Yükleniyor
CRISPR-CAS9, DNA üzerinde tabiri caizse ameliyat yapabilmeyi sağlayan bir teknolojidir. Zararlı mutasyonları kalıcı olarak düzelterek veya hastalığa neden olan genleri kesmeyi sağlayarak hastalıkları tedavi etmeyi amaçlamaktadır. Bu teknoloji hemen hemen her organizmada bölgeye özgü genomik hedeflemeye olanak tanır. Kalıtsal hastalıkların tedavisi yanı sıra tarım ve hayvancılık alanında kullanılabilir.
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ve CAS9 (Crispr-associated system) ifadelerinin kısaltması olup, düzenli aralıklarla bölünmüş palindromik tekrar kümeleri ve Crispr ilişkili sistem anlamına gelmektedir. CRISPR-CASP9, genetik yapıda değişiklik yapabilmeyi sağlayan, bakterilerde doğal olarak yer alan ve Cas9 enzimi ile birlikte bakterilerin virüslere karşı savunma sistemini oluşturan gen bölgesini ifade etmektedir.
Temelde iki ana bileşen üzerinde işleyen CRISPR teknolojisi, CAS9 proteini ve Rehber DNA ile çalışır. CAS9 enzimi, moleküler makas görevini üstlenirken Rehber DNA ise genetik mühendislik çalışmaları doğrultusunda enzimi hedeflenen DNA dizisine yönlendirir. Böylece doğru noktadan kesim, ekleme ve çıkarma işlemleri gerçekleştirilebilir.
Genom düzenleme alanında tercih edilen bu teknoloji, genetik hastalıkların tedavisinde kullanılır. Enzim ve Rehber DNA kullanılarak yapılan işlem hedeflenen genetik bölgedeki hasarlı kısmın onarılmasını amaçlar. Genetik hastalıklar değerlendirme merkezi ise ilgili teknolojiden elde edilen sonucun değerlendirilmesini sağlar. Hem işlem öncesinde hem de sonrasında genetik hastalıklar için bir değerlendirme yapılarak ilgili teknolojinin sağladığı yarar görülebilir.
Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats’ın kısaltması olarak bilinen CRISPR-Cas9W’nın çalışma sisteminde kılavuz RNA önemli bir yere sahiptir. Bilimsel olarak sgRNA olarak adlandırılır ve Cas9 adı verilen kesici enzimin doğru noktaya ilerlemesini sağlar. Kılavuz RNA sayesinde hedeflenen hasarlı bölgeye ulaşılır ve DNA’nın iki ipliği üzerinde kesim işlemi gerçekleştirilir. Hasarlı bölge çıkarılır ve onarım süreci başlar.
Hedeflenen bölgede kesim işlemi yapılmasını sağlayan enzim, kılavuz RNA’yı takip ederek DNA dizisi üzerinde değişiklik yapılmasını sağlar. Bu noktada genetik hastalık tedavisinde son derece önemli bir yere sahip olan CRISPR Cas9 teknolojisi devreye girer ve DNA’nın iki ipliği üzerinde işlem gerçekleştirilir. İlgili enzim, DNA’yı kesebildiği için hasarlı bölgenin çıkarılabilmesi ve sonrasında onarılması adına son derece önemli bir yere sahiptir.
Kesme işlemi gerçekleştirildikten sonra DNA hasar aldığını fark eder ve onarım süreci başlar. Bilim insanları tarafından yürütülen DNA onarım süreci ise iki farklı şekilde işler. NHEJ ve HDR olarak bilinen bu iki yöntemden ilki daha az hata yapmaya açıkken ikincisi ise daha hassas işlemler için kullanılır.
DNA onarımı ve kalıtsal hastalıkların giderilmesi için son derece önemli bir yere sahip olan CRISPR uygulamasının pek çok kullanım alanı bulunur. Bu kullanım alanları arasında ilk sırada genetik hastalık tedavisi yer alır. Kalıtsal hastalıklar, ilgili gen kesme teknolojisiyle tedavi edilebilirken tarım biyoteknolojisinde de yine aynı teknolojiden yararlanmak mümkündür.
Genetik mühendislik alanında bir devrim olarak görülen ve iki temel bileşenle DNA üzerinde işlem yapmayı sağlayan bu teknolojik yöntem, genetik hastalıkların tedavisinde tercih edilir. DNA dizilerinin kesildikten sonra yeniden düzenlenmesini sağlar. Kalıtsal hastalıklar arasında bulunan orak hücre anemisi gibi rahatsızlıkların tedavisini mümkün kılar. DNA’nın kesilmesinin ardından hedef gende yapılan düzenleme ve onarımların ardından hastalığın etkileri ortadan kaldırılabilir.
CRISPR, kanser araştırmalarında da sıklıkla kullanılır. İlaç geliştirme, hayvanlar üzerinde yapılan genetik işlem deneyleri ve sentetik biyoloji çalışmalarında bu yöntemden yararlanılır. Kanser hücrelerinin giderilmesi ve hastalık riskinin azaltılması üzerindeki çalışmalar devam etmektedir.
CRISPR’ın bir diğer kullanım alanı ise tarım ve hayvancılıktır. Bu iki alanda meydana gelen çeşitli hastalıklara karşı önlem alabilmek adına ilgili teknolojiden faydalanılır. Hem hayvanlar hem de bitkiler üzerinde çeşitli genetik düzenlemeler yapılır ve elde edilen gıdanın daha az hastalık içermesi sağlanır. Bu yöntem aynı zamanda tarımda ihtiyaç duyulan zararlı kimyasallara olan talebin azalmasını da sağlar.
Genomların işlevlerini incelemek için son derece önemli bir yere sahip olan bu biyoteknolojik teknik, analiz için de tercih edilir. CRISPR klinik denemeleri sırasında gen analizi yapılarak hastalık mekanizmaları incelenir, modellerin ve tedavi süreci planlanır.
CRISPR kanser tedavisi başta olmak üzere pek çok hastalığın ortadan kaldırılması için kullanılması hedeflenen çalışmalar arasında yer alır. Her geçen gün klinik denemelerle geliştirilen bu tedavi yöntemi sayesinde DNA’dan kaynaklanan hastalıkların giderilmesi hedeflenir. Genom düzenleme tekniğinin işe yarayabileceği genetik hastalıklar şu şekildedir:
Orak hücre anemisi ve talasemi, hemoglobini kodlayan genlerde meydana gelen çeşitli mutasyonlar sonucu ortaya çıkar. İlgili teknoloji ise rehber RNA eşliğinde DNA üzerinde çeşitli değişiklikler yaparak sağlıklı hemoglobin üretimini mümkün kılar.
Kalıtsal hastalıklar arasında yer alan kistik fibrozis ve musküler distrofi anemisinin tedavisinde CRISPR gen terapisinden yararlanmak mümkündür. İlgili teknolojiden yararlanarak DNA üzerinde yer alan mutasyonlar ve hasarlı kısımlar düzenlenebilir. Sonrasında genetik testi yapılarak elde edilen sonuç detaylı bir şekilde incelenebilir.
HIV, kanser ve diğer kompleks hastalıklarda da CRISPR DNA onarımı teknolojisi kullanılabilir. Çeşitli tekniklerle enfekte olan hücrenin çıkarılması sağlanır ve çeşitli virüslere karşı bağışıklık kazandırılır. Bu teknoloji, pek çok tedavi yöntemine kıyasla HIV hastalığının kalıcı bir şekilde tedavi edilmesine olanak tanıtabilir. Kanser ve diğer kompleks hastalıklarda da tercih edilir. Tümör hücrelerini hedef alarak çeşitli genetik düzenlemeler yapılır ve bağışıklık sisteminin yeniden programlanması sağlanır.
Bu alanda yapılan klinik araştırmalar ve güncel gelişmeler her geçen gün ilerleme göstermektedir. ABD’de ve Almanya’da kontrollü bir şekilde kullanılan bu tedavi yöntemi, ABD’de 2024 yılında bir bebeğin tedavisinde tercih edilmiş ve olumlu sonuç alınmıştır. Uygulama üzerinde çeşitli çalışmalar devam etmektedir. Fakat uluslararası alanda aktif olarak kullanımının gerçekleştirebilmesi için çeşitli prosedürlerin izlenmesi ve anlaşmaların yapılması gerekir.
Genom onarım teknolojisinin çeşitli avantaj ve dezavantajları bulunur. Bu avantaj ve dezavantajlar etik sorunlar başta olmak üzere çeşitli faktörlerden kaynaklanabilir. CRISPR-CAS9 nedir sorusunun yanıtının beraberinde bilinmesi gereken bazı detayları başlıklar halinde şu şekilde sıralamak mümkündür:
Bilinen en büyük faydaları arasında işlem hızının oldukça yüksek ve maliyetinin ise bir o kadar düşük olmasıdır. Genetik hedefleme açısından da son derece hassas bir uygulama olması bu teknolojik yöntemin avantajlarının bir hayli fazla olmasını sağlar.
CRISPR-CAS9 nedir sorusunun yanıtı kadar merak edilen bir diğer konu ise bu teknolojik yöntemin herhangi bir riskinin olup olmamasıdır. Çeşitli avantajlarına rağmen CRISPR riskleri arasında bazı faktörler bulunur. İstenmeyen bölgede yapılan kesim, hedef dışı mutasyon ve genetik hatalar riskler arasında sıralanabilir.
CRISPR genetik modifikasyon uygulamasının tıbbi boyutu kadar etik kısmı da son derece önemlidir. İnsan genomunun değiştirilmesini sağlayan bu biyoteknoloji yönteminin aktif olarak kullanılabilmesi için uluslararası alanda yasal düzenlemelerin gerçekleştirilmesi gerekir.
Genetik mühendisliğin sınırlarını aşan ve pek çok kişinin duyduğunda CRISPR-CAS9 nedir sorusunun yanıtını araştırmasına sebep olan biyoteknoloji harikasının pek çok potansiyel kullanım alanı bulunur. Yapay genomların üretilmesi ve kalıtsal hastalıkların minimum seviyeye indirgenmesi adına bir devrim niteliği taşıyan ilgili tedavi yönteminin potansiyel kullanım alanları şu şekilde sıralanabilir:
Bilim insanlarının CRISPR-CAS9 ile gelecekte insan genomunu yeniden yazmayı hedefledikleri bilinen bir gerçektir. Bu sayede meydana gelen mutasyonlar sonucunda ortaya çıkan hastalıklardan arınmak mümkün hale gelebilir. Fakat şu an için insan genomunun yeniden yazılması etik açıdan kabul görmüş değildir.
Bireylerin sahip olduğu gen profiline özel olarak çeşitli tedavi yöntemleri uygulanabilir. İlgili biyoteknolojik yöntem kullanılarak çeşitli terapiler yapılabilir ve kişiye özel genetik tedaviler mümkün hale gelebilir. Bu durum gen terapisi olarak adlandırılır.
Son dönemde geliştirilen CRISPR 3.O teknolojisi, DNA üzerinde yalnızca kesme işlemi gerçekleştirilmesini değil aynı zamanda yeni bilgiler yazma kabiliyetine de sahiptir. Bu sayede DNA’ya yeni kodlamalar yapılabilir. Fakat şu an için etik açıdan uluslararası alanda kabul görmüş bir uygulama değildir.
İlgili teknoloji kanser ve diğer genetik hastalıkların tedavisinde kullanılabilir. Fakat çeşitli prosedürlerin izlenmesi gerekir. Uygun görülmesi halinde CRISPR-CAS9 tedavisinden faydalanmak mümkündür.
Genom değiştirme ve onarımı tedavisi ile DNA değiştirilebilir fakat uluslararası alanda etik olarak kabul edilmiş değildir. Bu işlem için etik ve yasal onayın olması gerekir.
CRISPR etik mi sorusuna verilen yanıt ülke bazında değişim gösterebilir. ABD’de çeşitli uygulamalar gerçekleştirilmiş olsa da tüm ülkelerde aynı durum söz konusu değildir.
CRISPR-Cas9 gen kesme işlemi ile GDO üretimi gerçekleştirilebilir. Tarım biyoteknolojisinin bir parçası olan CRISPR-CAS9, çeşitli ilaçlara olan ihtiyacın azalması adına son derece önemli bir yere sahiptir.
Memorial Tıbbi Yayın Kurulu tarafından hazırlanmıştır.
Yayınlanma Tarihi: 13 Haziran 2025
Detaylı bilgi için iletişime geçin.
