Kronik Ağrılar İçin Yeni Bir Gen Terapisi Yöntemi Geliştirildi

California San Diego Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, ağrıyı algılamada rol oynayan bir geni geçici olarak baskılayarak çalışan yeni gen terapisini geliştirdiler. Araştırmacıların fareler üzerinde denediği bu yeni yöntemde, ağrı toleransı artırılarak ağrıya karşı duyarlılık düşürüldü ve aylarca uyuşmaya neden olmadan rahatlama sağlandı. Araştırmacılar bulgularını Translational Medicine’de 10 Mart’ta yayınlanan bir makalede bildirdiler. Vücutta morfin gibi etki gösteren opioidler, ağrı kesici olarak kullanılır. Bu çalışma bulgularına göre Opioidler kullanılmadan, kronik ağrı için gen tedavisi bağımlılık yapmayan yeni bir alternatif yol sunulabilir.  

UC San Diego Jacobs Mühendislik okulundan biyomühendislik mezunu olan ilk yazar Ana Moreno, ‘‘Opioidler, insanları zamanla ağrıya daha duyarlı hale getirerek, giderek daha yüksek dozlara güvenmelerine neden olabilir. Etkili, uzun ömürlü ve bağımlılık yapmayan bir tedaviye ihtiyaç var.”

Ana Moreno, UC San Diego biyomuhendislik profesörü Prashant Mali’nin laboratuvarında doktora öğrencisiyken çalışmanın fikri çıktı. Prof. Prashant Mali, CRISPR tabanlı gen terapisi yaklaşımlarını nadir ve yaygın insan hastalıklarına uygulanma olasılığını araştırıyordu. Moreno’nun projesi, potansiyel terapötik yolları keşfetmeye odaklıydı. Bir gün, insanların acı çekmesine neden olan genetik bir mutasyonla ilgili bir yazıyla karşılaştı. Bu mutasyon, omurilikteki ağrı ileten nöronlarda NaV1.7 adı verilen proteini etkisiz hale getiriyordu. Fonksiyonel NaV1.7 bulunmayan kişilerde, sıcak veya keskin bir şeye dokunmak gibi duyumlar ağrı olarak kaydedilmez. Öte yandan, NaV1.7’nin aşırı ekspresyonuna yol açan bir gen mutasyonu, bireylerin daha fazla ağrı hissetmesine neden olur.

Moreno ‘‘ Bu geni hedefleyerek, ağrı fenotipini değiştirebiliriz. Ayrıca bu genin sadece ağrı oluşumuna karışması da harika. Bu mutasyonda gözlenen ciddi yan etkiler yoktur.’’

KALICI OLMAYAN GEN TEDAVİSİ

Moreno, tezinin bir parçası olarak CRISPR gen düzenleme aracını kullanarak gen baskılama üzerinde çalışıyordu. Spesifik olarak, DNA kesme yeteneği olmayan ‘ölü’ Cas9 olarak adlandırılan bir CRISPR türü üzerinde çalışıyordu. Bu tür, DNA’yı kesmek yerine hedef gene tutunup ifade edilmesini engeller. Moreno, NaV1.7’yi kodlayan geni baskılamak için bu yaklaşımı kullanma fırsatı gördü. ‘‘Herhangi bir geni kesmiyor, bu nedenle genomda kalıcı bir değişiklik yok. Acı hissetme yeteneğinizi kalıcı olarak kaybetmek istemezsiniz. CRISPR gen düzenleme ile ilgili en büyük endişelerden biri hedef dışı etkilerdir. DNA’yı kestikten sonra geri dönemezsiniz. Ölü Cas9 ile geri dönüşü olmayan bir şey yapmıyoruz.’’

Ayrıca çalışmanın kıdemli yazarlarından Mali, ölü Cas9’nın bu kullanımının yaygın hastalıkları ve kronik rahatsızlıkları hedef almak için gen terapisinin kullanılmasına kapı açtığını söylüyor. ‘‘ Bazı yaygın hastalıklarda sorun, bir genin yanlış ifade edilmesidir. Onu tamamen kapatmak istemezsiniz. Ama bu genin dozunu azaltabilirseniz, onu patojenik olmayacak bir seviyeye getirebilirsiniz. Burada yaptığımız budur. Ağrı fenotipini tamamen ortadan kaldırmayız, onu söndürürüz.’’

Moreno ve Mali, UC San Diego’da geliştirdikleri bu gen terapisi yaklaşımını kliniğe çevirmek için çalışmak üzere yan şirket Navega Therapeutics’i kurdular. UC San Diego Top Fakültesi’nde ağrı sistemleri uzmanı ve anesteziyoloji ve farmakoloji profesörü Tony Yaksh ile ekip oluşturdular. Yaksh, Navega’nın bilimsel danışmanı ve çalışmanın eş-kıdemli yazarıdır.

İLK LABORATUAR ÇALIŞMALARI

Araştırmacılar, NaV1.7’yi kodlayan geni hedeflemek ve bastırmak için bir CRISPR ölü Cas9 sistemi tasarladı. İnflamatuar ve kemoterapiye bağlı ağrılı farelerin spinal sistemlerine enjeksiyonla uyguladılar. Bu fareler, gen terapisi almayan farelerden daha yüksek ağrı eşikleri gösterdi; ağrılı uyaranlardan (sıcak, soğuk veya basınç) bir pençelerini geri çekmede daha yavaş ve yaralandıktan sonra onu yalamak veya sallamak için daha az zaman harcadılar.

Tedavi çeşitli zamanlarda test edildi. İltihaplı ağrılı farelerde 44 hafta ve kemoterapiye bağlı ağrısı olanlarda 15 hafta sonra hala etkiliydi. Araştırmacılar, sürenin uzunluğunun hala test edildiğini ve uzun ömürlü olmasının beklendiğini söylediler. Ayrıca, tedavi edilen fareler hassasiyetini kaybetmedi veya motor fonksiyonunda herhangi bir değişiklik göstermedi.

Araştırmacılar sonuçlarını doğrulamak için, CIRSPR’dan daha eski bir teknik olan çinko parmak proteinleri adı verilen gen düzenleme aracını kullandılar. Bu teknikte araştırmacılar, benzer şekilde gen hedefine bağlanan ve NaV1.7’nin ekspresyonunu bloke eden çinko parmaklar tasarladılar. Farelerde çinko parmakların spinal enjeksiyonları, CRISPR-ölü Cas9 sistemiyle aynı sonuçları verdi.

Prof. Mali, ‘‘Her iki yaklaşımın da işe yaraması bizi heyecanlandırdı. Çinko parmak proteinlerinin güzelliği, bir insan proteininin iskelesi üzerine inşa edilmiş olmalarıdır. CRISPR sistemi, bakterilerden gelen yabancı bir proteindir, bu nedenle bir bağışıklık tepkisine sebep olabilir. Bu yüzden çinko parmakları da keşfettik. Kliniğe daha fazla tercüme edebilecek seçeneğimiz var.’’

Araştırmacılar, bu çözümün diyabetik polinöropati, eritromelalji, siyatik ve osteoartrit dahil olmak üzere NaV1.7’nin artan ekspresyonundan kaynaklanan çok sayıda kronik ağrı durumunda işe yarabileceğini söylüyor. Kemoterapi gören hastalar için de rahatlama sağlayabilir.

Yaksh, kalıcı olmayan etkileri nedeniyle, bu terapötik platformun uzun süreli ( haftalar ile aylar arasında) ancak geri dönüşlü ağrı koşullarına sahip büyük bir hasta popülasyonuna yönelik yetersiz karşılanan bir ihtiyacı karşılayabileceğini söyledi. ‘‘  Ağrının yara iyileşmesiyle çözülebileceği genç sporcuyu veya yaralı savaşçıyı düşünün. Bu insanlardaki acıyı hissetme yeteneğini özellikle uzun yaşam beklentisine sahiplerse kalıcı olarak ortadan kaldırmak istemeyiz. Bu CRISPR/ ölü Cas9 yaklaşımı, bu popülasyona alternatif bir terapötik bir müdahale sunuyor, bu ağrı yönetimi alanında büyük bir adımdır.’’

UC San Diego ve Navega’daki araştırmacılar bundan sonra NaV1.7’yi kodlayan insan genini hedeflemek için her iki yaklaşımı da optimize etmek için çalışacaklar. İnsan olmayan primatlarda etkinlik ve toksisiteyi test etmek için denemeler yapılacaktır. Araştırmacılar, IND için başvuruda bulunmayı ve birkaç yıl içinde insan klinik araştırmalarına başlamayı bekliyorlar.

Kaynaklar

1. University of California – San Diego. (2021, March 10). With gene therapy, scientists develop opioid-free solution for chronic pain. ScienceDaily. Retrieved March 12, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210310150405.htm

• Ana M. Moreno, Fernando Alemán, Glaucilene F. Catroli, Matthew Hunt, Michael Hu, Amir Dailamy, Andrew Pla, Sarah A. Woller, Nathan Palmer, Udit Parekh, Daniella McDonald, Amanda J. Roberts, Vanessa Goodwill, Ian Dryden, Robert F. Hevner, Lauriane Delay, Gilson Gonçalves dos Santos, Tony L. Yaksh, Prashant Mali. Long-lasting analgesia via targeted in situ repression of NaV1.7 in mice. Science Translational Medicine, 2021; 13 (584): eaay9056 DOI: 10.1126/scitranslmed.aay9056