Tıp Fakültesi, Pediatri Bölümü, Çocuk Nörolojisi Kürsüsü Öğretim Üyesi, Holden Kanser Merkezi ve Iowa Üniversitesi Gen Tedavisi Merkezi Üyesi
Kistik Fibroz
Hastalarına
Tedavi Ümidi
Y
ılda bir kez yapılan New York Maratonu’nda koşmak, son yıl-larda dünyanın dört bir yanın-daki milyonlarca insanın “ölmeden ön-ce yapılacaklar” listesinde ön sıralarda yer alıyor. İlki 1970’te düzenlenen mara-tona yıllar içinde ilgi artınca katılımcı sa-yısı 37.000’le sınırlandı ve maratona ka-tılacaklar çekilişle belirlenmeye başlandı.Geçtiğimiz Kasım ayının ilk pazarında koşulan 2008 New York Maratonu’na ka-tılanlardan biri de New York’un Brooklyn semtinde yaşayan Cris Dopher’dı. Onun için maratonu bitirmek Everest’in tepe-sine tırmanmakla eş anlamlıydı; çünkü Cris’in akciğerlerinin kapasitesi sağlık-lı insanlara göre %30 daha düşüktü. Bu-na rağmen Cris 42 km’lik yarışı 5 saat, 50 dakika ve 15 saniyede tamamladı. Bu ba-şarı öyküsü, onu akşam haberlerinde izle-yen milyonlarca kişiyi çok etkiledi. Çün-kü Cris ve onun gibi “kistik fibroz” hasta-sı on binlerce insan için maraton koşmak olanaksız olanı başarmaktı.
Kistik fibroz Cris’in akciğerlerini tah-rip etmişti. Rahat soluk alabilmek için sprey ilaçlar kullanıyor, akciğerlerinde bi-riken mukustan kurtulmak için her gün sırt masajı yapan özel yeleğine ihtiyacı oluyordu. Kistik fibroz hastalarının ak-ciğerleri, enfeksiyonlara karşı koruma-sız duruma geldiğinden her gün çok sayı-da antibiyotik alıyordu. Soluk almasayı-da bi-le zorluk çekerken maraton koşması ola-ğanüstüydü.
Kistik fibroz kalıtsal bir hastalıktır. Dünya genelinde yaklaşık 70.000 kistik fibroz hastasının olduğu tahmin ediliyor. Ülkemizin de aralarında bulunduğu Ak-deniz ve Avrupa ülkelerinde hastalığa ne-den olan genetik bozukluk daha sık gö-rülür. Tedavide elde edilen ilerlemeler sa-yesinde 1950’li yıllarda kistik fibrozla do-ğan bebekler genellikle altı aydan çok ya-şayamazken bugün otuzlu ve kırklı yaşla-rını rahatlıkla görebiliyorlar.
Kistik fibroz hastalığı çok sayıda orga-nı etkiler. Kistik fibroz hastalarıorga-nın terle-ri sağlıklı insanların terleterle-rinden daha çok tuz taşır ve bu bilgi hastalığın teşhisinde kullanılır. Yiyeceklerin sindirilmesini ve kan şekeri düzeyinin normal sınırlar
için-de tutulmasını sağlayan pankreas, sin-dirilen gıdaların emildiği bağırsaklar ve emilen gıdaların metabolizmaya uğradığı karaciğer kistik fibrozdan etkilenir. Üre-me organlarının da etkilenÜre-mesi kısırlığa neden olabilir.
Bu hastalıkla doğan bebekler dünya-ya geldiklerinde normaldir. Akciğerleri mikropsuz ve temizdir. Ama hastalık za-manla kendini göstermeye ve yaşamı zor-laştırmaya başlar. Salgı bezlerinin normal çalışamaması sonucunda akciğerlerde ka-lın bir mukus tabakası birikir. Bu da has-tanın soluk almasını zorlaştırır. Kistik fib-roz hastalarının sıkça öksürmesi aslında vücutlarının bu mukus tabakasını temiz-leme çabasının bir sonucudur. Hastala-rın sırtlaHastala-rına hafif darbeler vurma
şeklin-de yapılan masaj, mukus tabakasını gev-şetir ve onun öksürükle dışarı atılması-nı kolaylaştırır. Bu işlevi gören elektrikli masaj yelekleri, akciğerlerin temizlenme-sine ve kistik fibroz hastalarının daha ra-hat soluk almasına yardımcı olur. Cris’in maraton sırasında attığı her adımla bü-tün vücudunun ve bu arada akciğerleri-nin sarsılması, büyük olasılıkla masaj et-kisi yaparak onun öksürmesine ve öksü-rükle birlikte akciğerlerinin temizleme-sine neden oldu. Son yıllarda geliştirilen ilaçlar bu hastaların soluk alıp vermesini daha da kolaylaştırıyor.
Kistik fibrozdan ölümlerin azalmasını sağlayan bir başka gelişmeyse pankreasın normalde ürettiği ve sindirim için gerek-li olan enzimlerin hastalara ilaç olarak ve-rilmesi oldu. Bazı ağır vakalarda yedikle-rinden yararlanamayan hastalara günlük beslenmelerine ek olarak, midelerine ta-kılan bir tüple ek besin maddeleri veri-lir. Bütün bu gelişmelere karşın hastalığın
akciğerlerde neden olduğu enfeksiyon ve enfl amasyon birçok hastanın yaşamını yi-tirmesine neden oluyor.
Geçtiğimiz aylarda kistik fibroz hasta-lığı konusunda hem hastahasta-lığın nasıl oluş-tuğunu gün ışığına çıkaracak hem de et-kin tedavi yöntemlerinin bulunması-nı sağlayacak çok önemli bir gelişme ya-şandı. Bulunduğum Iowa Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden bir grup meslektaşım, kis-tik fibroz hastalığı için bir “hayvan mo-deli” geliştirdi. Aşağıda okuyacağınız sa-tırlar, kariyerlerini kistik fibroz hastalığı-na yakalahastalığı-nan binlerce çocuk ve yetişkin için bir tedavi geliştirmeye adamış bilim insanlarının yıllar süren çalışmalarını ve kilometre taşı niteliğindeki başarılarının öyküsünü anlatıyor.
Kistik fibroz hastalarının DNA’larının analiz edilmesi ve DNA dizilimlerinin hasta olmayan kardeşlerinin, anne ve ba-balarının ve sağlıklı kişilerin DNA dizi-limleri ile karşılaştırılması sonucu, has-talığın CFTR (Cystic Fibrosis
Transmemb-rane Conductance Regulator) genindeki
mutasyon (kötü yönde değişim) sonucu ortaya çıktığı 1989 yılında belirlendi. Gen saptandıktan sonra hastalığın Mendel’in bezelyelerle yaptığı çalışmalarda “çeki-nik” özellik olarak adlandırdığı kalıtım yolunu izlediği keşfedildi.
Hepimiz, yarısı annemizden yarısı da babamızdan gelen ve sayıları 25.000-30.000 arasında olan gen taşırız. Boyu-muzun uzunluğundan saçımızın rengine, hafıza gücümüzden hastalıklara yakalan-ma şansımıza kadar bütün özelliklerimiz bu genlerce belirlenir. Her bir genin iki farklı formu söz konusudur (Mendel’in çalışmalarındaki bezelyelerin yüzeyleri-nin düz ya da buruşuk olması gibi). Bel-li bir özelBel-liği beBel-lirleyen bir genin iki for-mundan hangisi daha baskınsa, o kişinin özelliğini de genin o formu belirleyecek-tir. Çekinik genin belirlediği özelliğin or-taya çıkması için hem anneden hem de babadan genin çekinik formunun çocu-ğa geçmesi gerekir. Dolayısıyla kistik fib-roz hastalarının hem anneden hem de ba-badan gelen CFTR genleri mutasyon ta-şırlar. CFTR geni, hücre zarında bulunan, kanal yapısına sahip bir protein üretir.
Pseudomonas aeruginosa (J. H. Carr, Center for Disease Control).
Onun çalışması sonucu yediğimiz tuzun da bir parçası olan klor atomunun hüc-re içiyle hüchüc-reler arası sıvı arasında geçi-şi sağlanır. Bu genin çalışması aksayınca kistik fibroz hastalığı ortaya çıkar.
Çalışmayı yürüten ekibin başı Michael Welsh, iç hastalıkları bölümünün olağan haft alık seminerlerinden birinde “yıllar-dır kistik fibroz üzerinde çalışıyor olma-mıza rağmen, bugün karşınızda hâlâ bu hastalığa ilişkin daha ne kadar çok şe-yi bilmediğimizi bildirmenin üzüntü-sü içindeyim” dedi. “Bu nedenle değişik üniversitelerde ve değişik ülkelerde kis-tik fibroz üzerinde çalışan on bilim insa-nına hastalığın nasıl geliştiğini sorarsa-nız, ne yazık ki on farklı yanıt alırsınız” diye ekledi.
Welsh yaşamını kistik fibroz araş-tırmalarına adamış bir bilim insanıdır. Dünyanın en başarılı bilim insanlarını çatısı altında toplamış olan Amerikan
Bi-limler Akademisi üyesidir. Howard Hug-hes Tıp Enstitüsü gibi son derece prestij-li bir kuruluşun da üyesi olan Welsh, al-dığı çok sayıda ödüle rağmen olağanüstü düzeyde alçak gönüllü bir insandır. Onu nelerin bilime sürüklediğini sorduğumda “öncelikle annem ve babam bana hep ha-yatta ne yaparsan yap bizim için önem-li değil, yeter ki değerönem-li bir şeyler yap öm-rünü boşa geçirme dediler” dedi ve ekle-di “ailemden sonra beni en çok etkileyen John F. Kennedy oldu. Onu seçim konuş-maları yaparken dinledim, başkan olduk-tan sonra, bu ülke için, dünya için yap-tıklarını izledim. O da hep annem ve ba-bam gibi ‘yaşamınızı değerli kılın’ mesajı-nı veriyordu”. Welsh’i etkileyen ABD’nin 35. başkanı Kennedy’nin yaşamı da bu felsefenin şekillendirdiği örneklerle do-luydu. Welsh çift çi bir ailenin çocuğuydu, anne ve babası liseden sonra okumamış-lardı. Hatta babası daha lisede okurken II.
hanımıydı. Welsh uzun süren arayışlar-dan sonra yaşamını nasıl değerli kılabi-leceği sorusuna çözüm olarak tıbbı gör-müş ve doktor olmuştu. Ailesi ve akraba-ları arasında ilk o üniversite diploması al-mıştı. Doktor olduktan sonra kistik fib-roz hastalığına karşı özel bir ilgi duymuş-tu. O yıllarda hastalığın neden ve nasıl geliştiği bilinmiyordu.
Kistik fibroz hakkında fazla bir şey bi-linmemesi tedavi sürecini de etkiliyordu. Çünkü etkin bir tedavi uygulanabilmesi için öncelikle bir hastalığın mekanizma-sının bilinmesi gerekir. Welsh çalışmala-rında bu soruları yanıtlamaya odaklandı. Genlerinde bu hastalığı taşıyan bir be-beğin akciğerleri, yaşamının ilk günle-rinde mikropsuzdur. Fakat hastalık ne-deniyle bağışıklık sistemi yetersiz kalın-ca akciğerler mikroorganizmaların ne-den olduğu bazı enfeksiyonlara yakalanır. Bakteriler zaman içinde akciğer ortamı-na iyice uyum gösterir ve uzun bir süreli-ğine oraya yerleşir. Hastalığın nasıl ilerle-diğinin ve mekanizmasının bilinmesi işte bu açıdan son derece önemlidir. Çünkü ancak bu bilgi sayesinde uygun bir tedavi geliştirmek söz konusu olabilir.
Önemli bir başka soru da geliştirilme aşamasındaki birçok ilacın tedavi edici etkisinin olup olmadığının nasıl belirle-neceğidir. Kistik fibroz için geliştirilme-ye çalışılan gen tedavisi uygulamalarının gerçeğe dönüşebilmesi için yanıtlanması gereken daha çok soru bulunuyor. Örne-ğin hastalıktan etkilenen akciğerlerin iç yüzeyini kaplayan ve akciğer epiteli adını verdiğimiz katmanın hücrelerinin yüz-de kaçına gen aktarımı yapılırsa, tedavi-de başarıya ulaşılabilir? Acaba akciğerin iç yüzünü kaplayan epitel hücrelerine gen aktarımı tedavi edici olur mu? Gen akta-rımı sonucunda sürekli bir tedavi sağla-nabilir mi, yoksa aralıklarla gen aktarı-mının tekrarlanması mı gerekir? Gen te-davisi hastalık ortaya çıktıktan sonra uy-gulanırsa, işe yarar mı? Bütün bu sorula-rın yanıtlanabilmesi için elde bir hastalık modelinin bulunması ve yeni tedavi yön-temlerinin bu model üzerinde denenme-si gerekir.
Baba Sağlıklı ama kistik fibroz mutasyonu taşıyıcısı
Çocuk Sağlıklı, kistik fibroz mutasyonu taşımıyor
Çocuk Sağlıklı ama kistik fibroz
mutasyonu taşıyıcısı
Çocuk Sağlıklı ama kistik fibroz
mutasyonu taşıyıcısı
Çocuk Kistik fibroz
hastası Anne
Sağlıklı ama kistik fibroz mutasyonu taşıyıcısı
>>> Hastalığın mekanizmasını çözmeye
yönelik çalışmalar ya da tedavi için ümit vaat eden yöntemler yeni doğan bebek-ler üzerinde sınanamayacağı için bi-lim insanlarının önce deney hayvanla-rı üzerinde çalışmalahayvanla-rı gerekti. İlk ola-rak moleküler yaşambilim araştırmala-rında yaygın olarak kullanılan fareler-le işe başladılar. İnsanlarda kistik fibroz hastalığına neden olan ve CFTR genin-de ortaya çıkan mutasyonları önce fare-lerde oluşturdular. Bu çalışmanın arka-sındaki düşünce, bu farelerde kistik fib-roz hastalığının oluşacağı ve kısa sürede çok sayıda üretilebilmeleri nedeniyle her türlü tedavi yönteminin fareler üzerinde denenebileceğiydi. Farelerde tedavi sağ-layan ilaç ya da yöntemler önce az sayı-daki kistik fibroz hastası üzerinde dene-necek ve başarıya ulaşırlarsa başka has-talarda da kullanılacaktı. Dünyanın de-ğişik ülkelerinde bulunan ve kistik fibroz hastalığı üzerinde çalışan bilim insanla-rının laboratuvarlarında CFTR genin-de mutasyon taşıyan çok sayıda fare üre-tildi. Ancak bu çalışmalar hayal kırıklı-ğıyla sonuçlandı. Beklenmedik bir şekil-de, kistik fibroz hastalarıyla aynı mutas-yonu taşıyan fareler akciğerlerde görü-len kistik fibroz hastalığına yakalanma-dılar. Bu büyük bir düş kırıklığı yarattı. Bununla birlikte üretilen fareler tümüyle işe yaramaz da değillerdi. Sınırlı da olsa hastalıkla ilgili bilgi sağladılar. Ama fa-renin kistik fibroz hastalığının incelen-mesi ve hastalığa bir tedavi geliştirilincelen-mesi için uygun bir organizma olmadığı anla-şıldı. Biyolojik olarak insana daha yakın bir organizma bulunmalıydı.
Chicago’nun 200 km batısında yer alan üniversitemizin bulunduğu Iowa eyale-tinde ilkbahar ve yaz aylarında yolculuk edenler, kendilerini göz alabildiğince uza-nan ve yemyeşil bir denizi andıran mısır tarlalarının ortasında bulurlar. Bu uç-suz bucaksız mısır denizi boyunca yapılan yolculuklar, arada bir nahoş bir çift -lik kokusuyla bozulur. Yabancıları hazır-lıksız yakalayan fakat Iowalılar için ne-redeyse eyaletin simgesi haline gelen bu kokunun arkasında sayıları yüzleri bulan domuz çift likleri vardır.
Domuzların ortalama ağırlığı yaklaşık 90 kg’dır. İnsanlarsa ortalama 80 kg’dir. İnsan ömrü 70-80 yıl arasında değişirken domuzların ömrü 10-20 yıldır. Bilimsel açıdan çok önemli olan bir gerçek, domuz ile insan CFTR proteinlerinin %92,4 ora-nında aynı olmasıdır. Domuzlar da tıpkı insanlar gibi hepçildir. Bir batında 8-12 yavru doğururlar, bu araştırmalar açısın-dan son derece önemlidir. Çünkü tedavi için geliştirilecek yöntemlerin hangisinin daha etkili olduğunu anlamanın en iyi yolu, onları genetik açıdan birbirine çok yakın organizmalar üzerinde sınamaktır. Genetik farklılıklar tedaviye verilen yanı-tı önemli ölçüde etkiler. Denekler gene-tik açıdan çok benzer olunca sonuçlarda gözlenecek farklılık uygulanan ilaçlardan kaynaklanıyor demektir. Domuzların ge-belik süresinin 114 gün olması, yılda üç kez doğurabilmeleri (bu yılda 24-36 yav-ru demektir) ve 6-8 ay gibi kısa bir sürede ergenliğe ulaşmaları da araştırma açısın-dan önemli başka avantajlardır.
Welsh, insanlarda kistik fibroza neden olan genetik değişikliği domuzda yapabi-lirse, hastalığa ilişkin hemen her soruya yanıt bulabileceğini ve hatta tedavi geliş-tirilebileceğini öngörmüştü. Rastlantıya yer vermemek için ekibiyle birlikte önce domuzların akciğerlerinin ve derialtı bez-lerinin bütün özelliklerini inceledi ve in-san dokularıyla karşılaştırdı. Benzerlik-ler olağanüstüydü ve domuzun gerçekten kistik fibroz için çok iyi bir hastalık mo-deli olabileceğini müjmo-deliyordu.
O güne kadar yapılmış başka birtakım çalışmalar da domuzun doğru organizma olduğu düşüncesini destekliyordu. Örne-ğin domuzun organları çok sayıda araş-tırma merkezinde organ naklinde denen-mişti. Araştırma açısından çok önemli bir gerçek de domuza başarıyla gen aktarıla-bilmiş olması, yani “transgenik domuz” elde edilebilmiş olmasıydı. Welsh ve eki-binin daha sonra işbirliği yapacağı Misso-uri Üniversitesi’nden Randy Prather, ta-rihte ilk kez transgenik domuz elde etme-yi başarmıştı. Aktarılan bu gen, fl oresan bir protein ürettiği için morötesi ışık altın-da bu domuzların vücudu parlıyordu. Do-muzlara gen aktarılabilmişti ama hedefl
e-nen genlerinde arzu edilen genetik deği-şikliğin yapılması hâlâ başarılamamıştı.
1996’da, tarih kitaplarına “klonlan-mış ilk canlı” olarak geçecek Dolly’nin doğması, bütün hayvanların genleriy-le oynanmış kopyalarının yapılabigenleriy-leceği- yapılabileceği-ni müjdeliyordu. Çünkü Dolly embriyon kök hücreleri yerine yetişkin bir koyunun vücut hücrelerinden alınan genetik mal-zeme kullanılarak üretilmişti.
Dolly’yi elde eden bilim insanları önce dişi bir koyunun yumurta hücrelerini ay-rıştırdılar. Daha sonra yumurta hücresi-nin çekirdeğini çıkarıp yerine yetişkin bir koyunun meme dokusu hücresinden al-dıkları hücre çekirdeğini aktardılar. Böy-lece sperme gerek kalmamıştı. Sonuçta doğacak kuzunun özelliklerini, aktarılan çekirdekteki DNA belirleyeceği için, do-ğacak kuzu meme dokusu hücresi alınan koyunun tıpatıp aynısı, yani onun ikizi olacaktı. Nitekim öyle oldu ve doğan ku-zuya Dolly adı verildi. Dolly ikizdi ama ikizinden yıllar sonra dünyaya gelmişti. Dolly’nin klonlanmasında kullanılan bu yönteme “çekirdek transferi” adı verildi.
Welsh ve ekibi önce domuzlarda çe-kirdek transferini gerçekleştirdiler. Bu-nun için ilk olarak ana rahminden alınan domuz fetüslerinden çekirdeğini kullana-cakları hücreleri laboratuvarda besi yer-lerinde çoğalttılar. Yumurtalarsa erişkin bir domuzdan alındı. Yumurtaların hüc-re çekirdeklerini çıkardılar ve sonra fe-tüsten izole ettikleri hücrelerin her biri-ni hücre çekirdeği çıkarılmış her bir yu-murta hücresine aktardılar. Bu iki hücre kaynaşınca ortaya çıkan hücrenin genle-ri fetüs hücresinden gelmiş oldu. Dolly’de uygulanan ve çok düşük düzeyde ve kısa süreli elektrik akımı vermeyi içeren yön-tem, ortaya çıkan bu fizyon hücrelerinin embriyon oluşturmak üzere bölünmele-rini başlattı. Embriyonlar taşıyıcı dişi do-muzların rahimlerine aktarıldılar. Üç ay üç haft a üç gün sonra domuz yavruları dünyaya geldi.
Böylece domuz klonları elde edilmişti ve doğan domuz yavruları sağlıklıydılar. Asıl amaç insanlarda kistik fibroza neden olan mutasyonun domuzlara aktarılma-sıydı fakat bu amaca daha
ulaşılamamış-tı. Welsh “bunu başarmak beklediğimiz-den çok daha zor oldu. O güne kadar kul-lanılan yöntemler işe yaramayınca biz de yeni bir yol denedik ve gen aktarımı için virüslerden yararlandık” diye anlatıyordu durumu.
Mario R. Capecchi’ye Nobel ödülünü kazandıran, kök hücrelerde “parça deği-şimi” olarak bilinen rekombinasyon işle-vinin varlığını keşfetmesiydi. Yani hüc-redeki DNA’ya tıpatıp benzer bir DNA parçası dışarıdan hücreye aktarıldığın-da, aktarılan DNA parçası hücrede ben-zer olduğu DNA bölümünü buluyor ve ikisi arasında parça alışverişi gerçekleşi-yordu. Eğer aktarılan DNA’da bir deği-şiklik yapılırsa, parça değişiminden son-ra bu değişiklik hücrenin DNA’sına yer-leşiyordu. O halde eğer domuzun CFTR geni izole edilir ve bu gende kistik fibroz hastalığına neden olan mutasyon
labo-ratuvar ortamında yaratılır ve daha son-ra bu gen hücreye aktarılırsa, parça de-ğişimi sonucu CFTR mutasyonu hücre-nin kendi DNA’sına aktarılmış olacaktı. Bu hücreden elde edilecek domuzun bü-tün hücrelerinde CFTR mutasyonu bu-lunacağı için bu domuzda kistik fibroz hastalığı ortaya çıkacaktı.
Mutasyona uğratılmış CFTR geni bili-nen yöntemlerle hücreye aktarılamayın-ca, Welsh ve ekibi onu içi boşaltılmış ve dolayısıyla çoğalma özelliğini kaybetmiş bir virüse aktardılar. Virüs bu haliyle hâlâ hücreleri enfekte edebiliyordu ama hüc-reye girdikten sonra çoğalamıyordu. Fa-kat truva atı gibi, hücrenin içine girerken ona yüklenmiş olan mutasyonlu CFTR genini de beraberinde götürüyordu. Bek-lenen gerçekleşti ve parça değişimi sonu-cu CFTR geninde yarattıkları mutasyon hücrenin DNA’sına aktarıldı. CFTR
ge-deği yani DNA’sı çıkarılmış yumurta hüc-releriyle kaynaştırıldılar. Düşük güçte bir elektrik akımı verilen hücreler bölünme-ye başladı. Elde edilen embriyolar taşıyıcı domuzun rahmine aktarıldı.
İlk günlerde aktarılan embriyola-rın rahimde tutunup tutunamayacak-ları merak konusuydu. Ultrasonla gebe domuzun rahmini incelediler. Aktarılan embriyolardan biri rahme tutunmuş-tu. İlk domuz yavrusu 30 Mayıs 2006’da dünyaya geldi. Bu ilk domuz iki adet olan CFTR geninin yalnızca birinde mu-tasyon taşıyordu. Bu haber sevindiriciy-di. Ancak CFTR geninin iki kopyasında da mutasyon elde edebilmek için bu do-muzun özelliklerini taşıyan yeni domuz-lar üretilmesi ve bu domuzdomuz-ların kendi aralarında çift leştirilmesi gerekiyordu. Bu çift leştirmelerden doğacak yavru do-muzların yaklaşık 1/4’ü her iki CFTR ge-ninde de mutasyon taşıyacaktı.
Welsh, bu çift leştirmelerin sonucun-da gerçekleşen ilk doğumun olduğu günü bugün gibi anımsıyor. Birkaç gün gece ya-rılarına kadar ağılda beklemişlerdi. Daha sonraki günlerde hep ağılda beklemek ye-rine aralıklarla ağıla gidip doğumun ger-çekleşip gerçekleşmediğini kontrol etmiş-lerdi. Doğumun olduğu gün, birkaç saat bekledikten sonra doğum hâlâ gerçekleş-meyince ağılda beklemek yerine yakında-ki bir lokantada zaman geçirmeye karar vermişlerdi. O gün araştırma ekibinden birinin de doğum günüydü. Bu kutlama sayesinde zaman sanki biraz hızlanmıştı. Ve nihayet birkaç saat sonra ağıldan bek-ledikleri haber gelmişti. Domuz yavrula-rı doğmuştu.
Eğer şanslılarsa bu yavrulardan en az biri her iki CFTR geninde de mutasyonu taşıyor olacaktı. Hiçbirinin beklenen ge-netik yapıda olmaması da olasıydı. Bu so-runun kesin yanıtını DNA analizi vere-cekti. Çünkü hangi genin hangi embriyo-ya gideceği, dolayısıyla hangi embriyo-yavruembriyo-ya ge-çeceği tümüyle şansa bağlıdır.
Welsh ve arkadaşları şanslıydılar. Do-ğan altı yavrudan ikisi beklenen gene-tik yapıdaydı, yani CFTR geninin her iki kopyası da mutasyonu taşıyordu. O gün
1. Domuzun CFTR geni izole edilerek laboratuvarda mutasyona uğratıldı ve içi boşaltılmış AAV virüsüne aktarıldı. 2. Domuz fetüslerinden fibroblast hücreleri elde edilerek laboratuvarda besi tabaklarında büyütüldü. 3. Bu hücreler mutasyona uğramış CFTR genini taşıyan virüs ile infekte edildi.
4. Virüsün taşıdığı DNA ile hücre DNA’sı arasında parça değişimi gerçekleşen hücre tespit edildikten sonra çekirdeği çıkarıldı. 5. Hormon muamelesi görmüş başka bir domuzdan yumurta hücreleri elde edildi.
6. Bu yumurta hücrelerinin çekirdekleri çıkarıldı.
7. Mutasyonlu CFTR genini taşıyan hücre çekirdeği, çekirdeği çıkarılmış yumurta hücresine aktarıldı.
8. Çekirdek nakli yapılmış yumurtalar taşıyıcı bir domuzun rahmine yerleştirildi. Doğan yavru domuzların genetik malzeme ilk domuzun fibroblast hücrelerinden geldiği için onun klonu oldular ama CFTR geninde mutasyon taşıdılar.
>>> Welsh için unutamayacağı çok mutlu bir
gün olmuştu.
Artık ellerinde CFTR mutasyonunu taşıyan domuzlar vardı ama acaba onlar da fareler gibi mi olacaktı yoksa insanda görülen hastalığa yakalanacaklar mıydı? İlk doğduklarında mutasyon taşıyan do-muz yavrularını sağlıklı olanlardan ayırt etmek olanaksız olduğu için domuz yav-rularını izleyip onlarda insanlarda görü-len belirtilerin ortaya çıkıp çıkmadığına bakacaklardı.
Mekonyum adı verilen ve zift kıva-mında olan siyah renkli bağırsak içeriği-nin doğumdan sonraki birkaç saat içinde vücuttan atılması gerekirken kistik fibroz hastalarının %10-15’inde, bağırsaklar-da ortaya çıkan bir tıkanıklık nedeniyle atılamaz. İkinci günün sonunda, sağlık-lı olan domuz yavruları kilo asağlık-lırken mu-tasyonu taşıyan yavrular kilo kaybetme-ye başladılar. Bu normal değildi, bir şeyler yanlış gidiyordu. Yavrulardan biri kusma-ya başlayınca vücudunda neler olup bitti-ğini anlamak için ameliyat edilmesine ka-rar verildi.
Domuzlar Missouri Üniversitesi’nde Dr. Prather’in liderliğinde üretilmişlerdi. Ameliyat için projenin asıl yürütüldüğü yer olan Iowa Üniversitesi’ne getirilmele-ri gerekiyordu.
Ekip zamana karşı yarıştığından onla-rı Iowa’ya götürmek üzere özel bir uçak hazır bekliyordu. Hayli zaman, emek ve para harcanarak elde edilen bu domuzlar çok değerliydiler. Bu noktaya yıllar sü-ren çalışmaların sonucunda ve milyon-larca dolar harcanarak ulaşılmıştı. Do-muz yavruları büyük bir özenle sekiz ki-şilik küçük uçağa yerleştirildiler. Uçağın varış noktası Iowa Üniversitesi Çocuk Hastanesi’nin bulunduğu Iowa City’di.
Uçak, Iowa City’nin yalnızca küçük uçakların inip kalkabildiği kent içindeki küçük havaalanına indi. Domuz yavrula-rı hiç zaman kaybedilmeden havaalanın-da onları bekleyen ambulansa aktarılarak hastaneye götürüldüler.
Ameliyathane hazırlanmıştı, ameliya-tı çocuk hastanesinin cerrahları yapacak-tı. Aralarında sindirim sistemi rahatsız-lıkları konusunda uzman olan Türk
dok-tor Aliye Uç da vardı. Operasyon eki-binin gerçekleştirmek üzere olduğu bu ameliyat normalde kistik fibroz hastası bebeklere yapılıyordu. Ama bugün ame-liyat masasında başka bir türün temsilci-si yatıyordu. Kistik fibroz mutasyonunu taşıyan domuz yavrusu, uyutularak ame-liyat masasına yatırıldı. Ameame-liyat bölgesi dışında vücudu yeşil ameliyat bezleriyle örtüldü. Her şey yeni doğmuş bir bebeğin ameliyatını andırıyordu.
Cerrahların ilk baktıkları yer kalın-bağırsağın başlangıcıydı. Bekledikleri gi-bi mutasyonu taşıyan domuzun bağır-sağında mekonyum birikmişti. Bu biri-kime kistik fibroz hastalarında da görü-len, bağırsaktaki bir daralma neden ol-muştu. Cerrahlar bu tür ameliyatları do-muzlarda birçok kez yapmış gibi büyük bir rahatlık içinde bağırsağın daralan ve probleme neden olan bölümünü kesip çı-kardılar. Ameliyat başarıyla tamamlandı. Ameliyattan çıkan domuz yavrusuna se-rum takıldı ve tüpünü koparmaması için özel hazırlanmış bir yelek giydirildi.
Kistik fibroz hastaları pankreas ye-tersizliği yaşadığı için domuz yavrusu-na ameliyattan sonra pankreas enzimle-ri ve ayrıca A, D ve E vitaminleenzimle-ri de veenzimle-ril- veril-meye başlandı. Pankreas dokusundan alı-nan doku örneğinde insanlarda görülene denk anormallikler saptandı. Ameliyat-tan ve özel besinler verilmesinden sonra yavru domuz yeniden büyümeye ve kilo almaya başladı.
Bu satırları yazdığım günlerde ilk do-ğan domuz yavrularından birinin
akci-ğerlerinde kistik fibroz hastalarında gö-rülen belirtiler ortaya çıktı. Ama şimdi-lik yalnızca bir hayvanda görüldü bu du-rum. Emin olunabilmesi için birkaç do-muz yavrusunun daha akciğer hastalı-ğına yakalanıp yakalanmayacağının be-lirlenmesi gerekiyor. Kistik fibrozlu do-muzlarda şimdiye kadar ortaya çıkan be-lirtilerin insan hastalığıyla %90 uyuştu-ğunu ve bundan sonra sürpriz bir sonu-cun ortaya çıkma olasılığının çok düşük olduğunu belirttiğimde, deneyimli bilim insanının yanıtı “yine de son sözü söyle-mek için daha çok veri elde etmemiz ge-rekiyor” şeklinde oldu. Akciğer hastalı-ğı da kesinleşince CFTR geninde mutas-yon taşıyan domuz kistik fibroz hastala-rında görülen belirtilerin tamamını ser-gilemiş olacak.
Bu aşamadan sonra yapılacakları sor-duğumda Welsh şöyle dedi “Bu nokta-da iki yol var. Bunlarnokta-dan birincisi CFTR mutasyonunu taşıyan domuzların na-sıl olup da bu hastalığa yakalandıklarını, yani hastalığın mekanizmasını çözmek; ikincisiyse hastalığın mekanizması hak-kında öğrendiklerimize dayanarak önlem ve tedavi yöntemleri geliştirmek, daha da önemlisi hastalığı daha gelişmeden önle-yebiliriz”.
Welsh’in bu söyledikleri yakın bir ge-lecekte gerçekleşirse bu insanlığa olağa-nüstü bir katkı ve tıpta önemli bir ilerle-me olacak. Yine onun gayretleri sonucun-da günümüzde Iowa eyaletinde doğanla-ra kistik fibroz tadoğanla-raması yapılıyor ve bu mutasyonu taşıyıp taşımadıkları doğum-dan sonraki bir kaç gün içerisinde belir-leniyor. Bütün bu gelişmeler kistik fibroz hastalarının 1950’li yıllarda altı ay olan ve tıptaki ilerlemelerle bugün 30-40 yıla ula-şan ortalama yaşam sürelerinin normal olan 70-80 yıla eninde sonunda çıkacağı-nın güçlü birer müjdecisi.
Welsh’le yaptığım röportaj sırasında, onun için yol gösterici olan yaşam felse-fesinin yaşamı değerli kılmak olduğunu söylemişti. Sanırım Welsh’in yaşam felse-fesi ve yaşam öyküsü bu satırları okuyan, belki de geleceğin bilim insanları olacak bilim sevdalıları için hem esin kaynağı ve hem de yol gösterici olacaktır.
Hücredeki CFTR geni Laboratuvarda mutasyona uğratlmış CFTR geni mutasyon Hücrede parça değişimi Parça değişiminden sonra hücre DNA’sına aktarılmış CFTR mutasyonu Geride kalan DNA’nın hücrede parçalanması
