β‑Talasemi Tedavisinde Genetik Yaklaşımlar

Talasemi, α ve β‑globin genlerindeki kusurlardan kaynaklanan genetik bir hematolojik bozukluktur. Dünya çapında her yıl 300.000 ilâ 400.000 çocuk, hemoglobinopatili doğmaktadır.^[1] Talasemi hastaları ve aileleri, yaşamları boyunca çeşitli ciddi klinik, sosyo-ekonomik ve psiko-sosyal zorluklarla karşı karşıya kalmaktadır.

Klinik uygulamada talasemili hastaların acılarını bir dereceye kadar en aza indirmek ve potansiyel olarak hastalığı iyileştirmek için farklı tedaviler mevcuttur. Ağırlıklı olarak, hastalar hemoglobin seviyelerini korumak için kan transfüzyonu tedavisi görürler. Çoklu transfüzyonlar nedeniyle vücutlarındaki demir seviyeleri oldukça yükselir. Aşırı demir yüklenmesi vücut organlarına zarar vererek kalp yetmezliği, karaciğer fonksiyon yetmezliği veya endokrin yetmezliği ile sonuçlanabilir ve bunların tümü maalesef yaygın olarak gözlenmektedir.^[2] Tedavide kullanılan bazı ilaçlar, sonuçta vücuttaki fetal hemoglobin (HbF) düzeylerinin ve toplam hemoglobin düzeylerinin artmasıyla sonuçlanan γ‑gen ekspresyonunu artırmak için geliştirilmiştir. Bununla beraber, bu ilaçların etkinliği hastanın genetik yapısına bağlı olarak değişmektedir.^[3]

Şu anda, allojenik hematopoietik Kök Hücre Nakli (HSCT), yüksek iyileştirici oranı ile pratik olarak mevcut tek seçenektir.^[4] Kök hücre nakli için:^[5]

1. Çoğalmalarını durdurmak için kusurlu kök hücreleri yok etmek;
2. İyi bir aşılama sağlamak için konağın bağışıklık sistemini baskılamak;
3. Kök hücreleri normal genlerle aşılamak ve
4. Doku reddi hastalığını (GVHD) önlemek gereklidir.

Bununla birlikte, HSCT'nin sonucu, transplantasyon yaşı, transplantasyon öncesi düzensiz demir şelasyon öyküsü, doku uyumluluğu ve kök hücre kaynağı gibi faktörlerden güçlü bir şekilde etkilenmektedir.

Gen Tedavisi ve Genom Düzenleme

Genom düzenleme (gen tedavisi), talasemili hastaları tedavi etmek için kullanılabilecek yeni bir yaklaşımdır. Belirli DNA dizilerindeki mutasyonları düzeltmek ve diziyi normal (mutasyon bulunmayan) tip diziye dönüştürmek için çeşitli endonükleazları kullanır. Aynı zamanda gen tedavisi, kusurlu genlerdeki hataları düzeltmek için kullanılan canlı ilaç olarak adlandırılan viral vektör tabanlı bir tedavidir. Fakat sonuçta ortaya çıkan yüksek gen ekspresyonu, genotoksisite ile sonuçlanabilir.^[6] Ek olarak, retroviral vektörler, anormal proliferasyon ve genotoksisite ile sonuçlanan proto-onkogenlerin içine veya yakınına entegre olabilir.^[7] Bu da proto-onkogenlerin onkogenlere dönüşmesine sebep olarak kanser oluşumuna sebep olabilir.

Gen tedavisinin sınıflandırılması, gen aktarım aracının özelliklerine ve vektörün in vivo veya ex vivo olarak uygulanıp uygulanmadığına göre yapılır. In vivo gen tedavisi, genlerin doğrudan hematopoietik kök hücrelere (HSC'ler) verilmesini içerir. Ex vivo gen tedavisinde, hedef hücreler in vitro olarak genetik olarak değiştirilir ve daha sonra hastaya geri aktarılır. In vivo ve ex vivo gen tedavileri arasındaki en büyük farklardan biri vektör seçimidir. Bu yüzden vektör seçimi hastalığın tedavisinde oldukça önemli olan adımlardan biridir.

β‑talasemi gen tedavisinde fare modellerinde lentiviral vektörlerin kullanıldığı çalışmalarda hiçbir toksisite veya tümör üretimi rapor edilmemiştir.^[8] Vektör seçiminde kullanılan viral vektörler ile hastanın genomu arasında herhangi bir etkileşim olup olmadığını ve bu etkileşimlerin etkilerini belirlemek için ek klinik çalışmalara ihtiyaç vardır. Umut verici bir yaklaşım olarak, talasemi için ilk başarılı gen tedavisi denemesi, fonksiyonel β‑globini kodlayan otolog CD34+ HSC'lerin transdüksiyonu yoluyla lentiviral vektörler kullanılarak gerçekleştirilmiştir ve hastanın sonraki 2 yıl boyunca transfüzyona ihtiyacı olmamıştır.^[9]

Genomu gerekli bölgelerde düzenlemek için CRISPR/Cas9, çeşitli genetik mühendisliği programlarında kullanılan verimli ve doğru bir araçtır. CRISPR/Cas9'un aracılık ettiği genom düzenleme, minimum yan etkilerle normal β‑globin işlevini geri yükleme yeteneğine sahiptir.^[10] CRISPR/Cas9 kullanılarak, artan HbF üretimi ile birlikte BCL11A'nın ifadesi aşağı regüle edilerek azaltılabilir.^{[11], [12]} Ancak bu genom düzenleme araçları hâlâ in vitro deneme aşamasındadır.

CRISPR/Cas9, kesin transkripsiyonel düzenleme, genom modifikasyonu ve epigenetik düzenleme için kullanılabilir. CRISPR/Cas9 potansiyel olarak hedef dışı etkinlik sergileyebileceğinden ve kullanımıyla ilgili yasal ve etik hususlar olduğundan, bu konuda ek araştırmalar gereklidir.^[13]

Sonuç

Talasemi için geleneksel tedavi, iki ucu keskin bir kılıç olmasına rağmen, düzenli kan naklinden oluşur; hastalığın klinik şiddetini geçici olarak iyileştirebilir ancak vücutta demir birikimine de neden olabilir. Hemoglobini artırmak için farmasötik ilaçlar kullanılabilir; bununla birlikte, uzun vadeli iyileştirici etkiler için hastanın kapsamlı genetik analizine ihtiyaç vardır.

Talasemi için ömür boyu tedavi, transplantasyon, gen tedavisi ve genom düzenleme ile mümkündür. Gelişmekte olan ülkelerde ilgi, kalıcı tedaviler için HSCT'ye doğru kaymaktadır. Bu yaklaşım hem bağışçıyı hem de alıcıyı riske atmaktadır. Bu nedenle, bilim insanları, vektör toksisitesi ve tümör oluşumu riski taşımasına rağmen, bir donöre ihtiyaç olmadığı için alternatif olarak gen tedavisine yönelmektedir.

CRISPR/Cas9 metodunun kullanılması, çeşitli insan genetik hastalıklarının tedavisi için uygun olduğunu kanıtlamaktadır. CRISPR/Cas9, kesin transkripsiyonel düzenleme, genom modifikasyonu ve epigenetik düzenleme için kullanılabilir. Ancak, CRISPR/Cas9 hedef dışı etkinlik gösterebilir ve kullanımına ilişkin yasal ve etik hususlar vardır. Bu yüzden ileri çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.^[3]