Genom düzenleme teknolojileri, hatalı genleri onararak kalıtsal hastalıkların tedavisi için umut veriyor. Klasik CRISPR/Cas9 yaklaşımı çift sarmallı DNA’yı keserken, prime editing yalnızca tek zincirde ‘kapak’ açarak yeni dizinin eklenmesine imkan tanıyor; bu sayede hedef dışı hasar riski görece azalıyor. Ancak yeni dizinin eski zincirle rekabeti sırasında oluşabilen istenmeyen eklenmeler, nadiren de olsa tümör gelişimi gibi ciddi sonuçlara kapı aralayabiliyor. Prime editörlerin en yeni sürümlerinde bile hata oranları düzenleme moduna göre her 7–121 düzenlemede 1 olgu seviyesinde rapor ediliyordu.
HATA ORANI DÜŞTÜ
MIT’den Phillip Sharp ve Robert Langer’ın kıdemli yazarları arasında yer aldığı, Vikash Chauhan’ın başyazarlığını yaptığı Nature çalışmasında ekip, dağıtım şemasını karmaşıklaştırmadan doğrudan editör proteinini iyileştiren bir stratejiye odaklandı. Araştırmacılar, en çok kullanılan modda hata oranını 7’de 1’den 101’de 1’e, yüksek hassasiyetli modda ise 122’de 1’den 543’te 1’e indirdi. Bu düşüş, düzenlemenin klinik açıdan hedeflenen etkiyi korurken yan etkileri sınırlama potansiyelini güçlendirdi.
TEKNOLOJİK ARKA PLAN
Gen terapisinin ilk dönemlerinde vektörle ‘sağlam gen’ eklenirken, daha sonra çinko parmak nükleazları gibi enzim tabanlı doğrulama yöntemleri gündeme gelmişti. CRISPR ile hedefleme kolaylaşsa da çift sarmal kırığı oluşturma zorunluluğu, hedef dışı etkiler ve kromozomal yeniden düzenlemeler gibi riskleri beraberinde getirdi. 2019’da tanıtılan prime editing, tek zincirli kesim ve RNA şablonuna dayalı “yazım” mekanizmasıyla bu riskleri azaltmayı amaçladı; yakın zamanda, nadir bir bağışıklık hastalığı olan kronik granülomatöz hastalık için hasta bazında başarıyla uygulanması, yöntemin terapötik potansiyelini somutlaştırdı.
CAS9 YENİ TASARIM
MIT ekibi, 2023’te gözlemledikleri kritik bir olgudan yararlandı: Cas9’un bazı mutant versiyonları, kesim konumunu sabit tutmak yerine hedef dizide bir-iki baz ötede kesim yapabiliyordu. Bu ‘gevşeme’, eski DNA zincirini daha kararsız hale getirerek yeni dizinin hatasız şekilde tutunmasını kolaylaştırdı. Araştırmacılar önce belirli Cas9 mutasyonlarının hata oranını yaklaşık 20’de 1’e (oransal olarak 1/20’ye) düşürdüğünü, ardından mutasyon çiftlerini birleştirerek 1/36 seviyesine indirdiklerini gösterdi.
Son adımda, Cas9 varyantları RNA uçlarını stabilize eden bir RNA bağlayıcı proteinle entegre edilerek vPE adı verilen yeni bir birincil düzenleme sistemi oluşturuldu. vPE, orijinal tasarıma kıyasla hata oranını yaklaşık 1/60’a çekti; deneyler fare ve insan hücrelerinde gerçekleştirildi ve iki ana modda 101’de 1 ile 543’te 1 aralığında doğrulandı.
KLİNİĞE GİDEN YOL
Ekip, Cas9 ve RNA şablonundaki ek tasarımlarla verimliliği artırmayı hedefliyor. En temel darboğazlardan biri olan dokuya özgü teslim konusunda da yeni taşıma stratejileri üzerinde çalışılıyor. Prime editörler bugün yalnızca tedavi geliştirmede değil; gelişim biyolojisi, kanser evrimi ve ilaç yanıtları gibi temel araştırma sorularında da yaygın kullanılıyor. MIT ekibi, vPE mimarisinin araştırma iş akışlarına hızla entegre edilerek standart araç haline gelebileceğini değerlendiriyor.
