Down sendromu, insanlarda en sık görülen gelişimsel genetik bozukluklardan biri olup, 21. kromozomun normalde iki yerine üç kopya halinde bulunması sonucunda ortaya çıkmaktadır. Bu genetik durum, hücrelerdeki gen dozaj dengesini bozarak çeşitli gelişimsel ve bilişsel farklılıklara yol açmaktadır. Günümüzde Down sendromuna yönelik doğrudan kromozomal düzeyde gen dozajını hedefleyen klinik olarak uygulanabilir bir tedavi bulunmaması, bu alandaki genetik müdahale yöntemlerinin ve kromozom terapilerinin önemini her geçen gün artırmaktadır.
Önceki çalışmalarda, XIST (X kromozomu inaktivasyonundan sorumlu, uzun kodlamayan RNA) molekülünün fazla olan 21. kromozomu epigenetik olarak susturabileceği gösterilmiştir. Ancak geleneksel çinko parmak nükleazları gibi yöntemlerle XIST geninin hedeflenen kromozoma entegrasyon verimliliğinin pratik uygulama için çok düşük kalması teknik bir darboğaz oluşturmaktadır. Bu araştırmada, XIST entegrasyonunun verimliliğini ve özgüllüğünü artırarak trizomik gen dozaj dengesizliğini gidermeyi hedefleyen CRISPR tabanlı platform geliştirilmesi amaçlanmaktadır.
Araştırmacılar, entegrasyon verimliliğini artırmak amacıyla modifiye edilmiş bir CRISPR/Cas9 yaklaşımı geliştirmişlerdir. Bu yöntemde ilk olarak, Cas9 enzimi kodonları optimize edilmiş λ-faj ekzonükleaz (DNA uçlarını aşındıran enzim) ile birleştirilerek donör ve alıcı kromozom DNA’ sının kesim bölgelerinde 5′ ve 3′ çıkıntıları oluşturulmuştur..İkinci olarak, sistemin kesme verimliliğini artırmak ve donör DNA entegrasyonunu teşvik etmek için tek bir Cas9 plazmiti (PX459) içerisine ikisi alıcıyı ikisi donör DNA’yı hedefleyen dört farklı rehber RNA (sgRNA) yerleştirilmiştir. Ayrıca, 21. kromozomun üç kopyasından yalnızca birini hedefleyebilmek için tek nükleotid polimorfizmleri (SNP – bireyler veya kromozomlar arasındaki tek bir baz çifti farkı) temelinde özel rehber RNA’lar tasarlanmıştır. Son olarak, aktarılacak olan XIST genini içeren donör DNA plazmiti, replikasyonu engelleyecek, transkripsiyon fonksiyonunu inhibe edecek ve ilaçla indüklenebilir r bir ifade sağlayacak şekilde modifiye edilmiştir.
Geliştirilen modifiye CRISPR yöntemi,yaklaşık 14 kb büyüklüğündeki XIST geninin fazla olan 21. kromozoma entegrasyon verimliliğini %20 ila %40 seviyelerine çıkarmaktadır. Bu başarılı entegrasyon süreci; PCR, hücre klonlama, immünoboyama ve FISH (floresan işaretli problar ile belirli DNA dizilerinin görüntülenmesi) gibi yöntemlerle doğrulanmıştır. RNA dizileme analizleri, XIST geninin entegre edilmesiyle birlikte trizomik 21. kromozomdaki gen ekspresyonunun kısmen normalleştiğini göstermektedir.
Bu çalışma, Down sendromu ve diğer anöploidi (kromozom sayısındaki anormallik) durumları için ölçeklenebilir olma potansiyeli taşıyan bir kromozom terapisi yaklaşımı sunmaktadır.XIST aracılı susturma stratejisinin verimliliğinin artırılması, trizomi kaynaklı genetik bozuklukların moleküler düzeyde tedavi edilebilmesi yolunda önemli bir adım teşkil etmektedir. Elde edilen bulgular, geliştirilen teknolojinin ileride Down sendromu ve diğer anöploidi temelli genetik hastalıkların terapötik tedavisinde yol açabileceğine işaret etmektedir.
Yazar: Asmin Petekbaşı
Editör: Damla Özdemir
Referans:
Lian, G., Khabazeh, A., & Sheen, V. (2026). A modified CRISPR/Cas9 approach in silencing the triplication in Down syndrome: A treatment path XISTs. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(16), e2517953123. https://doi.org/10.1073/pnas.2517953123
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlenmesi ile hazırlanmaktadır.
