CRISPR, Geleceğin Antibiyotiği mi Olacak?

Bu yazı New York Times gazetesine, Knvul Sheikh tarafından yazılan makaleden çevrilmiştir.

Doğada, bakterileri virüslere karşı koruyan genom düzenleyici olan CRISPR'ler (Düzenli Aralıklarla Bölünmüş Kısa Palindromik Tekrar Kümeleri); süper bakterilere ve gribe karşı kullanılmaya başlanıyor.

On yıllardır, bilim insanları ve
doktorlar yaygın bakteriyel ve viral enfeksiyonları oldukça non-spesifik
terapilerle tedavi etmektedirler. Eğer sinüs enfeksiyonu veya helikobakter
enfeksiyonu geçirirseniz, muhtemelen birçok farklı bakteri türünü
temizleyebilecek geniş spektrumlu bir antibiyotik verilecektir. Ancak bu durum
mikroorganizmaların evrimleşmesini hızlıandır ve kimyasal tedavi yöntemlere
karşı savunma geliştirmesine neden olur. Sonuçta bu gün Antibiyotiğe karşı
dirençli bakteri sayısı artmıştır.

Birleşmiş Milletler’in tahminlerine
göre, her yıl dünyada yaklaşık 700.000 kişi bu enfeksiyonlardan ölmektedir ve
bu rakam 2050’de 10 milyona çıkabilir.

Virüsler de aynı şekilde, sıklıkla
konak hücrelerin içinde girerek kendilerini ilaçlardan gizlemenin yeni
yollarını geliştirir.1963'te ilk onaylandığından beri kliniğe başarılı bir
şekilde ulaşan antiviral ilaç sayısı 100 den azdır.

CRISPR tipik olarak iri ölçekli
faliyetler için düşünülmüştür; sivrisinekleri, sıtmayı yaymamaları için
başkalaştırmak, domatesleri, daha lezzetli olmaları için düzenlemek ve
insanlardaki bazı genetik hastalıkları iyileştirmek gibi.

Şimdi araştırmacılar, bakterinin kendisine veya insan hücrelerine bulaşan virüslere karşı bir silaha döndürmek için CRISPR'i kullanmaya hazırlanıyorlar.

Londra'daki Western
Üniversitesi'nden biyolog David Edgel bu ayın başında, Nature Communications
dergisinde yayınlanan çalışmasının baş yazarı olarak, “CRISPR, antimikrobiyal
tedavinin bir sonraki adımıdır” dedi.

CRISPR, hücrenin (veya bir bilim insanının) diğer DNA veya RNA'yı düzenlemesini sağlayan enzimleri üreten uzmanlaşmış DNA bölgesidir. CRISPR, ameliyat sonrası takip edilen bakterilerde keşfedildi. Bir virüs saldırdığında, bakteri viral genomun küçük parçalarını kendi DNA'sında depolar. Bu, bakterinin viral enfeksiyonları tanımasına yardımcı olur. Daha sonra CRISPR ile ilişkili enzimleri kullanarak, virüsü etkisiz hale getirebilir ve enfeksiyonun yayılmasını önleyebilir.

BAKTERİLER, KENDİ KOLONİLERİNİ HEDEF ALIYOR


Salmonella enterica kültürü. Bir deneyde, Kanadalı araştırmacılar, gıda kaynaklı birçok hastalığın kaynağı olan S. enterica'yı öldürmek için CRISPR bağımlı nükleaz enzimi kullanabildiler.
 

Son çalışmalarında, Dr. Edgell ve meslektaşları, bir Salmonella tedavisi  için Cas9 adlı CRISPR bağımlı bir enzimi başarıyla kullandılar. Cas9'u bakterinin kendisini düşman olarak görmesi için programlayarak, Dr. Edgell ve meslektaşları Salmonella'yı kendi genomunu ölümcül olarak parçaladı. Ekip, konjuge bir plazmidle başlayarak. plazmide, bakteri DNA'sını hedef alacak CRISPR enzimleri için kodlanmış talimatları ekledi. Bu konjuge plazmit daha sonra E. Coli sitoplazmasına girdi.

Edgell; çoğu E.Coli tipinin tipik
olarak sağlıklı bir bağırsak mikroflorasının parçası olduğunu ve kirli bir
salata yiyen herkesin patojenik Salmonella yuttuğunu söyleyerek, bu bakteriler
aracılığıyla kötü bakterileri yok edecek CRISPR sistemini içeren plazmidin
aktarılmasında sıkıntı olmadığını ifade etti. Tufts
Üniversitesi'nden biyolog olan Mitch McVey, “Bu, bakterileri spesifik hedeflendirilmesinde önemli bir ilerleme
olabilir
” dedi.

CRISPR bazlı antibiyotik ilaçlar
henüz eczane raflarının yakınlarında değil ancak bu tedaviyle, insan vücudunda
bulunan mikropların direnç güçleri kullanılarak iyileşme sağlanabilir.

Rockefeller Üniversitesi ve Howard
Hughes Tıp Enstitüsü'nün mikrobiyoloğu Luciano Marraffini, “Bilim insanları,
mikrobiyotanın sağlığımız için de son derece yararlı olabileceğini anlamaya
başlıyor” dedi.

Geleneksel antibiyotiklerin bir çoğu iyi ve kötü bakteriler arasında ayrım yapmayıp tümünü ortadan kaldırması  zaman zaman zayıflamış bağışıklık sistemi olan insanlar için problemler yaratır. Marraffini, “CRISPR'in en büyük yararı, yalnızca belirli patojenik bakterileri öldürmek ve geriye yalnız sağlıklı mikroplarımızı bırakabilmemizdir” dedi.

ŞİRKETLER ARAŞTIRMALAR İÇİN YARIŞIYOR

Birkaç şirket,  çoğalıp enfeksiyonlara neden olamayacak CRISPR
tabanlı antibiyotiklerin peşinde koşmaya başladı. Dr. Marraffini, bu
şirketleden olan Eligo Bioscience'ın kurucu ortağıdır.

Ayrıca bu ay Molecular Cell
dergisinde yayınlanan M.I.T. ve Harvard'lı bilim insanlarının çalışmasında; bir
başka CRISPR enzimi, Cas13'ün, insan hücrelerini enfekte eden üç farklı tek
iplikli RNA virüsünü (influenza A virüsü, lenfositik koriomenerit virüsü ve
veziküler stomatit virüsü) tespit etmek ve öldürmek için programlanabileceğini
gösterdi. Bu CRISPR sistemini kullanarak araştırmacılar, 24 saat içinde viral
RNA'da 40 kat azalma gördü. Enzimler, viral genomları önemli ölçüde
hasarlamıştır. Grip virüsü durumunda, Cas13; bulaşıcılığını 300 kattan daha
fazla azaltmıştır.

CRISPR tabanlı antimikrobiyal ürünler için bir şirket kuran ve bu çalışmada olmayan Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi'nde mikrobiyolog Rodolphe Barrangou, “Bu yaklaşımın harika bir kanıtıdır” dedi. Eğer araştırmacılar CRISPR teknolojisini grip, lenfositik koriomenenjit virüsü ve veziküler stomatit virüsü gibi oldukça küçük üç insan virüsüne karşı tasarlayabilirlerse, daha ölümcül virüs enfeksiyonlarını tedavi etmek için de geliştirilebilir

Dr. Barrangou, araştırmacıların CRISPR antibakteriyel ve antiviral ilaçların ve insanlarda sadece laboratuarda değil canlı hayvanlar ve insanlarda da etkili olduklarını ve geleneksel tedavilerden daha ucuz olacağını kanıtlamaya çalıştıklarını söyledi: “Henüz klinik için hazır değiliz” dedi. “Ama oraya geliyoruz.” .

Çeviri:Ebrar Yıldız

Makalenin aslına ulaşmak için TIKLAYIN.