CRISPR Gen Düzenleme Yöntemi ile Süper-İnsanlar Yaratabilir Miyiz?

21. yüzyılın (ve tarihin) en etkili genom düzenleme tekniği olduğu düşünülen CRISPR/Cas9 yönteminin en kilit noktalarından birisi, tek bir düzenleme yapmanın ne kadar zor ve zaman alıcı bir iş olduğudur. Ne yazık ki ikinci sınıf popüler bilim sayfaları ve medya kaynakları bu çok önemli gerçeği göz ardı etmekte, CRISPR/Cas9 ile oturduğumuz yerden dilediğimiz gen dizilerini değiştirebileceğimiz gibi bir algı yaratmaktadırlar.

CRISPR/Cas9 yönteminin son derece başarılı olmasına rağmen ne kadar zor bir yöntem olduğunu anlamak için, şunu öğrenebilirsiniz: Sadece 1000 baz çiftini, yani insan genomunun milyonda birini değiştirmek için, az sonra sözünü edeceğimiz 3 ayrı (ve zorlu) olayın aynı anda meydana gelmesi, ancak bunlar meydana gelirken bir dizi başka olayın asla yaşanmaması gerekmektedir. Yani CRISPR/Cas9 yöntemiyle genom değiştirmek, sanılanın aksine son derece zor bir iştir.

CRISPR Nasıl Çalışır?

Bu konuyu burada tüm detaylarıyla anlatmıştık; ancak kısa bir özet geçmek gerekirse: CRISPR/Cas9 yöntemiyle genomik bölgelerin yer değiştirilmesi işlemi, DNA üzerinde iki kesik yaratmakla başlar. Bu kesikler, genleri değiştireceğiniz bölgeyi kapsayacak şekilde olmalıdır. Ancak DNA'nın yapay (veya doğal) bir şekilde parçalanması, hücre içerisinde telaşa neden olur. Buna bağlı olarak da hücre, var gücüyle bu DNA kesiklerini onarmaya çalışır.

Bu düzenleme için hücre sayısız yöntem kullanabilir; ancak bunlardan sadece bir tanesi CRISPR/Cas9 yöntemini başarıya ulaştırabilecek olandır: Bilim insanları tarafından istenen düzenlemeleri bünyesinde barındıran tamir şablonunu taşıyan homolog rekombinasyon (HR)... Örneğin hücreler dsDNA adı verilen kırılmış (kesik atılmış) DNA zincirlerini endojen dizileri barındıran homolog rekombinasyonla da tamir edebilir; yani basitçe, kromozomun diğer çiftindeki diziye bakarak, kırılmış diziyi tamir eder. Ki hücrelerimiz içerisinde aynı kromozomdan iki tane bulunmasının bir nedeni de budur: Kırılmış DNA zincirleri için yedek bir kopya barındırmak...

Endojen HR ile tamir edilmiş bir bölge yeniden kesilebilir; ancak örneğin hücre ola ki kesik bölgeyi Homojen Olmayan Uç Birleştirmesi (NHEJ) denen bir yöntemle tamir edecek olursa, çıkmaz sokağa girmişiz demektir ve süreç devam ettirilemez. Dolayısıyla, en iyi ihtimalle bile yapılan bir kesiğin doğru tamir mekanizmasıyla tamir edilmesi olasılığı %20'den pek de fazla değildir.

Dahası, CRISPR/Cas9 yönteminin "DNA kesme işlemi" ile ilgili olan Cas9 kısmı, istemediğiniz DNA parçalarının da kesilmesine neden olabilir. Ola ki bu gen bölgeleri NHEJ yöntemiyle tamir edilecek olursa, hiç istemediğiniz mutasyonları hücreye dahil etmiş olabilirsiniz. Bu, son derece kötüdür!

CRISPR/Cas9 yönteminin sonucu garantili olmadığı için, elde edilen sonuçların bol miktarda "kalite kontrol" işleminden geçirilmesi gerekmektedir. Aksi takdirde elde ettiğiniz mutant hücrelerin, başlangıçta arzu ettiğiniz genetik değişimlere sahip olup olmadıklarından asla emin olamazsınız. En basitinden yapmanız gereken, değiştirdiğiniz hücrelerden DNA toplamak (ki bu süreçte o hücreleri öldürmeniz gerekmektedir) ve düzenlenmiş kısımların doğru olduğundan emin olmaktır. Ola ki bu değiştirilmiş hücrelerden yeni bireyler yaratacaksanız, muhtemelen tüm genomlarını yeniden dizilemeniz ve orijinal genom ile kıyaslayarak gerçekten de istediğiniz değişimlerin istediğiniz bölgelerde elde edildiğinden emin olmanız gerekmektedir.

Eğer birden fazla sayıda bölgede düzenleme yapmak istiyorsanız (ki popüler medya kaynaklarının "tasarlanmış bebekler" diye halkı korkutmak ve tıklama almak için kullandıkları başlıklardaki organizmalar çok ama çok sayıda genetik müdahale gerektirecektir), bu kalite kontrol işlemini değiştirilmiş her bir bölge için ayrı ayrı yapmanız gerekmektedir.

Şöyle söyleyelim: Tek bir gen bölgesini değiştirip de kontrol edecek olsanız, laboratuvar ortamında günümüz şartlarında 2-3 ay kadar bir süre harcamanız gerekmektedir. Ki bunlar da insan hücreleri gibi büyütmesi zor hücrelerle değil, basit bakteri hücreleriyle çalışırken geçen süredir. Eğer 50 ayrı noktada genetik değişim yaratmanız gerekecekse, yıllarca uğraşsanız bile tamamen başarısız olmanız çok muhtemeldir.

Ayrıca eğer ki birden fazla bölgede genetik düzenleme yapacaksanız, yumurta hücreleri (oositler), sperm hücreleri (spermatositler) veya embriyolar ile çalışamazsınız! Çünkü ilk ikisi (yumurta ve sperm hücreleri) kendi başlarına bölünemezler; embriyo ise genetik düzenleme yapmanız için gereken zamana kıyasla aşırı hızlı bölünecek ve büyüyecektir; dolayısıyla yeterli zamanı bulamayacaksınızdır. Dolayısıyla, CRISPR/Cas9 yöntemiyle yapılacak tüm düzenlemeler, halihazırda var olan bir insan bireyinin kök hücreleri kullanılarak yapılması gerekmektedir.

Bu kök hücreler gametlere dönüştürülmelidir (ki bunun nasıl yapılacağı henüz bilinmemektedir), canlı ortam haricinde döllenebilmelidir (bu aşırı zor bir süreçtir) ve her şeyin tam da olması gerektiği gibi olması umulmalıdır (ki bu da, çok düşük bir olasılıktır).

Kabaca düşünecek olursak, şu anda genleriyle oynanmış bir insan yaratmak için en az 10 senelik bir uğraş yapılması gerektiği söylenebilir. Sizce bebek sahibi olmak isteyenler, sırf belli, tasarlanmış genleri istedikleri için 10 sene boyunca bekleyecekler midir? Her bir çocuk için en az 10 sene!

Sonuç

Dolayısıyla şunu söyleyebiliriz: CRISPR/Cas9 yöntemi, transgenik (genleri değiştirilmiş) insanlar yaratmak için hiç de uygun bir yöntem değildir. Laboratuvar organizmalarında harika bir şekilde çalışmaktadır, çünkü genellikle yapmaya çalıştığımız, genleri değiştirilmiş popülasyonlar yaratmaktır, spesifik bireyler değil. Bu organizmaların nesil atlama süreleri insanınkinden yüzlerce kat daha azdır ve aynı zamanda istemediğimiz özellikte olan ve popülasyonun %99'undan fazlasını oluşturan bireyleri eleme işlemini insanlara uygulamamız etik nedenlerle imkansızdır. Bunu sadece laboratuvar hayvanlarında yapabiliriz. Dolayısıyla insanlar, şu anki CRISPR/Cas9 yöntemiyle muhtemelen hiçbir zaman modifiye edilemeyeceklerdir. 

Bunları demişken, CRISPR/Cas9 yönteminin zayıf ve başarısız olduğunu söylediğimizi sakın düşünmeyin! CRISPR/Cas9 yöntemi çok sayıda terapatik ve endüstriyel uygulaması olan, muazzam bir yöntemdir.

Ancak gerçeklerden bihaber medya kaynakları tarafından yapılan ve halkı korkutmak suretiyle prim yapmayı hedefleyen, gerçeklik payı bulunmayan haberlerin, CRISPR/Cas9 yöntemi sayesinde günümüzde sahip olduğumuz gerçekçi, kullanışlı ve etik uygulamaların önüne geçmesine izin vermemeliyiz.