Devasa Yeni Bir Gen Düzenleme Projesi Alzheimer'ı Ezmek İçin Çıktı

Alzheimer ile bilimin mücadelesi söz konusu olduğunda bilim kaybeden taraftadır.

Alzheimer son derece sinsi bir şekilde zalimdir. Bu bozukluk, bazı yaşlanan beyinlerde yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş düşünme ve muhakeme yeteneklerini tüketiyor, anıları ve gerçekliği kavramalarını zayıflatıyor. Dünya nüfusu yaşlandıkça Alzheimer şaşırtıcı bir hızla çirkin yüzünü gösteriyor. Onlarca yıl süren araştırmalara rağmen elimizde hiçbir tedavi yok; çareden bahsetmeye bile gerek yok.

Çok fazla moral bozucu mu? Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) de aynı fikirde. İçinde en iddialı projelerden biri NIH, biyoloji alanında Alzheimer ve kök hücre araştırmacılarını bir araya getiriyor en büyük genom düzenleme projesi hiç tasarlandı.

Fikir basit: Onlarca yıl süren araştırmalar, Alzheimer ve diğer demans riskini artırıyor gibi görünen bazı genleri buldu. Sayılar yüzlerceyi aşıyor. Her birinin diğerini nasıl bağladığını veya etkilediğini anlamak, eğer öyleyse, bireysel laboratuvarlarda yıllarca süren araştırmaları gerektirir. Peki ya bilim insanları bir araya gelip ortak bir kaynaktan yararlanırsa ve Alzheimer'ın neden ortaya çıktığı konusunu hep birlikte çözerse?

Girişimin gizli silahı, uyarılmış pluripotent kök hücreler veya iPSC'lerdir. Çoğu kök hücreye benzer şekilde, her şeye, yani hücresel bir Cin'e dönüşme yeteneğine sahiptirler. iPSC'ler cilt hücreleri gibi normal yetişkin hücrelerden yeniden doğar. Ancak beyin hücresine dönüştüklerinde donörlerinin orijinal genlerini taşırlar; bu da orijinal kişinin genetik mirasını, örneğin Alzheimer'a yakalanma şansını barındırdıkları anlamına gelir. Peki ya Alzheimer ile ilgili genleri bu yeniden doğmuş kök hücrelere yerleştirip nasıl davrandıklarını izlesek?

Bu iPSC'leri inceleyerek genetik nedenlere yol açan ipuçlarını takip edebiliriz. Alzheimer ve diğer demans hastalıkları - onları daha başlangıçta yok edecek gen terapilerinin yolunu açıyor.

iPSC Nörodejeneratif Hastalık Girişimi (iNDI) tam da bunu yapmaya hazırlanıyor. NIH, projenin "bu hastalıklara yönelik iyileştirilmiş tedavilerin ve önleyici tedbirlerin geliştirilmesine yol açacak araştırmaları teşvik etmeyi, hızlandırmayı ve desteklemeyi" amaçladığını belirtti. şuraya. Ortaya çıkan tüm veri kümeleri, herkesin incelemesi ve yorumlaması için çevrimiçi olarak açıkça paylaşılacaktır.

Sade bir dille mi? Haydi tüm yeni biyoteknoloji süperstarlarımızı bir kenara atalım. CRISPR Alzheimer'a karşı ortak bir çabaya girişerek, sonunda üstünlüğü ele geçirmek için ön saflarda yer aldık. Bu, en zorlu düşmanlarımızdan birine, kendi zihinlerimizi içeriden yok etmeye çalışan birine karşı "İntikamcılar, toplanın" anı.

Sessiz Düşman

Alzheimer hastalığı ilk kez 1900'lü yılların başında fark edildi. O zamandan beri bilim insanları beyni boşa çıkaran nedeni bulmaya çalışıyorlar.

Günümüzde en öne çıkan fikir amiloid hipotezidir. Perili bir evin içinde, hayaletlerin giderek yoğunlaştığı bir korku filmi hayal edin. Bu amiloid dehşetidir; yavaş yavaş ama sessizce bir nöronun, yani "evin" içinde biriken ve sonunda onu normal işlevinden mahrum bırakan ve içerideki her şeyin ölümüne yol açan bir protein. Sonraki çalışmalar ayrıca nöron "evinin" dışında dolaşan ve içerideki moleküler kiracıları yavaş yavaş zehirleyen başka toksik proteinler de buldu.

Onlarca yıldır bilim insanları, bu hayaletleri yenmek için en iyi yaklaşımın "şeytan çıkarma", yani bu toksik proteinlerden kurtulmak olduğunu düşündüler. Ancak ardı ardına yapılan denemelerde başarısız oldular. Alzheimer tedavisindeki başarısızlık oranı (şu ana kadar yüzde 100), bazılarının tedavi çabalarını "hayaller mezarlığı" olarak adlandırmasına yol açtı.

Yeni fikirlere ihtiyacımız olduğu çok açık.

CRISPR'a girin

Birkaç yıl önce iki yakışıklı şehre geldi. Bunlardan biri, bir veya iki geni (veya daha fazlasını) kesebilen, yerleştirebilen veya değiştirebilen harika genetik keskin nişancı CRISPR'dir. Diğeri ise kimyasal bir banyo yoluyla yetişkin hücrelerden "yeniden doğan" uyarılmış pluripotent kök hücreler olan iPSC'lerdir.

İkisi birlikte bir tabakta Demans 2.0'ı taklit edebilir.

Örneğin, CRISPR kullanarak bilim insanları, Alzheimer hastalığıyla veya onun korunmasıyla ilgili genleri, sağlıklı bir donörden veya demans riski yüksek bir kişiden gelen bir iPSC'ye kolayca yerleştirebilir ve ne olduğunu gözlemleyebilir. Bir beyin hücresi, proteinlerin ve diğer moleküllerin etrafta vızıldadığı, uğultulu bir metropol alanı gibidir. Örneğin, Alzheimer yanlısı genlerin bir dozunun eklenmesi trafiğin çöple tıkanmasına neden olabilir ve bu da bilim adamlarının bu genlerin daha büyük Alzheimer tablosuna nasıl uyduğunu bulmasına yol açabilir. Film meraklıları için bu, bir hücreye Godzilla için bir gen ve King Kong için bir gen eklemek gibi bir şey. İkisinin de işleri berbat edebileceğini biliyorsun ama yalnızca bir hücrede olup biteni izleyerek bundan emin olabilirsin.

Bireysel laboratuvarlar, iPSC'lerin icat edilmesinden bu yana bu yaklaşımı denedi ancak bir sorun var. iPSC'ler bir kişinin genetik "temel çizgisini" miras aldığından, farklı laboratuvarlardaki bilim adamlarının Alzheimer'a bir genin mi neden olduğunu yoksa bunun donörün özel genetik yapısından kaynaklanan bir tesadüf mü olduğunu değerlendirmesini gerçekten zorlaştırıyor.

Yeni iNDI planı her şeyi standartlaştırmayı amaçlıyor. CRISPR kullanarak, Alzheimer ve ilgili demanslarla bağlantılı 100'den fazla geni, çok çeşitli etnik açıdan çeşitli sağlıklı bağışçılardan iPSC'lere ekleyecekler. Sonuç, Alzheimer'a yol açabilecek mutasyonları taşıyan klonlanmış hücrelerden oluşan bir kütüphaneye yol açan devasa bir genom mühendisliği projesidir.

Başka bir deyişle, Alzheimer hastalarının hücrelerini incelemek yerine, Alzheimer'a katkıda bulunabilecek genleri enjekte ederek normal, sağlıklı beyin hücrelerine Alzheimer vermeye çalışalım. Genleri yazılım kodu olarak görürseniz, o zaman gen düzenleme yoluyla potansiyel olarak Alzheimer'ı bu hücrelere yönlendirecek kodu eklemek mümkündür. Programı çalıştırdığınızda nöronların nasıl davrandığını gözlemleyebileceksiniz.

Proje iki aşamadan oluşuyor. İlki, CRISPR ile düzenlenen kitle mühendisliği hücrelerine odaklanıyor. İkincisi, ortaya çıkan bu hücreleri kapsamlı bir şekilde analiz etmektir: örneğin genetikleri, genlerinin nasıl etkinleştiği, ne tür proteinler taşıdıkları, bu proteinlerin nasıl etkileşime girdiği vb.

"İyi karakterize edilmiş, genetik olarak çeşitli iPSC'lerde hastalığa neden olan mutasyonların mühendisliğini yapan proje, verilerin laboratuvarlar arasında tekrarlanabilirliğini sağlamak ve demanstaki doğal çeşitliliğin etkisini araştırmak için tasarlandı." şuraya Dr. Bill Skarnes, Jackson Laboratuvarı'nda hücresel mühendislik direktörü ve projenin lideri.

Alzheimer'a Karşı Çekiç

iNDI, yalnızca son dönemdeki biyoteknolojik desteğimizle mümkün olabilecek türden bir girişimdir. Alzheimer ile ilgili yüzlerce hücrenin tasarlanması ve dünya çapındaki bilim insanlarıyla paylaşılması, yalnızca yirmi yıl önce boş bir hayaldi.

Açık olmak gerekirse, proje yalnızca bireysel hücreler oluşturmuyor. Gelecek nesillere aktarılabilecek Alzheimer genini içeren hücre dizilerini veya tüm hücre dizilerini oluşturmak için CRISPR'ı kullanıyor. Ve onların gücü de bu: Bozukluk üzerinde en büyük etkiyi yaratabilecek genler üzerinde daha fazla yoğunlaşmak için dünya çapındaki laboratuvarlarla paylaşılabilirler. iNDI'nin ikinci aşaması daha da güçlü; çünkü bir "hile kodu" (genlerin ve proteinlerin nasıl davrandığını gösteren bir sayfa) oluşturmak için bu hücrelerin iç işleyişini araştırıyor.

Proje hep birlikte, her biri demans üzerinde etki yaratabilecek bir genle donatılmış, Alzheimer ile ilişkili hücrelerden oluşan bir evren oluşturmak için zorlu bir çalışma yürütüyor. Yazarlar, "Bu tür bütünleştirici analizlerin, hiçbir yaklaşımın tek başına öğrenemeyeceği ilginç ve uygulanabilir keşiflere yol açması muhtemeldir" diye yazdı. Alzheimer ve ilgili hastalıkları "gerçekten anlamak için en iyi şansı" ve "umut verici tedavi olanaklarını" sağlar.

Resim Kredi: Gerd Altmann itibaren Pixabay

Kaynak: https://singularityhub.com/2021/04/13/a-massive-new-gene-editing-project-is-out-to-crush-alzheimers/