RNAi Teknolojisi, Bize Güçlü Bir Genetik Düzenleme Alet Çantası Sunarak, Yeni İlaçların Keşfini Hızlandırabilir!

Avusturya'nın Viyana kentinde bulunan Moleküler Patoloji Araştırma Enstitüsü (IMP)’nden Johannes Zuber’in takımı RNAi (RNA interferaz, spesifik genleri durdurmak için kullanılan özel bir yöntem) teknolojisinde önemli bir kısıtlamayı aşmayı başardılar.

Geliştirilmiş bir tasarım kullanan bilim insanları, genleri yüksek verim ve kesinlik ile baskılayabildiler. Bu özel metot, yeni ilaç hedeflerinin bulunmasını ve deneysel verilerin yorumlanmasını kolaylaştırıyor. IMP, bu “RNAi aleti”ni araştırmacılara ulaşılabilir hale getireceğini açıkladı ve araştırmanın sonuçları Cell Reports bilim dergisinin Aralık 2013 ekinde yayınladı.

RNA interferaz (RNAi), hücreler içinde doğal olarak çalışan bir düzenleyici mekanizma, çalışma prensibi ise küçük RNA parçalarının genlerin yazılımına müdahale etmesine dayanıyor. RNAi, 1990 yılında bitkilerde ve 2001 yılında ise memelilerde keşfedildi. Keşfedildiği andan itibaren bilim insanlarına genlerin kontrolü için yeni bir mekanizma geliştirilmesi üzerine bir ilham kaynağı oldu ve olmaya devam ediyor.

Biyolojik araştırmalarda birçok temel kullanımı haricinde, RNAi tedavi edici genlerin tanımlanmasında ve bu genlerin üzerinde çalışılmasında için özel bir metot haline geldi. Ancak, muazzam potansiyellerine rağmen, günümüzde bulunan RNAi ayıraçları etkisiz kalıyor ya da belirsiz yan etkiler gösteriyorlar.

Doğadan İlham Alındı

Johannes Zuber ve meslektaşı Christof Fellmann, 2010 yılında ABD’de Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL)’de çalışırken RNAi teknolojisini geliştirecek fikirler ürettiler. Johannes Zuber düşüncelerini şöyle açıklıyor:

RNAi’nin temel prensipleri hala anlaşılmış değil. Spesifik bir geni susturmak (durdurmak), çok sayıda hairpin (firkete) molekülünün test edilmesini gerektiriyor ve bunlar içinden sadece 10’da 1’i yeterli etkiye sahip oluyor.

Christof Fellman, gelişmiş RNAi teknolojileri üzerinde çalışan, CSHL temelli bir biyoteknoloji firması olan Mirimus da kariyerine devam ederken Johannes Zuber ise projeyi IMP’e götürdü.

Sıklıkla kullanılan ve pratikte gayet güçlü olan bir RNAi metodu ise sentetik hairpin dizilerinin doğada oluşabilen “mikro-RNA omurgaları”nın içine yerleştirilmesine dayanıyor. Sonuç ise normal hücresel yollar ile işlenebilen ve doğayı taklit eden bir RNA-yapısı oluyor. Ancak, günümüzde bulunan ayıraçların performansı mükemmel olmaktan çok uzakta bulunuyor.

Zuber ve takımı, bir insan mikro-RNA omurgasını incelediler ve evrim boyunca değişmeyen diziler üzerine yoğunlaştılar. Bu dizilerinin değişmemesi ise onların önemli bir özelliğe sahip olduğunun göstergesi oluyor. Bilim insanları, bu dizilerin sıklıkla kullanılan mikro-RNA omurgalarında değişmiş olduğunu fark ettiler. Bu farklılıkları düzelterek ve sistematik olarak birçok değişkeni test ederek, Zuber ve takımı sentetik RNAi aletinin etkisini çokça artırabilmeyi başardılar.

Vosvos'tan bir Lamborghini’ye Ulaşmak

Günümüzdeki metotlar bir geni güçlü bir şekilde durdurmak için sayıları 20’ye ulaşan hairpin moleküllerinin test edilmesini gerektiriyor, düzenlenmiş ayıraçlar ise sayıyı ortalama olarak 4’e düşürüyor. Dahası, yüksek çıktılı tarama çalışmaları, bu ayıraçlar sayesinde doğru bilgileri daha kolay tayin edecek ve negatif sonuçları ise daha kolay yorumlayacak. Zuber sonuçlarının ilgisini şöyle açıklıyor ve bir analoji yapıyor:

Bu çalışmanın bilim açısından yararı muazzam boyutta, bizler teknolojiyi moleküler açıdan adeta bir Vosvos'tan Lamborghini seviyesine taşıyoruz. Günümüzde bulunan ayıraçların iyileştirilmesi basit ve en az çaba ile uyarlanabilir.

IMP’te bulunan Zuber ve yanında çalışan meslektaşları, bilim camiasına yeni metot ve yeni ayıraçlar – Zuber’in kendi deyişi ile “etkili bir RNAi için gerekli tüm alet çantası” – sunuyorlar. Yeni ayıraçları zaten test etmiş olan IMP’teki şirket partnerleri ve iş arkadaşları, bu yeni ayıraçların yararlı olacağına tam anlamıyla ikna olmuş durumdalar.

Yeni İlaçların Bulunmasında Gelişmeler

Gelecekte Zuber’in araştırması, kansere çözüm bulma yolunda RNAi potansiyelini anlamamızda daha iyi bir açıklama sunacak. Muazzam çabalara rağmen, ilaç üreten firmalar RNAi’yi insanların kullanabileceği bir ilaç olarak geliştirmeyi başaramadılar. Ancak, büyük boyutlu “RNAi görüntüleri” en umut veren genlerin, yeni ilaçların bulunabilmesi için yapılan yavaş ve pahallı süreçlere girmeden test edilebilmesi için özel bir yöntem sunuyor. Düzenlemiş RNAi ayıraçları, özellikle bu tip yüksek çıktılı görüntüler için kullanışlı ve bu sayede daha fazla gen aynı anda yüksek hassaslık ve verim ile test edilebilir. Son olarak en önemlisi ise düzenlemiş RNAi araçlarının kullanılması, gelecekte tedaviler için umut veren hedeflerin kaçırılması riskini düşürecek.