Bilim Adamları, Farelerde İç Kulaktaki Tüy Hücrelerine Gen Aktarmak için Yeni Bir Yol Geliştirdi

0
220

Harvard Tıp Fakültesi ve Massachusetts Genel Hastanesi’nden bilim insanları, yeni bir yöntem kullanarak gen terapisiyle, işitme ve denge sisteminin her ikisini de etkileyen genetik koşulla doğan farelerde, kısmi işitme ve denge sağlamayı başardılar.

Bu yeni model, tüy hücrelerine ulaşmak için uzun süredir karşılaşılan; iç kulaktaki sesleri ve kafa hareketlerini yakalayan ve işitme/denge için nöral sinyallere dönüştüren sensörlerle ilgili bir engeli aşmayı sağlıyor. Bilindiği gibi bu hücrelerin tedavi edilmesi, önceki gen aktarma yolları ile zor oluyordu.

Araştırma ekibinin bulguları, Molecular Therapy‘nin Şubat ayı sayısında yayınlandı. Bu tedavi yolu ile işitme ile ilgili belirgin kazanç sağlandığı ve total işitme kayıplı farelerin, yüksek sesli sohbete eşdeğer sesleri duymasının sağlandığı gösterilmiştir.

Aynı sayıda bu araştırmaya eşlik eden eleştiriler de bulunuyor.

Araştırmacılar, bu yaklaşımın insanlarda kullanılmasından henüz çok uzak olduğunu, ancak gen terapisinin, genetik ve sonradan edinilmiş total işitme kaybının çeşitli biçimlerini yaşayan insanların işitmelerini düzeltme vaadi taşıdığını söylüyor. Hastalık Kontrol ve Ön izleme Merkezi’ne göre her yıl 1.000 bebekten 1’inde işitme problemi ile karşılaşılıyor ve 30 milyon Amerikalı işitme kaybı yaşıyor.

Gen terapisi yoluyla işitmenin düzeltilmesi arayışında olan bilim insanları; uzun zamandır tüy hücrelerine gen aktarımı ile iyileştirmenin yollarını arıyor. Önceki yaklaşımlarda, iç kulaktaki bir takım tüy hücrelerine ulaşmak sadece marjinal etki sağlıyordu, ancak işitme için eşit derecede kritik olan farklı alt yapılar büyük ölçüde aşılmaz kalıyordu.

Araştırmanın ilk araştırmacısı olan nörobiyolog David Corey ve diğer araştırmacı HMS’de Translasyonel Tıp Bilimi Profesörü Bertarelli; “İşitme kaybını tedavi etmek için, her bir tüy hücresi için uygun bir aktarım mekanizması bulmamız gerek.” diyor.

Araştırmacılar bunu başarmak için adeno-ilişkili virüsü (AAV) kullandı. Bu virüs, retinal bozukluklar için gen aktarım yolu olarak kullanılmıştır ancak şimdiye kadar tüy hücreleri üzerinde çok daha az etkili olduğu görülmüştür.

AAV’yi iç kulağa gen aktarma yolu aracı olarak kullanan araştırmacılar, ekzozomlar olarak adlandırılan koruyucu kabarcıklara sarılmış virüs formunu kullandı. Bu yaklaşım; HMS’nin Mass General’deki nöroloji asistan profesörü, Casey Maguire ve Mass General’deki HMS Nöroloji Profesörü, Xandra Breakefield tarafından yakın zamanda geliştirilmiştir.

Maguire ve meslektaşları hücreler içinde AAV virüsü geliştirdiler. Bu hücreler ekzozomlardan (virüsün içinde hücre zarından oluşan kabarcık) oluşup, virüsü içeriye taşırlar. Virüs etrafındaki zar, hücre reseptörlerine bağlanan proteinlerle kaplanır. Maguire, sarılan AAV formunun veya ekzo-AAV’nin, tüy hücrelerinin yüzeyine daha kolay bağlanmasına ve onlara daha etkin bir şekilde ulaşmasına neden olabileceğini söyledi.

Araştırma ile ilgili en kıdemli araştırmacı olan Maguire; “Güncel yaklaşımlardan farklı olarak, virüsü değiştirmedik. Bir diğer deyişle doğrudan değiştirmedik, bunun yerine virüsün içine bir araç verdik. Böylece iç kulak içinde, virüs gezinebilir ve önceden dirençli olan hücrelere erişebilir.” diyor.

Araştırmacılar, ekzo-AAV’nin laboratuar deneylerinde, tüy hücrelerinin yüzde 50-60’ına nüfuz ettiğini gözlemledi. Buna karşılık, AAV’nin, tek başına tüy hücrelerinin yüzde 20’sine ulaştığı görüldü.

Canlı hayvanlarla yaklaşımı test eden araştırmacılar, tüy hücrelerinin fonksiyonu için kritik geni olmadan doğan farelerle çalıştılar. Bu hayvanlar, gür sesleri dahi duyamaz ve dengeleri zayıftır.

Araştırmacı Bence György ve Cyrille Sage, çalışma hakkındaki ilk yazarlar, doğumdan kısa süre sonra fare yavrularının kulağına ekzo-AAV enjekte ettiler.

Tedavi sonrası yapılan testler, genin tüy hücrelerinin yüzde 30 ile 70’ine ulaştığını ve hem iç hem dış tüy hücrelerine girdiğini göstermiştir.

Tedaviden bir ay sonra; işitme için standart bir davranış testi olan yüksek alkışa, 12 farenin 9’u farklı işitme seviyelerinde şaşırıyordu. 4 tanesi, yüksek sesli konuşmanın eşdeğeri olan 70-80 dB şiddetindeki sesleri duyabiliyordu.

Tüy hücreleri de denge için kritik olduğundan, tüy hücrelerinde hasar veya eksiklik olan farelerde denge anormallikleri görülmektedir. Tedavi edilen fareler, tedavi edilmeyenlerle karşılaştırıldığında; tedavi edilen farelerin dengesinin önemli derecede iyileştiği gösterildi.

Araştırma ekibi, tüy hücrelerinin daha büyük bir bölümüne ulaşmak için gen aktarım yolu tekniğini geliştirmeyi planlıyor. Bilim insanları, total işitme kaybına ve körlüğe neden olan koşullar dahil olmak üzere, bu yaklaşımı diğer işitme kaybı tiplerinde de test edecekler.

Kaynak

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/01/170126120504.htm

Yazının içindeki kaynak

Bence György, Cyrille Sage, Artur A. Indzhykulian, Deborah I. Scheffer, Alain R. Brisson, Sisareuth Tan, Xudong Wu, Adrienn Volak, Dakai Mu, Panos I. Tamvakologos, Yaqiao Li, Zachary Fitzpatrick, Maria Ericsson, Xandra O. Breakefield, David P. Corey, Casey A. Maguire. Rescue of Hearing by Gene Delivery to Inner-Ear Hair Cells Using Exosome-Associated AAV. Molecular Therapy, 2017; DOI: 10.1016/j.ymthe.2016.12.010

Bir Cevap Yazın