Mikrobiyom: Gen düzenleme ile daha iyi sağlık?
Mikroorganizmalar her yerdeler. Vücudumuzda yaşayanlar sadece sağlığımız için zararlı değil, aksine. Aslında, en azından doğru yerde olduklarında, korunmaları için çok önemli görünüyorlar.
Duyuru
Evrimsel biyoloji açısından çok eskidirler: insanlar gezegenimizde var olmadan milyonlarca yıl önce gelişmişlerdir. Bu nedenle, diğer canlı sistemlerle karmaşık ilişkiler geliştirmeleri şaşırtıcı değildir. Etraflarındaki kimyasallarla beslenirler ve bazıları diğer organizmalar için faydalı olan başka kimyasallar üretirler.
Şimdi soru şu: Bu mikropların genomlarını, hangi maddeleri parçalayıp hangilerini ürettiklerini tam olarak kontrol edebilecek şekilde değiştirebilir miyiz? Ya kirliliği azaltmamıza yardımcı olacak mikroorganizmalar edinebilseydik? Ya bağırsaklarımızda ilaç yapan ya da ekstra sağlıklı şeyler yapan mikroplar yaratabilseydik?
Değiştirilmiş mikropların farelerde kanser tedavisine yardımcı olduğu görülüyor. İnsan denemeleri yolda. Küçük organizmaların bizim için çalışmasını sağlamak, onlarca yıldır bilim adamları için çekici bir olasılık olmuştur. Yeni teknolojiler bizi bu hedefe ulaşmaya her zamankinden daha fazla yaklaştırıyor.
Hedeflere mikroplarla ulaşın
Örneğin California, Berkeley’deki Innovative Genomics Institute’un yönetici direktörü Brad Ringeisen’in çalışmasını ele alalım. Araştırmacının ekibi yakın zamanda, özellikle düşük ve orta gelirli ülkelerde gezegenin ve gezegenin insanlarının yararına mikropları geliştirmenin yeni yollarını keşfetmek için önemli miktarda fon aldı.
Ringeisen, “Mikrobiyomu düzenlemek için hassas araçlar geliştirmek için 70 milyon dolar aldık” diyor. Ekip, yalnızca bakterilerin değil, aynı zamanda mantarlar ve arkeler gibi daha az çalışılan birlikte yaşayan organizmaların davranışlarını değiştirmek için CRISPR kullanmaya odaklanıyor. Fikir, bağırsak mikrobiyomunu daha sağlıklı bir duruma getirmektir.
Duyuru
Bu tür tedavilerin ilk alıcıları muhtemelen inekler olacaktır. Bu hayvanları yetiştirme şeklimiz, çeşitli nedenlerle çevre üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Önemli bir faktör, yaydıkları metandır çünkü metan, iklim değişikliğine katkıda bulunan güçlü bir sera gazıdır.
Teknik olarak metan ineklerin kendileri tarafından üretilmez. Bağırsaklarda bakteriler tarafından üretilir. Ringeisen ve meslektaşları, geviş getiren hayvanların midelerinin ilk ve en büyük kısmı olan işkembedeki mikropları, çok daha az gaz üretecek veya hiç gaz üretmeyecek şekilde değiştirmenin yollarını arıyorlar.
Mikrobiyom bir orkestra gibi akort ediyor
Ringeisen, mevcut mikropları değiştirmenin, tamamen yeni mikropları tanıtmaktan daha az yıkıcı olması gerektiğine inanıyor. Yaklaşımı, bir orkestranın sesine ince ayar yapan bir orkestra şefinin yaklaşımına benzetiyor. “Mikrobiyomu ayarlamak için kemanı açıp bas davulu kısmak gibi olurdu” diyor.
Ekip ayrıca CRISPR mikrobiyomunu tedavi etmenin insan bebeklere nasıl fayda sağlayabileceğini araştırıyor. Bir bebeğin doğumda oluştuğuna inanılan ilk mikrobiyomunu, yaşamın ilk iki yılında şekillendirmek özellikle kolaydır. Bu nedenle mikrobiyologlar, sağlıklı bir yenidoğanın mikrobiyomunu olabildiğince erken sürdürmenin önemli olduğunu düşünmektedir.
Hala sağlıklı bir mikrobiyomun gerçekte ne anlama geldiğini veya nasıl görünmesi gerektiğini tam olarak bilmiyoruz. Ancak ideal olarak, örneğin zararlı iltihaba neden olan veya bağırsak astarına zarar veren kimyasallar üreten basillerin varlığından kaçınmak istiyoruz. Bazı mikroplar lifi fermente ettiğinde üretilen ve bağırsağın doğal bariyerini güçlendirdiği görülen bütirat gibi bağırsak sağlığını destekleyen kimyasallar üreten mikropların büyümesini teşvik etmek isteyebiliriz.
Çalışma henüz başlangıç aşamasında. Bununla birlikte, araştırmacılar, mikrobiyomlarını etkilemek için yeni doğanlara verilebilecek bir oral tedavi öngörüyorlar. Henüz akıllarında belirli bir yaş yoktur, ancak doğumdan hemen sonra olabilir.
Hızlı onay?
Ringeisen, tasarlanmış mikroplar zararlı bir şey üretmediği sürece, bu tedavileri onaylamanın nispeten kolay olması gerektiğini söylüyor. “Bunlar, gerçekleştirmesi nispeten kolay olacak deneyler” diyor.
Kaliforniya’daki Stanford Üniversitesi’nde mikrobiyoloji ve immünoloji profesörü olan Justin Sonnenburg da sağlığımızı iyileştirmek için bağırsaklarımızdaki mikropları değiştirmenin yollarını arıyor. Kilit hedef, artritten kardiyovasküler hastalığa kadar her şeyde yer alan bir süreç olan iltihaplanmadır.
Sonnenburg, bağırsaklarımızda yaşayan mikropların iltihabı tespit edebildiğini söylüyor. Bu mikropların genetik “devrelerini” yeniden düzenleyebilirsek, iltihaplanma meydana geldiğinde onları tedavi eden anti-inflamatuar bileşikler salgılamalarına potansiyel olarak izin verebiliriz. “Bunların hepsi [würde] mikropları barındıran kişinin bilgisi dışında perde arkasında oluyor” diyor.
Zorluklardan biri, farklı mikrobiyomlara sahip farklı insanlarda aynı şekilde çalışan bir tedavi geliştirmek olacaktır. Ama belki de bu sorunu aşmanın bazı yolları vardır. Birkaç yıl önce yapılan bir çalışmada, Sonnenburg ve meslektaşları farelerin bağırsaklarına değiştirilmiş bir mikrop soktular. Bu mikrop mikroskop altında parlayarak bilim adamlarının farelerin bağırsaklarına ne kadar iyi yerleştiğini belirlemelerine olanak sağladı. Sonuç oldukça değişkendi: bazı farelerde diğerlerinden daha fazla mikrop vardı.
Önce inekler, sonra insanlar
Bu özel mikrop ayrıca porfir adı verilen alglerde bulunan karbonhidratlarla beslenir. Bilim adamları algleri farelere verdiklerinde, bunun bağırsaktaki mikrop seviyelerini etkileyebileceğini buldular. Örneğin, deniz yosunu açısından yüksek bir diyet, tüm farelerde seviyeleri artırdı. Sonnenburg, “Artık arka plan mikrobiyotasından bağımsız olarak implant ve mikrop seviyelerini kontrol edebiliyoruz” diyor.
Bu çalışmada Sonnenburg ile birlikte çalışan bilim adamlarından bazıları o zamandan beri insanlarda benzer sonuçlara ulaşabildiğini gösteren Novome adlı bir şirket kurdu.
Şirket, böbrek taşı oluşumuna katkıda bulunan bir bileşik olan oksalatı parçalamak için tasarlanmış patentli bir mikrop türü üzerinde çalışıyor. Şirket ayrıca hassas bağırsak sendromu ve iltihaplı bağırsak hastalığı için mikroplar geliştirmeye çalışıyor.
Bilim adamları onlarca yıldır “tasarımcı mikroplar” üzerinde çalışıyorlar. Ancak son yıllardaki gelişmeler bu tür tedavileri gerçeğe biraz daha yaklaştırdı. Ringeisen, insancıl muameleye dört ila altı yıl kaldığımızı tahmin ediyor. İnekleri iyileştirmenin bundan daha yakın olduğunu düşünüyor.
(jle)
Haberin Sonu