Genetik şifremiz: DNA kök hücre ve tüp bebek

İnsan Genom Projesinin sonuçlanması ile birlikte artık tüm genetik şifremizi öğrenmiş bulunuyoruz. Fakat elde edilen şifre, nasıl okuyacağımızı daha yeni öğrenmeye çalıştığımız bir alfabede yazılmış ciltlerce ansiklopedi büyüklüğünde. Yani, tüm kodlara sahip olsak da henüz ciltlerde yazılan tüm bilgileri anlayamıyoruz.

Genetik

Genom projesi ve detaylarını PGDIS ‘Uluslararası Preimplantasyon Genetik Tanı Derneği’nin üyesi, Türkiye’de ilk kez “atan kalp hücresi”ni üreten doktorumuz Prof. Dr. Semra KAHRAMAN’a sorduk. Memorial Hastanesi Tüp Bebek ve Genetik Merkezi Başkanı Prof. Dr. Semra Kahraman genetikte yaşanacak gelişmeleri anlattı.

Ropörtaj: Prof. Dr. Semra Kahraman

Yakın gelecekte insan sağlığını ne gibi gelişmeler bekliyor?

Loading...

İnsan Genom Projesinin sonuçlanması ile birlikte artık tüm genetik şifremizi öğrenmiş bulunuyoruz. Fakat elde edilen şifre, nasıl okuyacağımızı daha yeni öğrenmeye çalıştığımız bir alfabede yazılmış ciltlerce ansiklopedi büyüklüğünde. Yani, tüm kodlara sahip olsak ta henüz ciltlerde yazılan tüm bilgileri anlayamıyoruz. Bu konu da çalışan uzman genetikçiler ve bilim adamları için bu kodlar da özel şekilde şifrelenmiş olarak bulunuyor; tek bir genin bile ne anlama geldiğini anlamak için, bu şifreleri anlamlı olarak bir araya getirmek gerek. Yine de her geçen gün bu kodlar, yani genetik yapımız hakkında pek çok bilgi ediniyoruz ve yakın zamana kadar nasıl çalıştığı veya hangi özelliklerimizin belirlendiğini bilmediğimiz genler hakkında detaylı bilgilere ulaşıyoruz. Bu da bizlere insan sağlığı ve genetik alanında yaşanan baş döndürücü teknolojik gelişmelerin, beklenenden çok daha hızlı olarak insanların hizmetine sunulabileceği işaretini veriyor.

Pek çoğumuz için bu bilgiler, doğacak çocuğumuzun boyunun ne kadar uzun olacağının, cinsiyetinin, zekasının veya göz renginin önceden bilinebilmesi anlamına geliyor. Bununla birlikte, genetik kodların açığa çıkması ve insan vücudundaki çalışma mekanizmasının öğrenilmesi, genlerimizde ortaya çıkan değişiklik “mutasyon” sonrası  oluşan hastalıkların tanısı ve tedavisi yönünde büyük bir çığır açmış durumda.

Artık genetik kodları bilinen tüm genlerin, ana rahmine yerleşimi  öncesi embriyo üzerinde  tanımlanması mümkün. İmplantasyon öncesi genetik tanı (PGT) adı verilen bu yöntemle, tüp bebek yöntemleri kullanılarak genetik hastalık taşıyan ve bu hastalığı doğacak çocuklarına geçirme riski olan tüm aileler için, hastalıklı gen embriyolarda tanımlanabilmekte ve muhtemel genetik bozukluk taşıyan embriyolar elenerek, çiftlerin sağlıklı çocuk sahibi olmaları sağlanabilmektedir.

Yani, ülkemizde on sene önce “Gelecekte insan sağlığı için önemli olabilecek bir gelişme” olarak adı anılan PGT yöntemi, bugün artık dünyada ve ülkemizde klinik uygulama olarak sunulan bir hizmet haline geldi. Dahası, bu teknik ile “seçilerek” rahme yerleştirilen ve sağlıklı olarak doğan kardeşlerin, ailede varolan hastalıklı diğer bir kardeş için “kök hücre” kaynağı, elde edilen kök hücrelerin hastalıklı kardeşe nakli ile de tedavi imkanı olduğu olguların sayısı her geçen gün artmakta. Bu ve benzeri uygulamalar artık bizlere genetik tanı yöntemlerinin sadece tanı amaçlı değil, ayrıca tedavi amaçlı kullanılabilen bir yöntem olmaya başladığını da göstermektedir.

Genetik

Peki bu alandaki gelişmeler sonrasında önümüzdeki on yılda bizi neler bekliyor?

Bu sorunun tam olarak cevabını vermek zor olsa da varolan teknoloji ve araştırma-geliştirme uygulamaları, bizlere bu konuda bazı ipuçları veriyor. Bunlardan ilki, özellikle son yıllarda üzerinde en fazla çalışma yürütülen DNA çip teknolojisi. Teknoloji yakın dönemde kliniğe uygulanabilir olduğunda, doğum öncesi veya implantasyon öncesi dönemde kullanılarak aynı anda sadece belirli hastalıkları değil, binlerce farklı genetik kodu tanımlayabilecek ve böylece belki de incelenen asıl genetik hastalığın değil, olası muhtemel tüm genetik problemlerin tanımlanmasına olanak sağlayacak.

DNA çip teknolojisinin yakın gelecekte benzer şekilde kullanılabileceği bir diğer alan, kişiye özgü ilaç tasarlanması ve kullanımı. Bugün her birimizin genetik yapısında bazı ufak farklılıklar olduğunu ve bu nedenle çevreden gelen etkilere karşı aldığımız tutum veya vücudumuzun cevabının farklı olabildiğini biliyoruz.

İçilen bir kadeh şarap bazılarımızı hiç etkilemezken bazılarımızı körkütük sarhoş edebiliyor. Bu nedenle herhangi bir hastalıkta veya tıbbi tedavi sürecinde kullanmakta olduğumuz, kullanmamız istenen ilaçlar ve dozları kişiden kişiye farklılık göstermekte. Oysa gelişen DNA çip teknolojisi sayesinde aynı anda incelenebilen binlerce gen ve gen ürünü, bize incelenen kişinin, hangi ilaçlardan hangi dozda ve ne kadar süre ile kullanması gerektiği konusunda oldukça detaylı ve yararlı bilgi sağlayacak.

Elde edilen teknolojik gelişmeler, genetik biliminin kendisinde de son derece önemli değişiklikler yapıyor. Elde edilen genetik kodlar ve bulgular, geçmişte genetik alanında varolmayan yeni araştırma ve uzmanlık alanları da yarattı. Örneğin “genomik ve proteomik” adı verilen yeni bir alan, elde edilen genetik şifrelerin kodladığı genler ve gen ürünlerini, bu ürünlerin hücre içerisinde nasıl bir yapı oluşturduklarını araştırmakta. Bir diğer yeni alan olan “farmakogenetik” ise, genetik kodlara göre ilaç dizaynı ve üretimi ile ilgileniyor. Artık milyonlarca genetik veriyi birbiriyle karşılaştırmak, incelemek için gelişmiş bilgisayar sistemlerine ihtiyaç duyuyoruz. “Biyoinformatik” adı verilen alan, özellikle günümüz bilgisayar teknolojisi ve altyapısını kullanarak bu genetik şifreleri harmanlamamıza olanak sağlıyor.

DNA çip teknolojisinin yanında, yakın gelecekte tıp alanında karşımıza çıkacak bir diğer ilerleme, halen tıbbi olanaklar dahilinde tedavi imkanı olmayan ölümcül hastalıklar için bir umut kaynağı haline gelen Kök Hücre Tedavisi. Kemik iliği nakli ile uğraşan tıp uzmanlarının yıllardır bildiği bir kavram olmasına karşın, gelişen bilim ve teknoloji sayesinde artık insan vücudunda yer alan pek çok organda kök hücrelerin var olduğu biliniyor.

Bu hücreler, her ne kadar vücut şartlarında uygun ortamlarda birden farklı hücre ve doku tipi üretebiliyor olsalar da laboratuar ortamında henüz bu hücrelerin nasıl olup ta farklı hücrelere dönüşebildiği tam olarak anlaşılabilmiş değil. Bu nedenle, deney hayvanlarında elde edilen olumlu gelişmelerle birlikte henüz klinik kullanıma uyan, tedavi uygulamalarında kullanım için yeterince güvenli ve uygun kök hücre üretimi başarılamadı. Dahası, elde edilen kök hücrelerin tedavi için gereken sayıya ulaşmaları için laboratuar şartlarında büyütülmeleri halen teknik olarak zor. Önümüzdeki on yıl içerisinde, artan bilgi birikimi sayesinde kök hücre üzerinde çalışan bilim adamlarının bu engelleri aşacaklarını ve en azından bazı hastalıklar için tedavi imkanı bulabileceklerini söylersek sanırım abartmış olmayız.

Tüp bebek işlemleri sonrası arta kalan embriyolardan elde edilen kök hücreler, bu konuda belki de yakın gelecekte sınırsız oranda farklı hücre ve doku üretmemize olanak sağlayacak. Bununla birlikte, bu uygulamalarda da dünya genelinde süregelen yasal ve etik tartışmalar mevcut. Varolan düzenleme ve uygulama yöntemleri ülkeden ülkeye büyük farklılıklar gösteriyor. Şimdilik bu konuda henüz bir ortak platform oluşmamış olsa da kök hücre uygulamaları ve tedavileri önümüzdeki 10 yıl içerisinde enfarktüs (9), merkezi sinir sistemi hasarları, omurilik yaralanmaları, diyabet gibi günümüzde henüz kesin bir tedavi yöntemi olmayan veya tedavi edilebilmesi için organ ve doku nakline ihtiyaç duyulan hastalıklar için son derece önemli bir kaynak oluşturacak.

Kök hücre yöntemleri ile elde edilecek biyolojik veriler, yakın gelecekte sadece ölümcül hastalıklar için değil, doku mühendisliği bilimi ile birlikte kullanıldığında günümüzde çocuk sahibi olma şansı olmayan, sperm veya yumurta hücresi üretemeyen çiftler için de bir tedavi şansı doğuracağı tahmin ediliyor. Bazı bilim adamları kök hücre kullanarak bazı hayvan deneylerinde olumlu sonuçlar almaya başladılar bile. Bununla birlikte kök hücre tedavilerinde karşımıza çıkan en büyük problemlerden biri, alıcı-verici bireyler arasındaki doku uyumsuzluğu. 2004 yılının başında ve geçtiğimiz ay tüm dünyayı sarsan Güney Koreli bilim adamları, bu problemi tedavi amaçlı klonlama yöntemi ile aşacaklar gibi görünüyor. Son bir yıl içerisinde kullandıkları tekniği 16 kat iyileştirmeyi başaran bu kişiler, geçmişte son derece düşük olan klonlama sonuçlarını belki de 5-6 yıl içerisinde herkes için kolayca uygulanabilir hale getirecekler.

Yakın gelecekte önemli gelişmelere sahne olacak bir diğer alan ise “Gen Tedavisi”. Gerek PGT uygulamaları, gerekse kök hücre tedavileri henüz genetik bozukluk nedeni ile yaşam kalitesi düşük veya ölüm oranı yüksek hastalıklara çare olacak gibi görünmüyor. Nedeni ise, tedavide kullanılması planlanan kök hücrelerin, eğer hastanın kendinden alınacak ise ayni genetik yapıya sahip olacağı, elde edilecek kök hücrelerin de hastalıklı geni taşıması riski. Farklı kaynaklardan alınacak kök hücreler ise, bağışıklık sistemi uyum problemi göstereceğinden, günümüzde karşılaşılan organ veya doku reddi problemlerine benzer problemler yaratabilecekler. Bu problem yukarıda da bahsettiğimiz gibi günümüzde farklı teknikler ile çözümlenmeye çalışılıyor. Bu nedenle elde edilecek kök hücrelerin veya hastanın hastalıklı dokusundan alınan vücut hücrelerinin genetik yöntemlerde düzeltilmesi ve hastaya nakli yöntemiyle gerçekleştirilebilecek gen tedavisi yöntemleri, önümüzdeki on yılda sağlık alanında gözlemeyi beklediğimiz bir diğer olumlu gelişme olacak.

Gen tedavisinden bahsetmişken gelişen “nanoteknolojinin” (10) insan sağlığına getireceği faydalara da değinmemiz gerekli” pek çoğumuzun çocukken bilimkurgu filmlerinde gördüğü insan damarları içerisinde ilerleyen minik robotlar artık hayal değil. Bu da demek oluyor ki kök hücre, doku mühendisliği yanında nanoteknoloji uygulamaları da yakın gelecekte pek çok insan sağlığı açısından problem yaratan veya tedavi imkanı olmayan hastalıklarda bize bu imkanı doğuracak.

Aslında örnekleri daha çoğaltmak ve detaylandırmak mümkün. Fakat gerçek olan şu ki, genom projesinin kendisi bile hızla gelişen teknolojik imkanlar sayesinde planlanan süreden daha önce tamamlandı. Bu da demek oluyor ki, bahsetmeye çalıştığımız tüm bu gelişmeler belki de tahminimizden daha kısa sürede hayatımıza girecek. Şüphesiz bu ve benzeri olası gelişmeler insanoğlunun kendini ve çevresini daha iyi tanımasını sağlayacak ve günümüzde tedavi şansı olmadığından kaybedilen pek çok bireyin aksine, gelecekte bu problemlere sahip kişiler için tedavi olanağı oluşturacaktır. Bununla birlikte unutmamamız gereken önemli nokta, diğer tüm alanlarda olduğu gibi tıp alanında da elde edilen teknolojik imkanlar ve gelişmeler iyi amaçlar dahilinde kullanılabileceği gibi, sonucu belli olmayan ve bilim dışı amaçlar içinde kullanılabilir. Bunun en yakın örneği günümüzde insan klonlama işlemleri için konuşuluyor. Bu konuda elde edilen veya edilecek teknolojik gelişmeler, tedavi amaçlı klonlama adı altında kişiye özel kök hücre üretiminde kullanılabileceği gibi, teknik konusunda bilgi sahibi olan kişilerce üreme amaçlı klonlama olarak ta kullanılabilir.”

Biyografi: Prof. Dr. Semra Kahraman

Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden 1981 yılında mezun olmuş ve 1989 yılında Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Kadın Hastalıkları ve Doğum Anabilim Dalı’ndan uzmanlığını almıştır. Mecburi hizmet görevini S.S.K. Ankara Doğumevi’nde tamamlamış ve 1991 yılında Milli Eğitim Bakanlığı Kültür Değişim Bursu’nu kazanarak 1 yıl süre ile Norveç’te Oslo University Rikshospitale IVF Center ve Haugesund Hospital, Fertility Laboratory’de In-vitro Fertilizasyon konusunda çalışmalar yapmıştır.

ICSI, TESE, MESA, TESA, PESA, Embriyo Freezing, Spermatid Hücrelerinin ICSI için kullanımı, Preimplantasyon Mikrocerrahisi ve Preimplantasyon Genetik Tanı uygulamalarını ülkemizde ilk kez uygulamış ve bu yöntemlerden ilk kez gebeliklerin elde edilmesini sağlamıştır. Brüksel, Von Helmont Hospital IVF Center ve New York University, Cornell Medical Center ve Chicago, IlIinois Masonic Center’da ICSI ve Preimplantasyon Embriyolojisinde Mikrocerrahi ve Preimplantasyon Genetik Tanı konularında çalışmıştır.

Prof. Dr. Kahraman’ın yurt içi ve dışında yayınlanmış 100 civarında bilimsel makalesi mevcuttur. İnfertilite alanında önemli bir uluslararası yayın organı olan Human Reproduction dergisinin değerlendirme kurulu üyesi ve A PART kuruluşunun (International Association of Private ART Clinics and Laboratories) bilimsel kurul üyesidir. Ayrıca ASRM, ESHRE, New York Academy of Science gibi kuruluşların da üyesidir. Memorial Hastanesi Tüp Bebek ve Genetik Merkezi Başkanı.

SözlükSnp: Genom da tek bir nükleotid’in değişmesi şeklindeki mutasyon, genelde sitozinin timinle yer değiştirmesi. Poligenik: Zeka, henüz hepsi tanımlanmamış olan birçok genle kodlanır. Poligenik etmenler terimi ile ailedeki gen havuzundan çocuğun aldığı zeka genlerinin düşük olması kastedilmektedir. Bunları sosyal, kültürel ve ekonomik yoksunluklar gibi çevresel etmenlerden tam olarak ayırmak güçtür.

Tüm ZG’lerinin %7-15’i, hafif ZG’lerinin çoğu poligenik veya çevresel olarak adlandırılan bu gruptadırGenom: Canlı sistemlerin en temeldeki fonksiyonel birimi hücre olduğundan, bir organizmayı biyolojik açıdan, hücrelerin fizikokimyevî yapısı, işleyişi ve organizasyonu, hücredeki bu fizikokimyevî özelliklerin ortaya çıkarılmasında kullanılan genetik talimatların hepsine genom denir. Bir başka ifadeyle her canlının hücrelerinin içine yerleştirilmiş genetik programa veya kütüphaneye genom adı verilmektedir.

Gen defekti: Gen bozuklukları.Mutasyon: Kromozomların yapısında, sayısında meydana gelen değişiklikler olabileceği gibi genlerin yapısının değişmesiyle de ortaya çıkabilir.( Mutasyon çok sık rastlanılan bir olay olmamakla birlikte radyasyon, ısı, pH ve kimyasal maddeler mutasyona sebep olabilirMultifaktöryel: (Çok Etkenli – Poligenik) Hastalıklar : Bu tip hastalıklar çevresel faktörler ve birçok gendeki bozuklukların birlikte etkisiyle oluşurlar.

Preimplantasyon: Preimplantasyon genetik tanı (PGT)  implantasyon öncesi embriyolardan alınan hücre örneklerinde genetik testler yapılarak anneye sağlıklı embriyoların transfer edilmesi yöntemidir Embriyonik: ‘Embriyonik kök hücre’, herhangi bir organdan alınan hücrenin gönüllü bir kadından alınıp içi boşaltılan yumurtanın içine konulmasıyla elde edilir. Bu embriyonal hücre, rahimde değil, laboratuvarda çoğaltılır. Elde edilen hücreler hangi organa yerleştirilirse o hücreye dönüşebilir. Ancak bazen bir hastaya uyacak embriyon yapısını bulmak için çok sayıda embriyonun kök hücreye çevrilmesi gerekir.

Kromozom: Her canlı gibi insan da trilyonlarca hücreden meydana gelir. Hücre, bitkisel ya da hayvansal her türlü yaşam biçiminin en küçük birimidir. Her hücre bir sitoplazma ve çekirdekten meydana gelir. Çekirdeğin içinde ise kromozom adı verilen ipliksi parçalar bulunur. Kromozomlar, elektron mikroskobunda İ, V, J harfleri gibi biçimlerde görünür ve boyutları mikronla ölçülür. Kromozomların sayısı canlı türleride değişiklik gösterir. İnsanın kromozom sayısı ise 46’dır. 22’si çift otozom kromozomdur. İnsan hücresinde 1 çift de eşeysel kromozom bulunur ve toplam sayı 46 eder. Kromozomlar, molekül yapıları çok iyi bilinen DNA (dezoksiribonükleik asit) zinciri ile ‘‘histon” denilen protein zincirinden oluşur. DNA zincirleri de özgül proteinleri sentezlemekle görevli ‘‘gen” adı verilen birimlerden oluşur.


Enfarktüs: Kolesterolle ve yağla dolu plak tarzında lezyonların damarı tıkamasıdır. Tıkanma sonucu kan akımı tamamen kesilirse ölüme yol açabilen kalp krizi (enfarktüs) ortaya çıkabilmektedir.

Nanoteknoloji: Nanometre ölçeğinde fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların anlaşılması, kontrolü ile bu boyutlarda fonksiyonel malzemelerin, araçların,ve sistemlerin geliştirilmesi ve üretimidir. Nanoteknoloji ile nano ölçekteki olayların değerlendirilip, benzerlerinin geliştirilerek uygulanmasıyla  bilimde yeni ufuklar açılmaktadır. Moleküler düzeyde çalışan mikro makinelerin kullanıldığı teknoloji.

Kader DNA’nın neresinde? (1. Bölüm)