Gen Terapisi Doğuştan Sağır Fareleri Kalıcı Olarak İyileştirdi

Soldaki resim insan kulağının şematik bir gösterimidir. Ses dalgaları kulak kepçesi ve kulak kanalından oluşan dış kulak tarafından toplanır. Kulak zarı ve kulak kemiklerinden oluşan orta kulak ses dalgalarını, işitme mesajlarını merkezi sinir sistemine iletmekten sorumlu işitme organı kohleanın bulunduğu iç kulağa iletir. Sağdaki resim, kohlea içindeki işitsel duyusal epitel hücrelerinin immünofloresan görüntüsünü gösteriyor. İç saç hücrelerindeki (inner hair cells) otoferlin immunofloresan boyayla yeşile boyanır. Otoferlin bu hücrelerin hemen hepsinde bulunur. İç kısım, aktarılmamış bir iç saç hücresini gösteren yüksek büyütme alanıdır.

Miami, Columbia ve San Francisco üniversiteleri ile işbirliği içinde, Institut Pasteur, Inserm, CNRS, Fransa’da Collège de France, Sorbonne Üniversitesi ve Clermont Auvergne Üniversitesi’nden bilim adamları, doğuştan genetik sağırlığın en sık görülen vakalarından birini temsil eden işitme bozukluğu olan DFNB9 sağırlığı olan yetişkin bir farenin tekrardan duyabilmesini sağladılar. DFNB9 sağırlığına sahip kişiler, işitsel duyusal hücre sinapslarında ses bilgisini iletmek için gerekli olan bir protein olan otoferlin’i kodlayan gende bir defekt olduğu için duyamazlar. Bilim adamları bu genin, yetişkin bir DFNB9 fare modelinde kohlea içine enjeksiyonunu gerçekleştirerek, işitsel sinaps fonksiyonunu ve işitme eşiklerini normal seviyeye yakın bir şekilde başarıyla geri döndürebildiler. PNAS dergisinde yayınlanan bu bulgular, DFNB9 hastalarında gelecekteki gen terapisi denemeleri için yeni yollar açmaktadır.  Sendromsuz doğuştan sağırlık vakalarının yarısından fazlasının genetik bir nedeni vardır ve bu vakaların çoğu (~yüzde 80) otozomal resesif sağırlık formlarından (DFNB) kaynaklanmaktadır. Kohlear implantlar şu anda bu hastalarda işitmeyi sağlayabilmek için tek seçenektir.
Adeno ile ilişkili virüsler (AdenoAssociatedViruses), insan hastalıklarını tedavi etmek için terapötik gen aktarımı için en umut verici vektörler arasındadır. AAV bazlı gen terapisi, sağırlığın tedavisi için umut verici bir terapötik seçenektir, ancak uygulanması potansiyel olarak dar bir terapötik pencere ile sınırlıdır. İnsanlarda, iç kulak gelişimi uterusta tamamlanır ve yaklaşık 20 haftalık gebelikte işitme mümkün olur. Ek olarak, doğuştan sağırlığın genetik formları genellikle yenidoğan döneminde teşhis edilir. Bu nedenle, hayvan modellerinde gen terapisi yaklaşımları bunu hesaba katmalı ve işitme sistemi zaten mevcutken, bir gen enjeksiyonundan sonra gen terapisi etkinliği gösterilmelidir. Başka bir deyişle, terapi mevcut sağırlığı tersine çevirmelidir. CNRS araştırmacısı İşitme Ünitesi Genetiği ve Fizyolojisi (Institut Pasteur / Inserm) ve projenin koordinatörü Saaïd Safieddine başkanlığındaki ekip, doğuştan genetik sağırlık vakalarının yüzde 2 – yüzde 8’ini oluşturan DFNB9 fare modelini kullandı.  DFNB9 sağırlığına, iç saç hücresi sinapslarında ses bilgisinin iletilmesinde kilit rol oynayan bir protein olan otoferlini kodlayan gendeki mutasyonlar neden olur. Otoferlini eksik olan mutant fareler, algılanabilir duyusal epitelyal kusurların bulunmamasına rağmen bu sinapslar, ses uyarımına cevap olarak nörotransmiterleri serbest bırakamadıkları için duyma gerçekleşmez. Bu nedenle DFNB9 fareleri, geç bir aşamada uygulandığında viral gen terapisinin etkinliğini test etmek için uygun bir model oluştururlar. Bununla birlikte, AAV’ler sınırlı DNA paketleme kapasitesine (yaklaşık 4.7 kilobaz (kb)) sahip olduklarından, bu tekniği, kodlama bölgesi (cDNA) 6 kb olan otoferlin kodlayan gen gibi 5 kb’yi geçen genler için kullanmak zordur. Bilim adamları, ikili AAV stratejisi olarak bilinen bir AAV yaklaşımını uyarlayarak bu sınırlamayı aşmışlardır, biri otoferlin cDNA’nın 5′-ucu ve diğeri 3′-ucunu içeren iki farklı rekombinant vektör kullanır. Yetişkin mutant farelerde vektör çiftinin tek bir kohlea içi enjeksiyonu, 5 ‘ve 3’-uç DNA segmentlerini yeniden birleştirerek otoferlin kodlama bölgesini yeniden yapılandırmak için kullanıldı, ardından bu iç saç hücrelerinde otoferlin ekspresyonunun uzun süreli restorasyonuna yol açtı ve daha sonra da işitme yetisi geri kazanıldı. Böylece bilim adamları, iki vektör kullanılarak kohleada parçalanmış cDNA’nın viral transferi kavramının ilk kanıtını elde etmişler, bu yaklaşımın farelerde otoferlin üretmek ve kalıcı sağırlık fenotipini kalıcı olarak düzeltmek için kullanılabileceğini göstermişlerdir. Bilim adamları tarafından elde edilen sonuçlar, DFNB9 sağırlığı olan hastalarda lokal gen transferi için terapötik pencerenin, düşünülenden daha geniş olabileceğini ve bu bulguları diğer sağırlık biçimlerine genişletme umudunu ortaya koymaktadır. Bu sonuçlar dosyalanan patent başvurusunun konusudur. Birinci paragrafta belirtilen kurumlara ek olarak, bu araştırma, Fransız Tıbbi Araştırma Vakfı, Avrupa Birliği (TREAT RUSH) ve Fransız Ulusal Araştırma Ajansı (EargenCure ve Lifesenses LabEx) tarafından finanse edildi.
Editör/Yazar: Zahide Solak
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190219111643.htm