GDO’lu Retrovirüsler Kanseri Tedavi Edecek
Demir Adam en karizmatik süper kahramansa bulaşıcı hastalıklara sebep olan retrovirüsler de en tehlikeli süper caniler sayılır: Doğrudan DNA’ya bulaşan retrovirüsler vücutta yıllarca uykuya yatan AIDS gibi hastalıklara neden oluyor; ama genetiği değiştirilmiş retrövirüsler kanseri tedavi etmekte kullanılacak.
GDO’lu HIV virüsü kanseri yener mi?
Öncelikle kısa bir not: Burada GDO’lu ürünler zararlıdır/zararsızdır tartışmasına girmeyeceğim. Bu ayrı bir yazının konusu; ama şunu rahatlıkla söyleyebilirim: GDO, genetiği değiştirilmiş organizma demek ve insanlar normalde hastalık yapan retrovirüslerin silahlarını onlara karşı kullanmayı öğrendiler.
Artık zararlı retrövirüslerin genetiğini değiştiriyoruz ve yakında GDO’lu retrovirüsleri kanser hücrelerine bulaştırarak bu kez de kanser hücrelerinin genetik hatalarını tedavi edip kalıtsal hastalıkları iyileştirmeye başlayacağız.
Ancak önce retrovirüslerin neden normalde son derece tehlikeli olduğuna ve neden AIDS gibi ölümcül hastalıklara yol açtığına bakalım. Ardından da GDO’lu HIV gibi retrovirüsler ile gen tedavisi uygulayarak kanseri nasıl iyileştireceğimizi görelim.
İlgili yazı: DNA’nın Tutkalı Kuantum Dolanıklık
Ege Üniversitesi’nde sordular
Dün Popular Science Türkiye ekibi olarak Ege Üniversitesi’nde bilim gelecekte dünyamızı nasıl değiştirecek konulu bir panelimiz vardı ve önceki ziyaretlerimden tanıdığım bir arkadaşım, “Hocam, retrovirüsler kalıtsal hastalıkların tedavisinde nasıl kullanılacak?” diye bir soru yöneltti.
Bu hem halk sağlığını hem de biyoteknoloji öğrencilerini ilgilendiren önemli bir soruydu ve cevabını yazmaya karar verdim: Retrovirüslerin en tehlikeli yanı bulaştıkları hücrenin DNA’sını değiştirmeleri; yani GDO’lu gıdalar sizi rahatsız ediyorsa kötü bir haberim var. Doğa 4 milyar yıldır bunu yapıyor, bulaşıcı hastalık virüsleri insan genetiğini değiştirerek vücutta yayılıyor!
İlgili yazı: İnternetinizi uçuracak en iyi 10 modem
Normal virüsten ne farkı var?
Vücutta hastalık yapan bakteriler (mikroplar) insan hücrelerinden küçükler. Normal virüsler ise en küçük bakteriden 1000 kat küçükler ve bilimsel olarak canlı kabul edilmiyorlar; çünkü kendi metabolizmaları yok, dolayısıyla da çoğalmak için başka canlılara muhtaçlar.
Virüslere en basit ifadesi ile vücudun içinde yüzen protein kabukları diyebiliriz. Bunların içinde sadece bir miktar RNA ve DNA bulunuyor. Tıpkı diğer canlılarda olduğu gibi virüsler de genetik kodunu RNA ile DNA moleküllerinde saklıyor ve bunları konak hücrelere bulaştırarak onların içinde kopyalanıp çoğalıyor.
Bu da zamanla konak hücrelerinin ölümüne ve bulaşıcı hastalıklara yol açıyor. Virüslerin farklı türleri var ve her virüs kendine özgü bir hücrenin zarına yapışıyor. Örneğin karaciğer hücrelerine bulaşan bir virüs dalağa bulaşmıyor. Tıpkı evinizin anahtarıyla başkasının kapısını açamayacağınız gibi.
İlgili yazı: Ahtapot DNA’sı Uzaylı mı?
Anahtar-kilit olayı
Virüsler hedef kitlesi olan hücreleri bulup dışına yapıştığı zaman, hücre zarının kilidini açıyor ve zarın geçirgen olmasını sağlayarak içindeki genetik materyali (RNA ve DNA) hücrenin içine boşaltıyor. Böylece hücrenin genetik kodunu değiştirip onu bir virüs fabrikasına dönüştürüyor.
Böylelikle hastalıklı hücre işi gücü bırakıp sadece o virüsü kopyalamaya başlıyor. Hücrenin içindeki protein sentezleme fabrikaları olan ribozomlar, hücrenin DNA’sı yerine virüs kaynaklı RNA’yı okuyor ve RNA’daki genetik planı kullanarak sadece virüsün kopyalarını üretiyor.
Aslında ribozomlar önce virüs aminoasitlerini üretiyor ve ardından bu moleküller birleşip enzimleri oluşturuyor. Enzimler de virüsün protein kabuğunu, RNA ve DNA’sını sentezliyor. Hepsi bir araya geldiği zaman da hücrenin içi yeni virüs kopyalarıyla doluyor.
İlgili yazı: İnsan DNA’sı yeniden yazılıyor
Patlayınca virüsler etrafa saçılıyor
Hastalıklı hücreler şişip patlayana kadar virüs üretiyor. Ardından hücre zarı yırtılıyor ve virüsler kana karışarak başka hücrelere saldırıyor. Virüsler böylece vücutta hızla çoğalarak hastalıklara yol açıyor. Şansımıza insan vücudu virüslere karşı antikor moleküllerini üretiyor.
Antikorlar hastalıklı hücrelere yapışıp onları virüs üretmeden önce öldürüyor. Böylelikle enfeksiyonu veya hastalığın yayılmasını önlüyor. Oysa normal virüsler retrovirüslerin yanında yeni doğmuş kedi yavrusu kadar masum kalıyor.
Retrovirüsler nasıl bulaşıyor?
Neden süper cani?
Retrovirüslerin içinde ters transkriptaz denilen bir molekül bulunuyor. Bu molekül retrovirüsün bir anlamda bukalemun gibi renk ve desen değiştirmesine yol açıyor. Kısacası retrovirüsün hücrenin içinde asker kamuflajı giymiş gibi kendini belli etmeden saklanmasını sağlıyor.
Düşünün; hücreye bulaşıyorsunuz ama vücut hastalandığını fark etmiyor! Nasıl oluyor derseniz: ters transkriptaz molekülü retrovirüs RNA’sını okuyup bunu DNA genine çeviriyor. Ardından bu zararlı gen dizisini hücre DNA’sının içine yerleştiriyor.
Böylece insan hücreleri hem kendi DNA’sını hem de virüs DNA’sını kopyalamaya başlıyor. Öyle ki hücreler ölmüyor ve vücut için normal görevlerini yerine getirmeye devam ediyor. Ancak retrovirüs DNA’sı da vücutta yayılıyor.
Bu sayede retrovirüsler yıllarca vücutta uykuya yattıktan sonra aniden hücrede kendini kopyalamaya başlayıp bir anda hücreleri patlatarak bütün vücuda yayılıyor. Bir anda o kadar retrovirüs ortaya çıkıyor ki antikorlar bir işe yaramıyor ve hastalık ilerliyor.
İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi
Yeni antikor üretsek?
Elbette insan vücudu hücreye ilk bulaşan retrovirüsü hücrede üretildiği için tanıyor ve bu virüslerin kabuğuna yapışarak onların başka hücrelere kenetlenmesini önleyen antikorlar üretiyor.
Oysa virüs DNA’sı vücutta yıllarca çoğaldığı için mutasyon geçiriyor ve örneğin, ilk retrovirüs enfeksiyonundan 10 yıl sonra kana karışan yeni retrovirüsler çoktan şekil değiştirerek eski antikorlara çoktan bağışıklık kazanmış oluyor.
Bu noktada vücutta yıllarca süren bir enfeksiyon savaşı başlıyor; ama retrovirüsler sürekli mutasyon geçirerek antikorlardan kurtulmayı başarıyor. Öyle ki bağışıklık sistemi virüslerle mücadele için milyonlarca farklı antikor üretiyor.
Ancak, bir saatten sonra bağışıklık sisteminin değişik antikor üretme kapasitesi kalmıyor ve retrovirüsler kontrolsüz şekilde çoğalarak kişinin hayatını tehlikeye atıyor.
İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük
En iyi örnek AIDS
AIDS’e kesin çare yazımda bilim insanlarının AIDS’e yol açan HIV retrovirüsünü bulaştığı insan DNA’sından tümüyle silmeyi başardığını söylemiştim; ama bu tedavi henüz klinik deney aşamasına geçmedi ve AIDS hastalarının Türkiye’de bu yöntemle tedavi olması şimdilik mümkün değil.
Bu bağlamda, insan bağışıklık sistemi bozukluğu virüsü (HIV) doğrudan CD4 denilen bağışıklık sistemi hücrelerine bulaşıyor. Bu hücrelere yardımcı T hücreleri de deniyor. HIV, T hücrelerine bulaştıktan sonra ters transkriptaz ile taşıdığı RNA’yı DNA’ya dönüştürüp hücre DNA’sına aşılıyor.
Aslında HIV’in yol açtığı AIDS insanları öldürmüyor; ama bağışıklık sistemini yok ettiği için insanlar basit bir soğuk algınlığına bile direnmekte zorlanıyor. Bazen insanlar hemen AIDS’e yakalanıyor. Bazen de hastalığın gelişmesi yıllar alıyor (HIV ya hücreyi öldürüyor veya işe yaramaz hale getiriyor).
İlgili yazı: 14 Yaşında Kendini Donduran Kız
Retrovirüs tedavisi
Neyse ki retrovirüslere, örneğin HIV’e karşı kullanabileceğimiz ilaçlar var. AIDS hastaları virüsü kontrol altına almak için bu tür çok sayıda ilaç kullanıyorlar ve ilaçlar AIDS’in gelişmesini iki şekilde önlüyor: Ya ters transkriptaz molekülünün etkinleşmesini önlüyor ya da HIV’in hücreye yapışmasını engelliyor.
Oysa bu ilaçlar AIDS’i iyileştiremiyor. Yalnızca hastalığın yayılmasını önlüyor. Bununla birlikte insan DNA’sında atalarımızdan kalma çok sayıda eski retrovirüs geni bulunuyor. Özetle insan vücudu retrovirüs DNA’sına alışık olduğu için bu virüsleri gen tedavisinde kullanmak mümkün oluyor.
İlgili yazı: VPN engelleme nasıl aşılır?
İçimizdeki hain
İnsan türü 195 bin yıl önce ortaya çıktı; ama insansı atalarımızın izini 6 milyon yıl geriye sürebiliyoruz. Öyle ki retrovirüsler insanların evrimini bile etkilemiş olabilir. En azından birçok mikroba karşı bağışıklığımızı eskiden yendiğimiz retrovirüslerden bize bulaşan DNA parçalarına borçluyuz.
Sonuçta insan DNA’sının yüzde 1 ila 8’ini virüs DNA’sı oluşturuyor, ama korkmayın: Kendi DNA’nızdan size virüs bulaşmıyor; çünkü hücrelerimizdeki milyon yıllık virüs genleri aradan geçen zamanda hemen tümüyle devre dışı kalmış bulunuyor.
Ancak, bazı virüs genleri insanlarda bağışıklık sistemini çökerten kalıtsal genetik hastalıklara ve bazı kanser türlerine yol açabiliyor.
İlgili yazı: Sansüre Karşı TOR ve Orbot Rehberi
Madem öyle
Biz de genetiği değiştirilmiş retrovirüsler ile kanseri tedavi edebiliriz! Nitekim elimizde ayrı bir yazıda anlatacağım CRISPR Cas9 enzimi var. Bu enzim canlıların DNA’sını istediğimiz yerden kesip biçmemizi sağlayan ve bilgisayardaki kes-kopyala ile kes-yapıştır komutları gibi çalışan bir tür moleküler makas.
CRISPR aynı anda 15-20 gende değişiklik yapmamızı ve DNA üzerinde istediğimiz yerde (yerimizi kaybetmeden) değişiklik yapmamızı sağlıyor. Böylece CRISPR Cas9 enzimini genetik tedavide kullanıyor ve retrovirüslerin genetiğini istediğimiz gibi değiştiriyoruz.
İlgili yazı: Dünya’ya En Çok Benzeyen Gezegen Bulundu
Evcil AIDS
Örneğin, gelecekte HIV virüsünün genetiğini değiştirebilir ve AIDS hastalarına enjekte edebiliriz. Böylece evcil HIV, zararlı HIV DNA’sı taşıyan insan hücrelerine bulaşıp onları içeriden düzeltebilir. Aynı zamanda saldırgan kanser hücrelerine bulaşıp onları da sağlıklı hücrelere dönüştürebilir.
Buna rağmen bazı sorunlar var: Öncelikle HIV kodunu insan DNA’sından silmeye yönelik klinik deneyler henüz başlamadı. İkinci sorun ise virüslerin hücre içinde mutasyon geçirebilecek olması. Sağlıklı (!) retrovirüsler mutasyon geçirirse hücreyi tedavi etmek yerine öldürebilirler.
İlgili yazı: Ay Üssü Alfa Ne Zaman Kurulacak?
Kaçış yok
Yine de GDO’lu retrovirüsler HIV ve kanser için en geçerli potansiyel tedavi yöntemi. Sonuç olarak HIV mutasyon geçirse bile insan DNA’sına bulaşma özelliği tüm HIV versiyonlarında ortak. Bu nedenle yakın gelecekte HIV’i güçlü mutasyon özelliğine rağmen vücuttan temizlemeyi başaracağız.
Neden retrovirüs tedavisi kullanmamız gerekiyor derseniz çok basit bir nedeni var: CRISPIR Cas9 enzimi ile ürettiğimiz sağlıklı genleri vücuttaki tüm hasta hücrelere hızla şırınga etmemiz gerekiyor. Milyarlarca hücreye tek tek iğne yapamayız; ama bunun için vücuda bulaşmaya hazır virüsleri evcilleştirip kullanabiliriz.
GDO’lu retrovirüsler işte bunu yapıyor; ama hücreleri tedavi edebilmek için önce genleri hücre DNA’sında doğru yerlere yerleştirmelerini sağlamamız gerekiyor. Yoksa kanseri iyileştirmek yerine insanların daha ağır hastalıklara yakalanmasına yol açabiliriz. Gelecek bölümde bunun detaylarının yanı sıra size genetiği değiştirilmiş organizmaları anlatacağım.
