Cilt hücrelerini alıp kök hücrelerine dönüştürmenin sadece bir genin aktivasyonu ile mümkün olduğunu söylesem ne dersiniz?

Gladstone Enstitüsü´nden araştırmacılar CRISPR/Cas9 gen editleme yöntemi ile farelerin cilt hücrelerini bir geni aktive ederek kök hücrelerine dönüştürmeyi başardılar. Bu dönüşümün mümkün olduğunu aslında 2012 yılında Shinya Yamanaka´ya verilen Nobel ödülü ile duymuş olmalıyız. Yamanaka dört transkripsiyon faktörü kullanarak insan deri hücrelerini kök hücreye eşdeğer bir hücre tipine dönüştürmeyi başarmıştı. Bu hücrelere indüklenmiş pluripotent kök hücresi (iPS hücresi) adını vermişti. Araştırmada embriyonik kök hücreler için önemli olan transkripsiyon faktörlerinin aktivasyonu sağlanırken, deri hücreleri için önemli olan transkripsiyon faktörleri de deaktive edilmişti.

iPS hücreleri kök hücreler gibi işlevsel olarak farklılaşmamışlardır; fakat vücudumuzda farklılaşmış işleve sahip herhangi bir hücreye dönüşebilme kapasitesine sahiptir. Aynı zamanda sınırsız bölünebildikleri için de kendilerini yenileyebilen hücrelerdir. Bu iki özelliği ile iPS hücreleri araştırma ve klinik alanında hastalıkların tedavisi için bize yeni bir kaynak oluşturuyor.

CRISPR/Cas9 yöntemi ise 21. yüzyılın en etkili genom düzenleme tekniklerinden biri olarak görülüyor. Adeta gen makası olarak düşünebileceğimiz bu mekanizma ile hedef genin herhangi bir kısmına kesik atılabiliniyor ve DNA´nın kendi tamir mekanızması ile istediğimiz bölgede harflik (nükleotid) değişiklikler yapabiliyoruz diyebiliriz. Bu yöntemin sonucunda elde edilen hücrelerin istediğiniz genetik değişimlere sahip olduğunu anlayabilmek için de kalite kontrolünden geçirmek gerekiyor. Eğer ki CRISPR/Cas9 yönteminiz başarılı olursa, istediğimiz yönde genleri değiştirilmiş bir popülasyon yaratabiliriz. Bu da bize birçok genetik hastalığın tedavisinde umut vaad etmekte.

Peng Liu ve arkadaşlarının bu çalışmasında iki önemli teknolojinin müthiş dans performansını izlemekteyiz. CRISPR/Cas9 yönteminden faydalanarak kök hücreler için önemli olduğu bilinen Sox2 ve Oct4 genleri hedef alındı. Orijinal Yamanaka yönteminde dört transkripsiyon faktörünün ifadesi ile iPS hücresi elde edilirken; bu yöntemle sadece tek gen (Sox2 veya Oct4) hedef alınarak bu dönüşümün sağlanabildiği görüldü. İşin sırrı ise bir gen hedef alınınca zincirleme olarak iPS hücresi için gerekli olan diğer genlerin de aktive olduğunun görülmesi. Tek taşla iki kuş vurmak deyimini burada kullanmanın tam da zamanı!

Bu çalışmanın alternatif bir yöntem oluşturmasının yanı sıra, diğer önemi ise trans hücre dönüşümü için de yararlı olacağı düşünülüyor. Bunu olgunlaşmış bir hücreden başka bir olgunlaşmış hücre elde etmek gibi düşünebiliriz. Örnek vermek gerekirse; deri hücrelerinden sinir veya kas hücreleri elde etmek gibi. Yakın bir gelecekte bu teknik kullanılarak Parkinson hastalarının sinir hücrelerinin sağlıklıları ile değiştirilerek tedavi edilmesi veya böbrek nakli ihtiyacı olan insanların kendi cilt hücrelerinin programlanması ile böbrek sahibi olması çok da uzak ihtimaller arasında değil.

Çeviren: Gizem Inak

Düzenleyen: Saliha Ece Özbabacan

Özgün metin: Activating a single gene is sufficient to change skin cells into stem cells. Gladstone Institutes. January 18, 2018. 
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180118162449.htm

Araştırmanın makalesi:
Peng Liu, Meng Chen, Yanxia Liu, Lei S. Qi, Sheng Ding. CRISPR-Based Chromatin Remodeling of the Endogenous Oct4 or Sox2 Locus Enables Reprogramming to Pluripotency. Cell Stem Cell, 2018; 22, p252-261.e4. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2017.12.001
http://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(17)30501-5

Görseli düzenleyen: Gizem Inak
Görsel kaynağı: http://dev.biologists.org/content/140/12/2457.long