Mayıs 2025’te The New England Journal of Medicine dergisinde yayımlanan bir çalışma1 tıp dünyasında büyük heyecan yarattı. Philadelphia Çocuk Hastanesi ve Pennsylvania Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden doktorlar nadir görülen bir genetik hastalıkla doğan 6-7 aylık bir bebekte kişiye özel CRISPR gen düzenleme tedavisi uyguladı. Bu metinde bu önemli gelişmeye yakından bakacağım.
Carbamoyl Phosphate Synthetase 1 (CPS1) eksikliği adı verilen bu nadir hastalık dünyada yaklaşık bir milyonda bir bebeği etkiliyor ve bu bebeklerin yarısı ne yazık ki hayatını kaybediyor. Hastalık kandaki amonyak seviyesinin hızla yükselmesine yol açtığı için bebeklerin düşük proteinli diyetle beslenmesi ve bazı özel ilaçlar kullanması gerekiyor. Belli bir yaşa kadar hayatta kalabilenler için ise nihai çözüm karaciğer nakli oluyor.
Araştırmacılar yıllar süren laboratuvar çalışmaları sonucunda KJ adlı bebekteki hatalı geni düzeltmek amacıyla lipit nanopartiküller kullanarak CRISPR tabanlı bir tedavi geliştirdi. Şubat 2025’te ilk tedavi uygulandı ve mart ile nisan aylarında iki doz daha verildi. Tedavinin şu ana kadar herhangi bir yan etkisi görülmedi. KJ daha fazla protein içeren gıdaları tüketebilir hâle geldi, daha az ilaca ihtiyaç duydu ve çocuklarda sık rastlanan bazı enfeksiyonlara da yakalanmadı.
Bu başarı genetik hastalıkların gelecekte kişiye özel gen düzenleme yöntemleriyle tedavi edilebileceğini gösteren umut verici bir adım olarak değerlendiriliyor. Şimdi kısaca, bu tedaviyi mümkün kılan teknolojiye yani CRISPR-Cas9 sistemine2 göz atalım.
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), evrim sürecinde ortaya çıkan ve bakterilerin kendilerini virüslere karşı savunmak için geliştirdiği bağışıklık sisteminin bir parçası olan genom dizileridir. Aslında CRISPR dizileri bakteri genomunda bulunur. Bakteriler mücadele ettikleri virüslerin DNA parçacıklarını kendi genomlarında depolar ve bu sayede aynı virüsle tekrar karşılaştıklarında onu tanıyıp etkisiz hâle getirebilir. Gen düzenleme teknolojisi de bakterilerin bu doğal mekanizmasından esinlenerek geliştirilmiştir.
Şekilde, beş aşamada CRISPR ve Cas9 sisteminin DNA’yı nasıl hedef alıp düzenlediği gösterilmektedir. İlk adımda CRISPR-RNA (crRNA)’ya bağlı Cas9 proteini hücreye aktarılır. Hücrenin kendi DNA’sında crRNA’yla eşleşen bölgede çift sarmallı DNA ve RNA bağlanır; bağlanma noktasında Cas9 proteini DNA’yı keser. Yöntemin “gen makası” olarak adlandırılması da buradan gelir. DNA bu kırığı mümkün olan en kısa sürede onarmak isteyince, olaya dahil olan DNA tamir enzimleri sayesinde istenen DNA üzerinde istenen değişiklikleri yapmak mümkün olur.
Bugün sıkça adını duyduğumuz bu yöntem aslında oldukça yeni. 2012 yılında Jennifer Doudna ve Emmanuelle Charpentier öncülüğündeki bir ekip tarafından Science dergisinde yayımlanmıştı. Hatta bu iki bilim insanı, CRISPR-Cas9 sistemi üzerine yaptıkları çalışmalarla 2020 yılında kimya alanında Nobel Ödülü’ne layık görüldü.3
Açıkçası, moleküler biyoloji ve genetik alanındaki bilgim sınırlı. Ancak aklımı kurcalayan temel sorulardan biri şuydu: On yılı aşkın bir geçmişi varsa, bu yöntem neden şimdiye kadar çok daha farklı hastalıklarda yaygın biçimde kullanılmadı? COVID-19 mRNA aşılarında kullanılan yöntem, CRISPR-Cas9 sistemiyle benzerlik gösteriyor gibi görünse de aslında bir gen düzenleme yöntemi değildir. O aşılarda, tasarlanan tek iplikçikli RNA parçacıkları, lipit nanopartiküller (LNP) adı verilen koruyucu yapılara paketlenerek hücreye aktarılmış ve böylece vücudun virüse karşı bağışıklık yanıtı geliştirmesi sağlanmıştı. Benim aradığım ise şu sorunun cevabıydı: Doğuştan gelen bir hastalık ya da bir kanser türüne karşı bu gen makası yöntemi daha önce uygulanmış mıydı?
Kısa bir araştırmanın ardından, aslında 2012 yılındaki makalenin hemen sonrasında CRISPR/Cas9’un farklı alanlarda denenmeye başlandığını gördüm. Diğer birçok teknolojide olduğu gibi bilim insanları önce fareler, meyve sinekleri ve sıçanlar gibi hayvanlarda, ardından pirinç ve buğday gibi bitkilerde gen düzenleme çalışmaları gerçekleştirmiş. Başlangıçtan beri en büyük umut ise bir hastalığın tedavisiydi. Aralık 2013’te, bazı baz silinmelerinin neden olduğu kataraktları tedavi etmek amacıyla bir fare modelinde CRISPR/Cas9 kullanan bir çalışma yayımlandı. Böylece CRISPR/Cas9’un genetik hastalıkları tedavi etmek için genomu değiştirebileceği gösterilmiş oldu.
Daha sonra, kistik fibroz transmembran iletken reseptörü (CFTR) mutasyonları, Alzheimer ve obezite gibi çeşitli hastalıklarda CRISPR/Cas9 uygulamalarına yönelik çalışmalar yapıldığını gördüm. İnsanlarda yapılan ilk onaylanmış klinik çalışma ise 2016–2018 yılları arasında Çin’in Sichuan kentindeki Batı Çin Hastanesi’nde Lu ve meslektaşları tarafından gerçekleştirildi. Bu çalışmada, bir tür akciğer kanseri için PD-1 genini hedefleyen Cas9 ve sgRNA’yı kodlayan plazmidler elektroporasyon yoluyla kan hücrelerine aktarıldı.4 Sonuçta, gen düzenlemesi yapılmış T hücrelerinde PD-1 ekspresyonunda anlamlı bir azalma gözlemlendi. Bu, şu nedenle önemliydi: PD-1 geni baskılandığında T hücrelerinin kanser hücrelerini öldürme kapasitesi artıyor. Ayrıca, çalışmada ciddi bir yan etkinin görülmemesi gen düzenleme teknolojisinin klinik uygulamalarda fizibilite ve güvenliğini gösteren önemli bir veri oldu.
Gen düzenleme teknolojisinin on yıllık geçmişini incelerken, umut verici bilimsel gelişmelerin yanı sıra bir yandan da “çılgın” bazı haberlere rastladım. 2018 yılında Çinli araştırmacı He Jiankui ve ekibi, HIV/AIDS’e dirençli olması amacıyla embriyoda gen düzenlemesi yaparak iki bebeğin dünyaya gelmesini sağladı. Bu olayın ardından Jiankui ve çalışmada yer alan araştırmacılar para ve hapis cezalarına çarptırıldı. Çin mahkemesinin bu kararı verme gerekçesi ise biyomedikal araştırma ve tıbbi etikle ilgili düzenlemeleri kasten ihlal etmeleri ve gen düzenleme teknolojisini insan üreme tıbbına aceleci ve etik dışı şekilde uygulamış olmalarıydı.
Tekrar, yeni yayımlanan çalışmaya yani Philadelphia Çocuk Hastanesi’nden gelen ve Carbamoyl Phosphate Synthetase 1 (CPS1) eksikliğini hedefleyen gen düzenleme uygulamasına dönelim. Bu konuyu Almanya’da RLP Agroscience Bitki Araştırmaları Enstitüsü'nde grup lideri olarak görev yapan moleküler biyolog Dr. Veli Vural Uslu’ya sordum. Uslu’nun güncel araştırma konusu RNA girişimine dayalı, biyolojik olarak parçalanabilen pestisitler; yani CRISPR teknolojisini de kullanarak bitki hastalıklarıyla mücadele ediyor. Kendisiyle yaptığım kısa mülakatı aşağıda aktarıyorum.
Philadelphia’daki bu çalışma CPS1 eksikliğinde CRISPR-Cas9 uygulamasının sadece tek bir hasta üzerinde denendiği ilk örnek. Ayrıca, geçtiğimiz on yılda farklı hayvan ve insan deneylerine de rastladım. Sizin görüşünüzü merak ettim; bu gelişmeyi nasıl değerlendiriyorsunuz?
Bu gelişme çok önemli. Mesela Sickle Cell Anemi gibi kan hücrelerinde görülen tek gen hastalıklarının tedavisinde özellikle başarı sağlandı; İtalya’da, ABD’de, Çin’de pek çok ülkede bu yöntem başarıyla uygulandı. En önemli nokta bunun kan hastalıkları üzerinde olması, çünkü kan hastalıklarında kök hücrelerini çok iyi tanıyoruz. Bu hastalıklarda kanı alıp, hücre üzerindeki CD34 proteininin varlığına bakarak kök hücrelerini ayırıp, bağışıklık ve kan dolaşım sistemini en baştan kurabiliyoruz. Bebek ya da yetişkin fark etmiyor. İlik naklinin temel mantığı da bu. Kök hücreleri başka bir insandan aktarsak dahi aktarılan bünyede dolaşım sistemini yeniden kurabiliyor; yani bu da demek oluyor ki tek bir hücreyi değiştirirsek bütün kan hücrelerini değiştirebiliriz. Tek bir hücreyi CRISPR yöntemiyle değiştirmek de çok kolay. Ama karaciğerde böyle bir durum yok, çünkü tek bir hücre vererek karaciğeri baştan yaratamayız. Şu anda CRISPR-Cas9 sistemiyle gen makası yönteminin her organda uygulanmasındaki en büyük problem bu. Bu çalışmada ise şöyle bir yöntem uygulanıyor. Tüm karaciğeri değiştirmemiz mümkün olmasa da CPS1 genini yeteri kadar hücrede değistirebilirsek amonyak birikmesini azaltabilir, hatta engelleyebiliriz. Bunu başarmak için de CRISPR-Cas’ı sadece karaciğer hücrelerine taşıyacak lipid nanoparçacıklar kullanılıyor. Bu çalışmanın başarısı bu lipid nanoparçaların dizayn başarısından geliyor aslında. Hem yeterli sayıda karaciğer hücresi artık amonyak moleküllerini metabolize etmeye başlıyor hem de başka organları yan etki yaratacak kadar etkilemediği görülüyor.
CRISPR uygulamalarına baktığımızda çok farklı hastalıkların hedeflendiğini görüyoruz. Hatta Çinli araştırmacı He Jiankui’nin yaptığı gibi bazı çılgın ve yasal yaptırımlarla sonuçlanan girişimler de oldu.
Çin’de CRISPR-Cas9 ile daha önce yapılan çalışmada, araştırmacının hapse atılma sebebi tüm germline’ı değiştirmesiydi. Yani bütün vücudu etkileyecek genleri değiştirmişti. Bu, döllenmiş yumurtada yapıldığı zaman tüm vücutta değişikliğe neden oluyor. Üstelik bunu yaparken off-target effect dediğimiz kontrol mekanizmaları yeterince kullanılmadı ve çalışma biraz gizli yürütüldü. Genelde bu tür deneyleri ve kontrolleri farklı ekipler yapar. Ama Çin’de Jiankui “Deneyi ben yaparım, kontrolü de ben yaparım” deyince ortalık karıştı. Henüz bütün vücudu değiştirecek ölçekte genetik çalışmalar için etik ve yasal tartışmalar devam ediyor. Bunun bilimsel etkileri ve muhtemel zararları konuşuluyor. Ancak tek bir kan hücresini değiştirmek ya da ilik naklindeki gibi başkasından almak, son çalışmada olduğu gibi bir organın belli bir miktar değiştirilmesi o kadar büyük bir problem değil. Ama bir gen tüm hücreleri ya da ilerde popülasyonu nasıl etkiler, bunu anlayabilmek için hem bilimsel anlamda hem toplumsal anlamda hem de hukuki anlamda ciddi bir ön çalışma yapılması şart. Henüz o noktada değiliz. Mesela CPS1 çalışmasının da en büyük eksiklerinden biri, bu lipid nanoparçacıkların çok düşük bir olasılık da olsa özellikle yumurtaya ya da sperme ulaşmadığı konusunda yeterince deney yapılmamış olması. Bir sonraki nesile nasıl yansıyacak bu çalışma, göreceğiz.
En çok merak edilen konulardan biri de şu: CRISPR yakın gelecekte kansere kesin bir çözüm sunabilecek mi? Ayrıca, gen düzenleme uygulamalarının etik boyutu ve biyogüvenlik açısından endişelenmemiz gereken noktalar var mı?
Hangi hücrenin potansiyel olarak kansere sebep olacağını bilemiyoruz. Rastgele mutasyonlar birikiyor. Karaciğerdeki ya da akciğerdeki herhangi bir hücrenin kanser hücresine dönüşme ihtimali var. Örneğin sigara içtikten sonra akciğer kanserine yakalanma ihtimali oldukça yüksek. Ancak bunu CRISPR-Cas9 sistemiyle düzeltmeye kalksak tüm akciğeri, tüm karaciğeri ve vücudu düzeltmemiz gerekir. Burada teknik yetersizlikler söz konusu. Yine de tüm akciğer olmasa bile akciğerin bir kısmını etkileyip onaracak çalışmalar mümkün, aynı karaciğerde yapıldığı gibi.
Biyogüvenlik konusunda ise çok endişeli değilim, çünkü anne-babadan gelen kalıtsal hastalıklardan çeken çok insan var ve bu teknoloji onlara tedavi imkânı sunuyor. Gen makası bence nükleer silahlar ve politikacılarla karşılaştırılamayacak kadar güvenli. Ama şimdilik güvenli diye bu konudaki tartışmaları bir kenara bırakmak da doğru değil.
Bu metinde, nadir görülen bir genetik hastalıkta gen düzenlemesinin uygulandığı güncel bir çalışmayı ve genel hatlarıyla CRISPR-Cas9 sistemini ele aldık. Nasıl ki yapay zekâ ve veri biliminin kullanım alanlarında etik, hukuki ve toplumsal tartışmalar varsa, moleküler biyoloji ve genetik için de benzer meseleler söz konusu. Üstelik bitkileri, hayvanları ve insanları etkileyen CRISPR-Cas9 gibi güçlü bir teknoloji için disiplinlerarası işbirliği büyük önem taşıyor. Bununla birlikte, toplumun bu teknolojiler hakkında doğru ve güvenilir şekilde bilgilendirilmesi de en az bilimsel gelişmeler kadar kritik. COVID-19 pandemisi ve aşı sürecinde dezenformasyon ve asılsız haberlerin toplum üzerindeki etkisine hep birlikte tanık olduk. 2012 yılından bu yana gen düzenleme çalışmaları istikrarla ilerliyor. Muhtemelen yakın gelecekte doğuştan gelen kalıtsal hastalıklar ve çeşitli kanser türleri başta olmak üzere bu gen makasının kendimizin ve sevdiklerimizin yaşamına dokunan sonuçlarına hep birlikte şahit olacağız.
1. Kiran Musunuru vd., “Patient-specific in vivo gene editing to treat a rare genetic disease”, New England Journal of Medicine 392(22) (2025): 2235–2243.
2. Martin Jinek vd., “A programmable dual-RNA–guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity”, Science 337(6096) (2012): 816–821.
3. “Genetic scissors: A tool for rewriting the code of life”, İsveç Kraliyet Akademisi’nin 2020 yılı kimya alanında Emmanuelle Charpentier ve Jennifer A. Doudna’ya verilen Nobel Ödülü hakkında basın açıklaması.
4. Tianxiang Li vd., “CRISPR/Cas9 therapeutics: progress and prospects”, Signal Transduction and Targeted Therapy 8.1 (2023): 36.
