DNA Mahremiyeti, Kalıtsal Hastalıklarınızla Başetmek için DNA'nızı Vermeli Misiniz?

Harvard'lı bilim adamı yaklaşan 'genomik çağın' müjdecisi mi yoksa tehlikeli bir başına buyruk mu? KAYNAK: Tony Luong

Çevrimiçi bir arkadaşlık uygulamasının sizi sadece yaş, boy ve şarap tercihlerinize uyan potansiyel partnerlerle değil, aynı zamanda genetik olarak uyumlu olduğunuz kişilerle de eşleştirdiği bir gelecek hayal edin. Fiziksel kimyanızın uyuşma olasılığı yüksek olan kişilerle değil - yanak çubuğuna dayanarak* bu konuda şüpheli iddialarda bulunan uygulamalar zaten mevcut - ama çocuklarınıza yıkıcı bir genetik hastalık geçirmeyeceğiniz kişilerle.

*23andme isimli uygulama kulak temizleme çubuğuna benzer bir çubukla sizden epitel hücre örneklerini sürüntü ile alıp DNA'nızı tahlil ediyor. Bu tahlil sayesinde atalarınızın göç yollarından tutun da potansiyel hastalık yatkınlıklarınıza kadar birçok konuda DNA'nıza dayanarak bilgiler sunuyor. Güvenilirliği tartışma konusu olsa bile, benzerleri içinde en çok öne çıkan ve en popüler olan uygulama bu.

Bu çekici bir şey değil; kesinlikle ilk buluşma sohbeti değil. Çoğu insan, kistik fibrozis ya da Tay-Sachs gibi nadir görülen bir hastalık için eşiyle aynı çekinik genetik mutasyonu taşıyan yüzde dördün arasında olduğunu ancak bebekleri bu hastalıkla doğduğunda ya da bu hastalıktan öldüğünde öğreniyor.

Çiftler, bebek sahibi olmaya karar verdikten sonra ve denemeye başlamadan önce genlerinin uyuşmadığını öğrenebilirler - ama zaten aşık olduktan sonra bu ne kadar kalp kırıcı olur? İlk etapta hiç tanışmamak ve diğer yüzde 96'lık kesimden vazgeçerek çiftleşebilecekleri kişileri seçmek çok daha basit.

Bu, başına buyruk Harvard genetikçisi Profesör George Church'ün vizyonu. Daha doğrusu Church'ün fikirleri arasında en az tuhaf olanlardan biri bu: insan nakline uygun organlar yetiştirmek için domuzları genetik olarak değiştirmek; insanlarda da aynısını yapmanın bir başlangıcı olarak köpeklerde yaşlanmayı tersine çevirmek; yünlü mamutu yeniden diriltmek. İnsan yaşamının tüm genetik kodunu yeniden yazmak.

Belki de bazılarının onu Tanrı'yı oynamakla suçlamasına şaşmamak gerek. Amerikalı komedyen Stephen Colbert 2012 yılında Church ile yaptığı röportajda "Çalışmalarınızın sonunda tüm insanlığı nasıl yok edeceğini düşünüyorsunuz?" diye şaka yaptı; Colbert daha sonra 2017'nin en etkili 100 kişisinden biri olarak listelendiği Time dergisi için yazdığı bir yazıda onu "Darwin ile Noel Baba'nın karışımı" olarak nitelendirdi (bir önceki yıl Nobel Ödülü için aday gösterilmişti).

Profesör George Church, laboratuvarında açık kapı politikası uyguladığı Harvard Tıp Fakültesi'nde fotoğraflandı KAYNAK: Tony Luong

64 yaşındaki Church, 1990'larda tüm insan genomunu dizilemeye yönelik uluslararası bir çaba olan İnsan Genomu Projesi'nin bir parçası olarak adını duyurdu - başka bir deyişle, tek bir insanı oluşturmak için gereken 6,4 milyar DNA harfinin tam sırasını belirlemek. Altı ülkedeki 20 laboratuvardan 1.000'den fazla bilim insanının 13 yıl süren bu çalışmayı tamamlaması yaklaşık 3 milyar dolar sürdü. Bugün, Church tarafından geliştirilen yeni nesil teknoloji sayesinde, bilimkurgu fotokopi makinelerine benzeyen son teknoloji NovaSeq makineleri kullanılarak bir genomun tamamı bir saatten kısa bir sürede dizilenebilmektedir.

2007 yılında Church'ün biyoteknoloji şirketi Knome, başlangıçta 350.000 dolar gibi dudak uçuklatan bir fiyatla tüm genom dizilemesini (WGS) doğrudan tüketicilere sunan ilk şirket oldu. O zamandan bu yana fiyatlar taban yaptı: 2016'da bir başka şirketi Veritas Genetics, doktor onayı ile tüketicilere yaklaşık 1.000 dolara WGS sunmaya başladı. Amaç ne? İnsanların hücrelerinde saklı olan sırları, anlamsız olanlardan (saç dökülmesine yatkınlıkları) işlevsel olanlara (bazı ilaçlara kötü tepki verme olasılıkları) ve korkutucu olanlara (kanser ve Alzheimer dahil olmak üzere 1.200'den fazla kısmen kalıtsal hastalığa yakalanma riskleri) kadar ortaya çıkarmak.

Pek çok insan bilmemeyi tercih ediyor; diğerleri ise her şeyi öğrenmek istiyor - ve artık herkes 23andMe gibi şirketlerden 149 sterlin gibi düşük bir fiyata posta yoluyla kit satın alabildiğinden, DNA testi artık bilim adamlarının himayesinde değil, akşam yemeği partilerinin sohbet konusu. Aradaki fark, bu daha ucuz testlerin 'genotipleme' yöntemine dayanmasıdır - genomunuzun yüzde birinden daha azının anlık görüntüsü, sadece zaten var olduğu bilinenleri arayarak sağlık ve hastalıkla bağlantılı küçük varyasyonların çoğunu gözden kaçırabilir. Örneğin, meme kanseriyle bağlantılı BRCA genlerinde binlerce mutasyon olabilir (Angelina Jolie, en zararlılarından birine sahip olduğunu keşfettikten sonra önleyici çift mastektomi** yaptırmaya karar verdi), ancak 23andMe bunlardan yalnızca üçünü tespit ediyor.

**Mastektomi: Meme dokularının çıkartılması operasyonuna verilen addır.

Church'ün hayal kırıklığına uğradığı üzere, DNA'mız hakkında daha fazla bilgi edinmek isteyen bizler bu farkı algılama eğiliminde değiliz. Ancak teknoloji açısından bu biraz üç tekerlekli bisiklet ile Tesla'yı karşılaştırmaya benziyor: tüm genomunuzun dizilenmesi vücudunuzun benzersiz ana planını üretiyor ve bu plan daha sonra yeni bir genetik keşif yapıldığında yeniden analiz edilebiliyor. Sadece sizin için yararlı olmakla kalmaz, araştırmalarda kullanılmak üzere diğer insanlarınkiyle bir havuzda toplanmasına izin verirseniz herkes için yararlı hale gelir.

Church on yılı aşkın bir süredir WGS'nin genomik çağı başlatmasını bekliyor: gezegendeki her bir insanın sağlığını dönüştüreceğine inandığı bir devrim. Yine de hala eşikte sallanıyoruz. Çünkü tavuk-yumurta durumundaki gibi, daha fazla insanı WGS'nin yapılmaya değer olduğuna ikna edecek sırları ortaya çıkarmak için bilim insanlarının daha fazla genomu ellerine geçirmeleri gerekiyor.

Milyarlarca olmasa bile milyonlarca. İşte bu nedenle Church'ün Kasım 2018'de faaliyete geçen son girişimi Nebula Genomics, herkese tüm genomlarını ücretsiz olarak dizileme seçeneği sunuyor. (Şu anda Amerika'da bu hizmeti vermeye başladı, ancak bu yıl içinde dünyanın geri kalanına da sunulması bekleniyor). Şimdi tek yapması gerekenin 'insanların bunu neden istemeleri gerektiğini anlayacakları kadar iyi açıklamak' olduğunu söylüyor.

1.80 boyundaki Church, gri yelesi, bir tutam sakalı ve ısınmamanın mümkün olmadığı sevimli tavırlarıyla birden fazla açıdan bir bilim devi. Florida'nın çamurlu bölgelerinde yetişmiş olan Church'ün sesinde derin, yumuşak bir tını var ve bu tını o kadar çok cümlenin sonunda güven verici bir "değil mi?" sorusuna dönüşüyor ki en radikal fikirler bile kısa sürede makul görünüyor.

Hiç sır saklamıyor. Kendi genomu ve tıbbi geçmişi herkesin görebilmesi için web sitesinde yer alıyor - çocukken disleksi ve gençken narkolepsi teşhisi konmuş, 40 yaşında kalp krizi geçirmiş ve 2004'ten beri kesinlikle vegan - ve bilim insanları arasında nadir görülen bir şekilde, nazikçe soran herkese uzattığı özgür laboratuvarında açık kapı politikası yürütüyor. Gazeteciler de buna dahil.

Church bana Aralık ortasında, Nebula'nın fırlatılmasından üç hafta sonra etrafı gezdiriyor. Buzdolabının üzerine Darwin'in bir resmi yapıştırılmış ve üzerinde 'Evrimleşin artık' yazıyor - burada evrimin son sürat ilerlediği düşünülürse bu biraz gereksiz. "Burası benim giremediğim bir oda," diyor kapalı bir kapının ardında öğrencilerin kansere dönüşmüş kendi hücreleri üzerinde tedavileri test ettiği bir odada. "Şu en soldaki köşede, mühendislik ürünü domuzların ilk klonlamasını yaptığımız yer vardı." Kurucularından olduğu 25 şirketten bir diğeri olan eGenesis, şu anda klinik deneyler için organ üretiyor.

Genlerde İleriye Dönük 4 Adım:

Kan kanseri

CAR-T tedavisi, çocukluk çağı kanserinin en yaygın türü olan bir tür akut lenfoblastik lösemili çocuk ve gençlerde kullanılmak üzere kısa süre önce NHS(İngiltere Sağlık Bakanlığı) tarafından onaylandı. Terapi, hastanın kendi T-hücrelerinin (bir tür bağışıklık hücresi) toplanması, kanser hücrelerine saldırmaları için genetik olarak değiştirilmesi ve hastanın kan dolaşımına yeniden verilmesi yoluyla çalışır.

Sıtma

Imperial College London'daki araştırmacılar, sıtma bulaştıran dişi Anopheles gambiae sivrisineklerinde üremeyi engellemek için Crispr adlı bir gen düzenleme aracını başarıyla kullandılar. Gen sürücüsü olarak bilinen genetik mühendisliğinin bir kategorisi olan bu yöntem, sivrisinek popülasyonlarını tamamen ortadan kaldırma potansiyeline sahiptir; ancak vahşi doğada test edilebilmesi için beş ila 10 yıl geçmesi gerekecektir.

HIV

'Londra Hastası' olarak bilinen bir İngiliz'in, HIV'e karşı doğal bağışıklığı olan (bazı insanlarda gen mutasyonu yoluyla ortaya çıkan) bir donörden kök hücre almasının ardından, virüsün bağışıklık sistemlerine bağlanmasını durdurmak için HIV pozitif hastaları genetik olarak düzenlemek ufukta görünebilir. Bu ayın başlarında doktorlar hastanın 18 aydır hastalıktan uzak olduğunu söyledi.

Körlük

Nadir görülen, kalıtsal bir retinal körlük türünün tedavisine yönelik bir gen terapisi olan Luxterna, kısa süre önce AB düzenleyicilerinden onay aldı. Bu, belirli bir genin düzeltici bir kopyasının doğrudan hastanın retina hücrelerine enjekte edilmesiyle çalışan tek seferlik bir terapidir.

Bir de 'mini beyinler' var: yine kendi kök hücrelerinden laboratuvarda üretilmiş ('Ben onların en sevdiği kobaylardan biriyim'), geniş sıvı nitrojen tanklarında asılı duran ve aniden şaşırtıcı bir tıslamayla basınçlarını serbest bırakan serebral 'organoidler'. Nihayetinde bu hücreler, hangi genlerin Alzheimer ve Parkinson gibi hastalıkları etkilediğini (ve belki de düzeltebileceğini) anlamaya yönelik bir girişimde kullanılıyor. Bu arada Church, "Beynimin ne zaman vücudumun dışında, içinde olduğundan daha fazla kalacağına dair bir bahis havuzumuz var" diyor. "O zaman bir satranç oyununda ona meydan okuyacağım.

Church şu anda insanların WGS hakkında konuşmasını ve yeterli sayıda insanın bunu benimsemesi halinde sağlayacağı faydalardan bahsetmek istiyor - genetik eşleştirme bunlardan sadece biri olacak ve kistik fibroz gibi 7.000 ciddi Mendel (tek genli) hastalığın tamamen ortadan kaldırılmasına yardımcı olacak.

Kendisi 23andMe ile Tinder'ı birleştiren bir uygulama yaratmak üzere değil ama bu fikir o kadar da uzak değil: Dört çocuğunu Tay-Sachs nedeniyle kaybeden Haham Josef Ekstein tarafından 1980'lerde kurulan bir Yahudi evlilik öncesi tarama hizmeti olan Dor Yeshorim, en yaygın olarak etkilediği Aşkenaz Yahudi nüfusu arasında nörodejeneratif hastalığı neredeyse tamamen ortadan kaldırdı. Church, "Çok sayıda insan flört servislerini kullanıyor, dünyanın belli bir kesimi görücü usulü evlilik yapıyor" diyor. "Çıkmayı düşüneceğimiz kişilerin kısa listesine karar verirken biraz yardım alacağımıza inanmanın hayalperestlik olduğunu düşünmüyorum.

Sağlık Bakanı Matt Hancock, bu yılın Ocak ayında Hükümetin genomik gönüllülük programını başlattı KAYNAK: getty

Church, kendi eşi Harvard'lı genetikçi Ting Wu ile yüksek lisans okulunda tanıştı ve laboratuvarları şu anda üniversitenin cam cepheli Yeni Araştırma Binası'nda bir katı paylaşıyor. 1991'de kızları Marie doğduğunda, Church hâlâ WGS üzerinde çalışıyordu. Ancak yirmi yıl kadar sonra, bir vücut ürünleri girişimcisi olan Marie ve kocası, kendi ailelerini kurmadan önce genomlarını dizilemişler. Ne mutlu ki, birbirlerinin yüzde 96'sında yer alıyorlardı: Church bana şu anda dört ve bir yaşında olan torunlarının fotoğraflarını gösteriyor; torunları Boston'un varlıklı semti Brookline'da hemen yan komşusu olarak yaşıyorlar.

Church ile geçen yıl kendi genetik geçmişimi araştırırken, annem ve ben AncestryDNA testi yaptırdıktan sonra (şu anda Amazon'da £89'a satılıyor) karşılaştım. Annemin hiç bilmediği biyolojik babasını bulmak için tükürük örneklerimizi şirketin veri tabanıyla eşleştirilmek üzere gönderdik (bu süreç hakkında bu yılın başlarında bu dergide yazmıştım).

MIT Technology Review dergisinin analizine göre, 2018 yılında önceki yılların toplamında olduğu kadar çok kişi posta yoluyla DNA testi yaptırdı; yani yaklaşık 26 milyon kişi verilerini önde gelen dört ticari veri tabanına (Ancestry, 23andMe, FamilyTreeDNA ve MyHeritage) ekledi.

Genomik sözlük

İnsan genomu

Vücudun tüm benzersiz genetik talimatları 6,4 milyar DNA harfinden oluşur ve bu küçük bir örnektir.

Genotipleme

Genlerinizin belirli belirteçlerde bir 'referans genom' ile karşılaştırıldığı daha ucuz bir DNA analizi şekli. 23andMe gibi posta yoluyla DNA testi yapan şirketler tarafından kullanılır. 

Tüm genom dizileme (WGS)

Genomunuzdaki her harfin tam sırasını belirleme ve analiz etme süreci. Yakında İngiltere'de Nebula (nebula.org) ve NHS tarafından sunulacak.

Bu hızla giderse, bu şirketler 2021 yılına kadar 100 milyondan fazla insanın genetik verilerine sahip olabilir ve bu da büyük etik ve gizlilik endişelerine yol açabilir. Çünkü (benim ailemin yaptığı gibi) vazgeçmediğiniz sürece, çoğunun iş modeli bu verileri anonimleştirmek ve daha sonra üçüncü taraf araştırmacılara satmaktır. İlaç devi GlaxoSmithKline geçen yıl 23andMe'den 300 milyon dolarlık bir hisse satın alırken, AncestryDNA uzun ömür verilerini Google'ın yan kuruluşu Calico ile paylaşmak üzere bir anlaşma yaptı.

Bu verilerin eninde sonunda kimin eline geçeceğini merak etmemek hayal gücünün yetersizliği olurdu. Church'ün start-up'ı Nebula da bu noktada devreye giriyor. Bu yılın ilerleyen günlerinde Birleşik Krallık'taki müşteriler web sitesine kaydolabilecek ve 75 sterlin karşılığında genomlarının çıkarılacağı, sıralanacağı, şifreleneceği ve ardından blok zincirinde (bitcoin gibi kripto para birimlerinin arkasındaki teknoloji) güvenli bir şekilde saklanacağı bir tükürük örneği alma kiti sipariş edebilecekler.

Bu, bazı rakip şirketlerin aksine, genetik kodunuzun tam sahipliğini ve kontrolünü elinizde tuttuğunuz anlamına gelir. Bunu doktorunuzla paylaşmayı seçebilirsiniz, ancak açık izniniz olmadan araştırmacılarla paylaşılamaz. Eğer kâr amaçlı bir araştırmaya katılırsanız, ganimetin bir kısmını paylaşırsınız.

Church, Nebula'nın nihayet fiyat, tıbbi kalite ve mahremiyetin tatlı noktasına ulaştığına ve bilim insanlarının üstel sıçramalar yapması için yeterli sayıda insanın genomlarını dizilemesine neden olacağına inanıyor. Nebula'nın web sitesini ziyaret ettiğimde tahmini 15.000 kişi kayıt yaptırmıştı - ben de test edilmek üzere bir tükürük örneği verdim ve sonuçları bekliyorum.

NHS de bu büyük gen yarışına dahil oldu. Ocak ayının sonunda Sağlık Bakanı Matt Hancock, NHS'nin kanser ve bunama dahil olmak üzere çeşitli hastalıklara yakalanma risklerini tahmin etmek isteyen sağlıklı kişilere DNA dizileme hizmeti satacağı (ve ciddi hastalıkları olan kişilere ücretsiz olarak sunacağı) bir 'genomik gönüllülük' programının başlatıldığını duyurdu.

Bu kişilerin anonimleştirilmiş verileri, Sağlık ve Sosyal Bakım Bakanlığı'na ait olan ve halihazırda nadir hastalıklara ve yaygın kanserlere sahip hastalardan 100.000 tüm genomu dizilemiş olan Genomics England'daki araştırmacılarla paylaşılacak ve bu da onu ilişkili klinik verilerle birlikte dünyanın en büyük genomik veritabanı haline getirecek. Önümüzdeki beş yıl içinde Birleşik Krallık'ta beş milyon genomun dizilenmesi planının ötesinde, hizmetin ne zaman başlayacağı ya da nasıl işleyeceği henüz bilinmiyor.

Hancock, 'Dizilenen her genom bizi hayat kurtaran tedavilerin kilidini açmaya bir adım daha yaklaştırıyor' dedi. Eleştirmenler bunun NHS'nin temel bir ilkesini ihlal ettiğini iddia ediyor - iki kademeli bir sistem yaratarak, parası olan kişilerin diğerlerine verilmeyen hizmetlere erişebilmesini sağlıyor. Bununla birlikte, pek çok genetikçi, alım arttıkça maliyetlerin düşeceğini, yani bebeklerin DNA testinin sonunda topuktan iğne testi kadar normal olabileceğini tahmin ediyor (aralarında kistik fibrozun da bulunduğu dokuz doğumsal hastalık için).

Cambridge yakınlarındaki Wellcome Genome Campus ve Sanger Enstitüsü'nde toplum ve etik araştırmaları başkanı olan Dr. Anna Middleton, "Ancak bu dizilerin her birinin arkasında bir insan var" diyor. Genetik verilerin klinik ve yaşam tarzı geçmişi ile birleşimi 'çok, çok, çok değerli bir veri seti' oluşturuyor. O kadar değerli ki, "Bu verilerin sonu nereye varabilir?" diye düşünmeye başlıyorsunuz.

Geçen yıl Genomics England çok sayıda yabancı hacker saldırısını savuşturduğunu doğruladı; buna kıyasla Facebook'un arkadaş listenizle ne yaptığı konusunda endişelenmek önemsiz bir şey.

Genomunuzun size hiç bilmek istemediğiniz bir şey söyleme tehlikesi de var. Middleton daha önce NHS'de genetik danışman olarak çalışmış ve bunama, Parkinson ya da kanser gibi bir hastalığın ortaya çıkması durumunda ailelere bunun psikolojik yansımaları konusunda yardımcı olmuştur. "Sizi potansiyel olarak öldürebilecek gerçekten korkunç bir şeye kalıtsal yatkınlığınız olması ne anlama geliyor?" diye soruyor. Sadece sizi değil, aynı genleri paylaştığınız sevdiklerinizi de.

Middleton, araştırmasında, herkesin genomik testleri acilen benimsemesini isteyen genetik bilimciler (genellikle erkek) ile 'Hayır, parçaları kliniğimde toplamam gerekiyor' diyen genetik sağlık klinisyenleri ve danışmanları (genellikle kadın) arasında çarpıcı bir bölünme olduğunu belirtiyor.

"Genomik, yapbozun çok faydalı bir parçası olabilir" diyor, "ancak her şeyi orantılı bir şekilde ele almamız gerekiyor. Herkesin genomunu dizilemeye başlamadan önce çözülmesi gereken pek çok dünya krizi var. Ancak Church'e göre bundan daha önemli pek az şey olabilir - ve mesele dünyadaki herkesin dizilenip dizilenmemesi değil, ne zaman dizilenmesi gerektiği. Geleceği görmüş ve bizi de kendisiyle birlikte oraya götüren bir adamın gülümsemesiyle 'Bu alanı izleyin' diyor.

Kaynak: https://tinyurl.com/5aaxdtaa