Hedef: Huntington’un ardındaki RNA. Modeller semptomları azaltıyor
San Diego araştırma ekibinin hedeflediği RNA, huntingtin (HTT) geninin mutant bir versiyonu ifade edildiğinde biriken mutant RNA (ve mutant protein) idi. Mutant HTT geni, belirli bir DNA segmentinin - CAG segmenti- alışılmadık derecede fazla sayıda tekrarını içerdiğinden, sonuçta ortaya çıkan mutant RNA, büyük bir huntingtin proteinine çevrilir. Protein, birbirine yapışan ve nöronlarda biriken, işlevleri bozulan parçalara bölünür.
Protein parçalarının toksik birikiminin yükü altında, beynin belirli bölgelerindeki nöronlar ölür ve Huntington Hastalığı’nın (HH) belirti ve semptomlarına yol açar ki, bunun ilerisi hareket, koordinasyon ve bilişsel işlev kaybı demektir. Dünya çapında 200 binden fazla insan, Amerika Birleşik Devletleri'nde ise yaklaşık 30 bin kişi bu genetik durumla yaşıyor. Çeyrek milyondan fazla Amerikalı, bir ebeveynden HH mirasını devralma riskiyle karşı karşıyadır ve halen tedavisi yoktur.
HER NESİLDE DAHA DA ARTIYOR
Araştırmanın yürütücüsu UC San Diego Tıp Fakültesi hücresel ve moleküler tıp uzmanı Prof. Dr. Gene Yeo, hücrelerin DNA tekrarlarını kopyalamakta zorlandığını ve bu kopyalama hatalarının, tekrarlayan dizilerin her nesilde daha fazla arttığına dikkat çekti. Huntingtin geninde, bu tekrarlar bazen normal uzunluklarının birçok katına kadar artıyor. Sonuçta ortaya çıkan tekrarla genişleyen protein, hareketi düzenlemek için önemli olan striatum adı verilen beynin bir bölümünde toplanma ve toksik kümeler oluşturma eğilimi gösteriyor. Striatumdaki fonksiyonel nöronların kaybı ise, HH semptomlarına yol açar."
HH FARE MODELİNDE TEST EDİLDİ
Prof. Yeo ve ekibi, UC Irvine ve Johns Hopkins Üniversitesiyle birlikte, yakın zamanda açıklanan RNA-hedefleme CRISPR teknolojisinin HH ile ilişkili mutant RNA'yı hedeflemek için kullanılıp kullanılamayacağını araştırdı. Araştırmada, indüklenmiş pluripotent kök hücre kaynaklı nöronlara sahip Huntington hastalarından türetilen fibroblastlardaki toksik CAGEX RNA'yı ortadan kaldıran, mutant alele duyarlı bir CAGEX RNA hedefli CRISPR-Cas13d sistemi olan Cas13d-CAGEX geliştirdiler. Ayrıca Cas13d-CAGEX'in bir adeno-ilişkili viral vektör yoluyla intrastriatal iletiminin, bir HH fare modelinde, mutant HTT mRNA ve protein seviyelerini seçici olarak azaltıp azaltmayacağını da test ettiler.
Araştırmanın sonuçları "Bir RNA hedefli CRISPR-Cas13d sistemi, Huntington hastalığı modellerinde hastalıkla ilişkili fenotipleri hafifletir" başlığıyla Nature Neuroscience’da yayımlandı.
KALTISAL BOZUKLUKLARIN TEDAVİSİNDE UMUT
Cas13d-CAGEX'nin intrastriatal iletimi gelişmiş motor koordinasyona, azalmış striatal atrofiye ve mutant HTT protein agregatlarının azalmasına yol açtı. Bu fenotipik gelişmeler, yan etkiler olmadan ve minimum hedef dışı transkriptomik etkilerle en az sekiz ay sürdü. Araştırmacılar HH için terapötik bir yaklaşım olarak RNA hedefli bir CRISPR-Cas13d sisteminin ilkesinin kanıtını gösterdiler. Böylece dominant (baskın) kalıtılan diğer kalıtsal bozuklukların tedavisi için bu strateji çıkarımlar sunuyor.
Esasen, araştırmacılar yaklaşımlarının yalnızca mutant RNA moleküllerini hedef alıp yok etmediğini, aynı zamanda toksik protein birikimini de temizlediğini gösterdiler. Ayrıca, diğer insan genlerinin ifadesinin terapi nedeniyle bozulmadığını da gösterdiler.
Prof. Yeo'nun laboratuvarında bir araştırma görevlisi olan araştırmacı Dr. Kathryn Morelli, amaçlarının, yalnızca HH'ye neden olan toksik RNA'yı hedef alacak ve insan genomunun ve transkriptomunun geri kalanını sağlam tutabilecek bir terapi türü tasarlamak olduğunu vurguladı. Bundan emin olmak için en iyi terapötik yapılarını ise, özellikle HH hasta hücre hatlarında taradılar.
HH için etkili tedavilerin geliştirilmesinin zorlu olduğu kanıtlanmıştı. Örneğin 2021'de, umut verici gen terapileri için iki klinik deney, hayal kırıklığı yaratan performans sonuçları nedeniyle durduruldu. Her iki potansiyel ilaç da HH için oyun değiştirici olarak lanse edilmişti. Şu anda, ilaçlar bazı semptomları azaltabilse de, hiçbir tedavi hastalığın seyrini değiştiremiyor.