Gen Terapisi Nedir?
Eksik ya da hatalı protein üretimine neden olan, bozuk gen taşıyan hücreye normal geni
yerleştirme yöntemine gen terapisi ya da gen tedavisi denir. Gen tedavisi, hastalıklar
nükleotid düzeyinde tedavi etmeyi amaçlar. Gen tedavisinin en yaygın biçimi,
mutasyona uğramış bir genin fonksiyonunun düzenlenmesi için belirsiz bir genomik
bölgeye fonksiyonel genlerin bir vektör aracılığıyla eklenmesidir.
Gen Terapisinin Tarihçesi
Gen tedavisi fikri ilk kez 1970 yılında, retrovirüslerin RNA’ları üzerinde çalışan,
MARTINE CLINE tarafından ortaya konmuştur. Martine Cline, virüslerin
transformasyon mekanizmalarını incelediğinde, virüslerin genetik materyallerini konak
hücre genomuna aktardığını keşfederek, hücrelere gen transfer işlemlerini
gerçekleştirmek için bir araç olarak kullanılabileceklerini belirtmiştir (Baltimore 1970).
1980'lerin başında retroviral tabanlı gen transferinin geliştirilmesine önemli katkıda
bulunmuş ve genlerin in vitro ve in vivo olarak yüksek verimlilikte transfer
edilebileceğini göstermiştir (Williamson 1982).
Bu gelişmelerle birlikte, ilk insan gen tedavisi 1982 yılında, Martine Cline tarafından Talasemi hastalığı için gerçekleştirilmiştir (Wade 1981). Daha sonra 1990 yılında ağır
kombine immün yetmezlik (SCID) hastalığında Michael Blaese ve William French
Anderson tarafından ADA (Adenosine deaminase) geni taşıyan retrovirus vektörü ile
yapılmış gen tedavisi uygulamaları sonucunda 2 çocuğun tam olarak tedavisi
sağlanmıştır (Blaese vd. 1995). Gen terapi ile ilgili tarihsel gelişmeler Şekil 1.1’de
gösterilmiştir.
Şekil 1.1 Gen terapisiyle ilgili tarihsel gelişmeleri gösteren çizelge
Gen Terapi İlaçları
2003 yılında gen tedavi kaynaklı bir ürünün klinik uygulamasını onaylayan ilk ülke Çin
olmuştur. SiBiono Gene Tech Co. firması tarafından geliştirilen ve ilk ticari gen tedavi
ürünü onayına sahip Gendisin, E1 geni insan p53 cDNA’sı ile değiştirilmiş bir
adenoviral vektördür ve baş-boyun yassı hücreli karsinom tedavisinde kullanımı
onaylanmış non-replikatif (replikasyon özelliği olmayan) bir virüstür.
Kanser hücrelerinde p53 geni yoksun olduğundan hücrelere kontrolsüz bir şekilde
çoğalır. Dolayısıyla bu genin adenovirus aracılı hücrelere kazandırılması (Gendisin)
hücre çoğalmasını durdurup kanserli hücrelerin ölmesine sebebiyet vermesi beklenir. Bu
gen tedavi yöntemi kemoterapiyle (sinerjistik etki) kombine olarak uygulanır.
Bu noktada dikkat edilmesi gereken husus, Çin Gıda ve İlaç Kurumu (SFDA)’nun
Gendisin’i standart faz 3 klinik denemelerin datalarını almadan onaylamış olmasıdır.
Dolayısıyla bu durum başlangıçta Gendisin tedavisinin etkinliği konusunda yoğun
tartışmalara neden olmuştur.
2004 yılında, Ark Therapeutics Group plc isimli bir firma, gen bazlı ilaçlar (Cerepro)
için ticari ilaç üretmek amacıyla Avrupa’da ilk GMP sertifikası alan firma olmuştur.
Cerepro, Herpes simplex virus timidin kinaz (HSV-tk) geni içeren bir adenoviral vektör
olup, malignant beyin tümörlerinin tedavisinde kullanılması amacıyla Ark Therapeutics
Group plc tarafından geliştirilmiştir.
Cerepro’nun klinik etkinliği, 2a ve 2b olmak üzere iki ayrı faz 2 klinik testlerinde
değerlendirilmiş ve 2008 yılında faz 3 klinik testleri de tamamlanınca, faz 3 denemesi
tamamlanan ilk adenoviral vektör olma özelliğini kazanmıştır. Cerepro’nun etki
mekanizması Şekil 1.2’de gösterilmiştir.
Şekil 1.2 Cerepro’nun etki mekanizmaları (Şanlıoğlu 2014 Ders Notu)
19 Temmuz 2012’de, EMA (Avrupa Tıbbi Ürünler Ajansı) ilk defa bir gen tedavi
ürününü (Glibera) Avrupa Birliği’nin onayına sunmuştur. Glibera, Amsterdam
Molecular Therapeutics şirketi tarafından geliştirilmiş olup, şuan UniQure aracılığıyla
piyasaya çıkarılmaktadır.
Glibera, şiddetli lipoprotein lipaz yetmezliğinin tedavisinde kas dokularında lipoprotein
lipaz eksprese eden, genetik olarak modifiye edilmiş bir adeno-assosiye viral vektördür.
Glibera, İnsan Medikal Ürünler Komitesinde üç kez görüşülüp onay alamamış, fakat
sonrasında tekrar değerlendirme isteminden sonra yalnızca özel durumlar altında
kullanımı onaylanıp Avrupa’da piyasaya sunulmuştur.
Klinikte Yapılan İlk Gen Terapi Çalışması
İlk gen terapi çalışması 14 Eylül 1990'da gerçekleştirildi. SCID (Ağır Kombine İmmün
Yetmezlik) hastası olan Ashanti DeSilva tedavi edildi. Doktorlar tarafından DeSilva'nın
T-Lenfosit hücreleri ayırılıp doku kültürü yöntemiyle çoğaltıldı. Sağlıklı bir insandan
elde edilen ADA geni bir retrovirüs vektörü yardımıyla doku kültürüne nakledildi.
Rekombinant vektörler doku kültüründeki hücreleri enfekte edilmesi sağlanarak kendi
DNA’larını kültürdeki T-Lenfositlere entegre edilmesi sağlandı. Sağlıklı ADA genine
sahip olan hücreler çoğaltılarak hastaya 1 yıl boyunca 2 ayda 1 kere damardan geri
verilerek tedavi süreci devam ettirildi.
Gen Tedavisi Alanındaki Son Gelişmeler
Günümüze kadar çeşitli hastalıklar için gen tedavisi uygulanmıştır ve bunlardan birkaçı
başarıya ulaşmıştır. Bu klinik uygulamaların büyük çoğunluğunu kanser hastalıkları
üzerine denenmektedir. Daha sonra sırasıyla tek gen hastalıkları, enfeksiyon
hastalıkları ve kardiyovasküler hastalıklar gelmektedir (Şekil 3).
Şekil 3. Gen tedavisi uygulaması için hedeflenen hastalıklar
(http://www.wiley.com/legacy/wileychi/genmed/clinical/)
İlk insan deneyleri 2007 yılında İngiltere’de Prof. Dr. Robin Ali tarafından yapılmıştır.
Bu tedavide hiç bir yan etkileri gözlenmemiş ve 23 yaşındaki Robert Johnson’ın LCA
hastalığından tamamen iyileştiği ve görme yeteneğini kazandığı bildirilmiştir
(Bainbridge vd. 2008). Daha sonra 2009-2010 yılında Prof. Dr. Jean Bennett tarafından,
Pennsylvania Üniversitesi’nde, 12 hasta üzerinde yapılan bir araştırmada 6 kişi
yeterince görme yeteneği kazanmışlardır (Maguire vd. 2009). Bu tedavilerin 3 yıllık
takiplerinde, görsel iyileşmenin, tedavinin 6. ayından sonra en yüksek seviyeye ulaştığı
ve son izleme kadar stabil olduğu bildirilmiştir (Testa vd. 2013). LCA gen tedavisi
araştırmaları şu anda faz III aşamasında olup, yakın zamanda bu ilaçların piyasaya
çıkması beklenmektedir.
Bilinen herhangi bir tedavisi olmayan, IFT88 geninin mutasyonu nedeniyle ortaya çıkan
bir siliyopati hastalığı genini taşıyan fareler, koku yeteneği kaybı nedeniyle yemek
yemediklerinden dolayı ölmektedirler. Bu model üzerinde yapılan çalışmada,
adenovirus aracılığıyla sağlıklı IFT88 geni farelere aktarılmış, IFT88 geninin, hasta
farenin siliyer yapılarının düzenlenmesi ve koku fonksiyonunun kazanılması için yeterli
olduğu gösterilmiştir. Bu çalışma memelilerde siliyopatinin ilk gen tedavisi olarak kabul
edilmektedir (McInttyre vd. 2012). Hemofili A hastalığı pıhtılaşma faktör VIII (FVIII)
eksikliğinden ortaya çıkan kanama riskini artıran bir hastalıktır. Ağır Hemofili A
hastalarının ciddi kanamasını önlemek için rekombinant faktör VIII intravenöz
enjeksiyon yoluyla verilir. 2013 yılında yapılan bir çalışmada iki hemofili A hastalığına
sahip köpeğin gen tedavisinden sonra tamamen iyileştikleri belirtilmiştir. Bu çalışmada,
kemik iliğinin hematopoetik kök hücreleri izole edilip, FVIII geni taşıyan lentivirüs
vektörler ile transfekte edilmiştir. Daha sonra transfekte olmuş hematopoetik kök
hücreler aynı köpeğe nakil edilmiştir. Lentivirüs vektör ile insan trombositlerinde FVIII
genin ifadesini sağlayan, özgün ITGA2B gen promoteri kullanıldığı için FVIII proteini
sadece trombositlerde eksprese olur. Trombosit kaynaklı FVIII için inhibitör antikorları
yoktur. Bu yüzden bu yaklaşım, faktör VIII tedavisini reddeden hastalarda yararı
olabilir. Böylece, trombosit faktör VIII ile hemofili A hastalarında kanamanın etkili bir
şekilde ve uzun vadeli kontrolü sağlanabilir (Du vd. 2013).
Gen tedavisinin klinik uygulamalarına geçmeden önce, tedavinin yan etkileri iyice
incelenmelidir. Vektörün toksik etkisi nedeniyle, 1999 yılında 18 yaşındaki Jesse
Gelsinger gen tedavisi uygulaması sonrasında hayatını kaybetmiştir. Bu hastada, azot
metabolizmasının bozukluğu olan ornitin transkarbamilaz eksikliği tedavi edilmeye
çalışılmıştır. Gen tedavisinden sonra adenovirüs vektöre karşı ağır inflamatuar yanıtlar
oluşması nedeniyle karaciğer, akciğer ve diğer organların yetmezliği ortaya çıkmış ve
hasta hayatını kaybetmiştir (Sheridan 2011). Bu başarısız örnek göz önünde alarak, gen
tedavisi ürünlerinin klinik çalışmalara girmeden önce hayvan modelleri üzerinde
yeterince denenmesi gerektiği ortaya çıkmaktadır. Bunun yanı sıra immun yanıtları
uyarmadan, spesifik dokuya girebilen ve DNA parçalarının taşınması için yeterli
kapasiteye sahip olan uygun vektörler bulmaya yönelik araştırmalar devam etmektedir.
Örnek olarak, günümüzde araştırmacılar, laboratuvar düzeyinde virüse ait kapsit
proteinlerini değiştirip spesifik bir dokuya girebilme özelliği kazanan viral vektörler
elde edilmesi üzerinde çalışmaktadırlar (Aslanidi vd. 2013).
Bazı araştırmacılar gen parçalarını hücreye verebilmek için yeni yöntemleri
denemektedir. Uterus içinde uygulanan fetal gen tedavisi bu yöntemlerden birisidir.
Uterus içinde tedaviler geliştirildiğinde, hastalığın semptomları ortaya çıkmadan
hastalığın tedavisi mümkün olabilecektir. Fetüsün en önemli özelliği, olgunlaşmamış bir
immün sisteme sahip olmasıdır. Böylece dışardan verilen vektör ve genlere karşı immün
yanıtlar gelişmemektedir ve daha uzun süreli gen ifadesi sağlanabilmektedir. Ayrıca,
fetal dönemde kök hücre sayısı çok yüksektir. Bu hücrelerin hızlı genişlemesi, gen
tedavisi için büyük bir avantaj olarak bilinmektedir. Böylece transfekte olmuş
hücrelerin sayısı daha rahat bir şekilde artar (David ve Peebles 2008). Bu yöntemler,
hayvan modelleri üzerinde başarılar elde etmesine rağmen insan klinik uygulamaları
öncesinde, etik de dahil olmak üzere birçok sorunu beraberinde getirmektedir.
Sonuç olarak, birçok kanser türü, tek gen hastalıkları, enfeksiyonlar, kardiovasküler
hastalıklar gibi çeşitli klinik durumlar için umut vaat eden gen tedavisi, klinik
uygulamalarından önce, yan etkileri bakımından iyice araştırılmalı, uygun vektörler
tasarlanmalı ve güvenli gen tedavisi yaklaşımları yapılmalıdır.
Kaynaklar ve İleri Okuma
Anonymous. 2012. Web Sitesi:
http://www.wiley.com//legacy/wileychi/genmed/clinical/ Erişim Tarihi:
15.11.2017
Aslanidi GV, Rivers AE, Ortiz L, et al. Optimization of the capsid of recombinant
adeno- associated Virus 2 (AAV2) vectors: The final threshold? PLoS One
2013;8(3):1-12.
Bainbridge JWB, Smith AJ, Barker SS, et al. Effect of gene therapy on visual function
in Leber's congenital amaurosis. N Engl J Med 2008;358(21):2231-9.
Baltimore D. Viral RNA-dependent DNA polymerase: RNA-dependent DNA
polymerase in virions of RNA tumour viruses. Nature 1970;226(5252):1209-11.
Blaese RM, Culver KW, Miller AD, et al. T Lymphocyte-directed gene therapy for
ADA_SCID: Initial trial results after 4 years. Science 1995;270(5235):475-80.
David AL, Peebles D. gene therapy for the fetus: Is there a future? Best Pract Res Clin
Obstet Gynaecol 2008;22(1):203-18.
Du LM, Nurden P, Nurden AT, et al. Platelet-targeted gene therapy with human factor
VIII establishes haemostasis in dogs with haemophilia A, Nat Commun
2013;4(2773):1-11.
Maguire A M, High KA, Auricchio A, et al. Age-dependent effects of RPE65 gene
therapy for Leber’s congenital amaurosis: A phase 1 dose-escalation trial. Lancet
2009;374(9701):1597-605.
McIntyre JC, Davis EE, Joiner A, et al. Gene therapy rescues cilia defects and restores
olfactory function in a mammalian ciliopathy model. Nat Med 2012;18(9):1423-8.
Sheridan C. Gene therapy finds its niche. Nat Biotechnol 2011;29(2):121-8.
Testa F, Maguire AM, Rossi S, et al. Three-year follow-up after unilateral subretinal
delivery of adeno-associated virus in pateints with Leber congenital amaurosis
type 2. Ophtha 2013;120(6):1283-91.
Wade N. Gene therapy caught in more entanglements. Science 1981;212(4490): 21-4.
Williamson B. Gene therapy. Nature 1982;298(5873):416-8.
