haftada 3 milyon doza kadar aşı üretebileceğini duyurdu.

Kamu sektörü de GD bitkileri kullanarak aşı üretme çalışmalarında geride kalmış değil. San Diego Kaliforniya Üniversitesi yenilikçi bir projeye adım atarak GD bitkilerden elde ettikleri proteinler ile aşı -mikro iğne- bantları üretmeye çalışıyor.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor. Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak... Daha fazla göster

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Öte yandan, İspanya Tarım Genomiği Araştırma merkezi, GD marul ve tütün üzerinde COVID-19’a karşı aşı geliştirmeyi planlıyor. Üzerinde çalışma yapılan bitkinin gen diziliminin bilinmesi, bitki temelli aşı üretimi için önemli bir faktör. Bu yüzden, IBMCP (İspanya) ve Queensland Teknoloji Üniversitesi, Avustralya işbirliğinde, NEWCOTIANA projesi adı altında yapılan bir çalışma ile Nicotiana benthamiana bitkisinin gen dizilimi çıkarıldı. Bu bulgu ile bitki temelli aşı üretimi çalışmalarının ivme kazanması bekleniyor.

Peki Ya Aşıları Enjekte Etmek Yerine, Yiyebilseydik?

Yukarıda bahsettiğimiz bitki bazlı aşıların geleneksel aşılara göre bazı avantajları olmasına karşın uygulama yöntemleri hala enjeksiyonu -çocukların korkulu rüyası iğneleri- içeriyor. Peki ya aşı vurulmak yerine direkt olarak bağışıklık kazandıran genetik ile değiştirilmiş besinler -yani bir nevi yenilebilir aşı- tüketebilseydik?

“Yenilebilir aşılar” henüz klinik kullanımı olmamasına rağmen deneysel olarak yeni bir çalışma değil. 1990’lardan beri bazı araştırma merkezleri, bitkileri modifiye ederek deney hayvanlarının bağırsak hücrelerinde bağışıklık yanıtı oluşturmaya çalışıyor (Şema 2). Patates, domates ve pirinçten tutun kinoa, alfalfa, muz ve algler gibi birçok farklı üründen üretilen GD ürün, henüz piyasaya sürülmemiş olsa bile yenilebilir aşılara aday niteliğinde. Daha önce bu yöntemle hepatit B, otoimmün hastalıklar, rota virüsü, malarya, kolera ve diğer birçok hastalık üzerine çalışmalar yapıldı.

Rosales-Mendoza, 2020

Garza’nın Çalışmaları

Yenilebilir aşı yöntemi, tam olarak Daniel Garza’nın COVID-19’a karşı aşı geliştirmek için seçtiği yoldu. Meksika’da UANL (Institute of the Autonomous University of Nuevo León) üniversitesinden genç bir biyoteknolog ve girişimci olan Garza, Cornell Alliance for Science ile yaptığı röportaj’da şunları söylüyor:

Avantajları apaçık ortada olmasına rağmen SARS-CoV-2’ye karşı ‘yenilebilir aşı’ üretim yöntemi, çok az araştırılmış bir alternatif. COVİD-19 sorunu, aşı niteliğinde olacak virüs proteinlerinin domateslerde üretilmesine odaklanarak çözülebilir.

Garza ve multidisipliner bir grup araştırmacı, biyoinformatik ve hesaplamalı genetik mühendisliği yöntemleri kullanarak “tersine aşı” stratejisini uyguluyorlar. Daha açıklayıcı olmak gerekirse, Garza ve ekibi, biyoinformatik yöntemler kullanarak bağışıklık tepkisi yaratabilmek için en uygun aşı adayı olan antijenleri buluyorlar. Bu işlem, patojen genomunun bilgisayar üzerinde analizi ile gerçekleştiriliyor. Garza, şöyle anlatıyor:

Aşıların geleneksel olarak üretilmesi uzun zaman alan ve oldukça masraflı bir sürü biyokimyasal, immünolojik ve mikrobiyolojik metod gerektiriyor. Kullandığımız “tersine aşı” stratejisi, her bir patojen veya organizma için çok sayıda protein bulmamıza ve içlerinden en iyi antijen aşı adaylarını seçmemize yarıyor. Bu yöntem, klasik yöntemlerle üretilmesi çok karmaşık ve neredeyse imkânsız olan aşıları üretebilmemizi sağlıyor.

Garza’nın laboratuvarındaki araştırmacılar, 2018’den beri söz konusu stratejiyi Ebola aşısına aday antijenler bulmak için kullanıyorlar- bu çalışma, 2019’un sonunda UANL dergisi olan Planta’da yayınlandı.

Şu ana kadar gözlemlenen sonuçlar, Ebola virüsüne ait VP40 protein diziliminin bölgelerinde, yeni epitoplar belirlememizi sağlıyor. Bu epitoplar, bağışıklık kazandırma, antijen özelliği bulundurma, hidrofilik ve ulaşılabilirlik özellikleri ile aşı adayı olabilecek nitelikte.

Aday dizilim belirlendikten sonra, araştırmacılar domatesin nükleotit dizilimini ve Agrobacterium tumefaciens bakterisi tarafından gerçekleştirilen transformasyonu en uygun hale getirmeye devam ediyorlar. Garsa, şöyle diyor:

Domates bitkilerinde yeni epitopların ekspresyonu, çok sayıda rekombinant protein elde etmemizi sağlıyor.

Kısacası, Üretimden önce yapılan biyoenformatik modellemeler, işten tasarruf etmeyi ve patojenlere karşı en etkili antijenlerle çalışmayı; dolayısıyla en etkili aşıyı bulmayı sağlıyor.

Fakat ekip, SARS-CoV-2 salgınının ağır ve bulaşıcı etkileri ile beraber, SARS-CoV-2 (COVİD-19’a sebep olan virüs) salgını sürecinde tüm vakitlerini bu patojene karşı etkili olabilecek aşının biyoenformatik modellemeleri üzerinde çalışmaya adadılar. Garza’nın ekibi, bu çalışmalar süresince Ebola virüsüne karşı uyguladıkları stratejinin aynısını izliyorlar: Patojene karşı bağışıklık oluşturan, yenilebilir domates üretimi.

Buna benzer nitelikte literatürde bulunabilen tek çalışma, SARS-CoV antijenleri bulunduran bir domatesin geliştirilmesiydi. SARS-CoV,2002-2003 yılları arasında Güneydoğu Asya’da SARS epidemisine sebep oldu ve günümüzde COVID-19’a sebep olan virüs ile %70 genomik benzerliğe sahipti. Ancak geliştirilen transgenik domatesin farelerde SARS-CoV-1’e karşı yüksek değerlerde antijen üretmesine sebep olduğu kaydedilmesine rağmen klinik çalışmalara devam edilmedi.

SARS-CoV-2’ye (COVID-19’a sebep olan virüs) karşı devam eden çalışmaları hakkında Garza şöyle söylüyor:

Şu anda, SARS-CoV-2’nin genomik ve proteomik dizilimini kullanarak ve bağışıklık cevabı oluşturabilen en iyi antijenleri bulabilmek için biyoinformatik yöntemlerden yararlanarak analiz yapma sürecindeyiz.

Tüm Reklamları Kapat

Agora Bilim Pazarı

Analitik Geometri Seti (1 Kitap & Problemler)

Devamını Göster

₺600.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

Aday epitoplar ulaşılabilirlik ve salgılanma gibi fonksiyonlarına göre seçilip hücre üzerindeki konumunu belirlemek üzere laboratuvar ortamında çoğaltılıyor, ifade ediliyor ve analiz ediliyor. Elde edilen ürünlerin ilerleyen zamanlarda hayvanlar üzerinde test edilmesi, epitopların bağışıklık sistemine etkisine ve koruyuculuklarına dair bilgi verecek.

Garza’nın da açıkladığı üzere, çalışma şu anda aşı üretebilmek amacıyla potansiyel epitopları belirleme ve analizini yapma aşamasında. Proje ilerledikçe şirketler ve araştırma merkezleri yardımıyla aday aşının klinik çalışmaları yapılmaya başlanacak.

Yenilebilir Aşının Yararları

İğnelerin can yakıcılığından kurtulmanın dışında meyve ve yenilebilir bitkilerin insanların hastalıklara karşı bağışıklık kazanmasında aşı olarak kullanılmasının, aşının saflaştırılmadan ve işlemden geçirilmeden direkt olarak yenebilmesi gibi birçok yararı var.

Ham maddenin ek işlemden geçirilmeden doğrudan tüketilmesi (meyvenin direkt olarak yenmesi ya da biyokütle liyofilizasyonu ile sıvılaştırılmış jelatin hap veya tabletler yoluyla alınması), antijeni işlemden geçirme ve saflaştırma maliyetlerinden kurtardığı gibi bitki hücrelerinin midedeki koruyucu rollerinden dolayı antijenlerin mide-bağırsak yolunda bozulmasını da engelliyor.

Ek olarak, antijenlerin tohumlarda üretilmesi aşının daha uzun süre dayanmasını sağlıyor. Ayrıca yenilebilir aşı metodu, klasik aşı yöntemlerinde üretilemeyen çok daha karmaşık, multimerik proteinlerin üretilebilmesini mümkün kılan, güvenli ve etkili bir yol.

Yenilebilir aşıların antijen saflaştırma işleminden geçmemesi, muhtemelen düşük bütçe ile üretilebilmesini sağlayan ana faktör. Masrafın az olması ise düşük gelirli ülkelerde de aşının ulaşılabilir olması demek.

İstatistiklere göre, örneğin Çin’deki tüm insanlara yetecek hepatit-B aşısı için sadece 0.16km² araziye ihtiyaç var; dünyadaki tüm çocuklar için ise bu rakam 0,8 km² oluyor. Sayabileceğimiz son bir avantaj ise bu yöntem sadece yenebilir aşı değil, “tıbbi yiyecekler” -alternatif tıp ya da bir pazarlama taktiği değil, gerçek anlamda tıbbi yiyecekler- üretebilmemizi sağlıyor. “Tıbbi yiyecekler” insanların sağlığını genel anlamda geliştiren ve bağışıklık sistemini patojenlere, kansere ve otoimmün hastalıklara karşı güçlendiren genetiği değiştirilmiş bitkiler ve meyvelere verilen ad olarak düşünülebilir. Özellikle düşük gelirli ülkelerde bu çok önemli, çünkü hastalıklara karşı tedavi elde etmek büyük bir maliyet gerektiriyor. Ayrıca aşıları korumak için çok sayıda ekipmana ihtiyaç duyulması da süreci zorlaştırabiliyor.

Aşılması Gereken Zorluklar

Özellikle en çok ihtiyaç duyan ülkelerde yenebilir aşıların masalarımıza ve hastanelerimize ulaşmasını, teknik ya da deneysel kısıtlamalardan ve zorluklardan çok, yasal düzenleme ve biyogüvenlik engelleri geciktirebilir.

Her kıtadan birçok ülke GDO’ları deneysel olarak geliştiriyor ya da geliştirmiş olsa da, günümüzde sadece 26 ulus GDO’ların ticari kullanımıyla ilgili yasal düzenlemeleri hayata geçirdi. Avrupa Birliği’nde olduğu gibi, diğer birçok ülkede gerekli yasaların bulunmaması veya geri kalmış, işlevsiz çerçeve yasalar, yenebilir aşıların laboratuvardan piyasaya sürülmesinin nihai maliyetini arttırabilir ve böylelikle küçük-orta çaplı şirketlerin veya kamu kuruluşlarının bu teknolojiyi geliştirmesini zorlaştırabilir.

Hâlihazırda domates bitkileriyle COVID-19’a karşı aşı geliştirme çalışmalarının yapıldığı Meksika’da ise, GDO lara karşı olduğunu sık sık belirten bir başkanın rejimi altında yerel bilim insanları zor zamanlar yaşıyorlar. Dahası aynı başkan, genetik ile değiştirilmiş ürün karşıtlığıyla bilinen bir bilim insanını, ulusal bilim harcamalarından sorumlu devlet kuruluşu CONACYT’nin yöneticisi olarak atamıştı. Ayrıca, son zamanlardaki Meksikalı pamuk yetiştiricilerinin, GDO tarımı için mevcut hükümet tarafından izin çıkmamasından kaynaklanan problemlerini de unutmamak gerekir. Garza şöyle diyor:

Şu anda yaşamakta olduğumuz COVID-19’un beklenmedik durumu ele alındığında, bu durumun bizi sadece Meksika’daki değil, aynı zamanda Latin Amerika’daki GDO yasalarını da tekrardan düşünmeye ittiği şüphesizdir.

Son zamanlarda yaşananlar bizim, ülkeler olarak, GDO’nun aşı konusundaki bize vadettiklerini tam potansiyeliyle kullanmadan, gerçekten bu büyüklükteki bir pandemiyle yüzleşmede yeterli olup olmadığımızı gözden geçirmemizi sağladı, özellikle de gelişmekte olan ülkelerde. Biyoteknoloji, topluma kötü olarak değil, güncel olarak yaşanan birçok probleme karşı etkili bir çözüm olarak gösterilmeli.

Yine de eğer bu umut vadeden yenebilir aşı çalışması – Meksikalı kamu sektöründe başlatılanlar- başarılı bir şekilde ilerlerse, klinik aşamalara ve üretimin hızlanmasına yönelik gelişmelerin kuzeye, ABD ya da Kanada’ya doğru, şirketlerin zaten COVID-19 moleküler ilaç tarımı yaptığı ve dünyanın en uyarlanabilir GDO hukuki çerçevelerinin olduğu yerlere kayması oldukça muhtemel. Bu durum, Meksika’daki biyolojik ilaç tarımı imkânlarına sahip yerel üniversitelerin yanında, yine Meksika’da bulunan CIMMYT, CINVESTAV ve INIFAP gibi tüm yüksek düzeyli araştırma merkezlerine ve tarımsal biyoteknoloji alanında çalışan dünyanın üst düzey bilim insanlarına rağmen gerçekleşebilir.

Bitki tabanlı tıbbi bileşikler konusunda, henüz düzenlemelere sahip olmayan düzenleyici organlardan oluşan alt yapı ve COVID-19 için yakın zamanda çıkabilecek bazı bitki tabanlı aşıların gerçeğiyle karşı karşıya kalan, kendisi de San Luis de Potosi Özerk Üniversitesi’nde (UASLP) bitkiler ve alglerde rekombinant aşı çalışmaları yapan Meksikalı araştırmacı Sergio Rosales Mendoza, Expert Opinion on Biological Therapy dergisindeki bir makaleyi şu anahtar sorularla bitirdi:

Düzenleyici organlar SARS-CoV-2 virüsüne karşı bitki kökenli tıbbi ürünlerin meşru kılınması ve onaylanması konusunda esneklik gösterecekler mi (yani bu teknoloji özelinde yasal gereklilikleri basitleştirerek ya da uygunlaştırarak)? Bu düzenleyici organlar bitkilerden üretilen SARS-CoV-2 virüsü karşıtı tıbbi ürünlerin değerlendirme sürecini hızlandıracaklar mı? Influenza’ya karşı bitkilerden üretilen aşıların Hâlihazırda devam eden klinik denemeleri ve zaten onaylanmış enzimin varlığı, onaylanma sürecini daha kolaylaştıracak mı? Bu işin sonunda gelişmekte olan ve düşük gelirli ülkeler COVID-19 savaşında bitki tabanlı teknolojilerden faydalanabilecekler mi?

Yenilebilir aşılar için temel problem, insanların GDO’lara karşı yanlış kanılarda bulunmasından ve GDO’nun çevreye ve sağlığa zararlı olduğuna dair keskin yargılarından kaynaklanıyor. Binlerce bilimsel araştırma ve 250’den fazla bilimsel kuruluşun açıklaması, GDO’nun güvenli olduğunu kanıtlarla destekliyor; ayrıca GDO’nun 20 yıllık geçmişi boyunca aksini kanıtlayan hiçbir etki görülmemesine rağmen önyargılar devam ediyor.Bizlere düşen nokta ise, GDO’ya dair doğru bilgileri, özellikle gelişmekte olan ülkelerde kamuya ve kanun yapıcılara bu gibi önemli anlarda yaymak oluyor.

Torunlarımıza ve torunlarımızın çocuklarına geçmişte yaptırdığımız acılı aşılarla ilgili hikâyeler anlatacak mıyız? Bizlerden sonraki nesil sadece kurutulmuş havuç ve marul kapsülleri ile 19, 20 ve 21. yüzyıllardaki bütün hastalık yapıcılara karşı bağışıklık kazanabilecekler mi? Ya da leziz bir domates salatası, onları henüz var olmayan bir pandemiden koruyabilecek mi?

Belki COVID-19’a karşı başlattığımız aşı yarışında GD yiyecekler, milyonlarca insanı kurtarmakla beraber, yıllardır korkular ve yanlış bilgiler sonucu oluşan önyargıları da kırabilirler.