ABD’de Brown Üniversitesi Moleküler Biyoloji, Hücre Biyolojisi ve Biyokimya üzerine doktora yapan Aslı Şahin, “Bir kova buz meydan okuması” sonrası dikkat çeken, “motor sinir hücrelerinin dejenerasyonu” ile tanımlanan ölümcül bir hastalık olan ALS (Amiyotrofik lateral skleroz) hakkında bilgi verdi.
Doktora çalışması sırasında sil baştan ALS modeli yapmaya karar veren, “ALS’ye sinekte genetik çare” bulan Şahin’e, ilk olarak, “ALS hastası neden buz kovası mücadelesini başlatmak zorunda kaldı?” diye sorduk… Cevabı şöyle oldu:
“ALS, “öksüz” bir hastalık. Öksüz hastalık, ilaç sektörleri tarafından karlı görülmeyip, para yatırılmayan hastalık demektir. Devlet araştırmalardan sürekli para kestiğinden, öksüz hastalıklar sizin gibi yardımseverlerin bağışlarına muhtaç. ALS hastalıkların belki de en kötülerinden olduğundan, birçok hasta kurdukları ALS dernekleri aracılığı ile ALS araştırmalarını destekler. Bu mücadeleyi başlatan hasta da kendi durumu el vermediği için böyle bir kampanya başlatıp, Amerika’daki ALS Association (ALSA) derneğinin 22.9 milyon dolar kazanmasına vesile oldu.”
ALS nedir?
ALS hastalığı kendini, hastanın tek taraflı olarak kolunu ya da bacağını hareket ettirmede sorun yaşamasıyla belli eder. Sebep, bu sorunlu bölgelerdeki motor sinir hücrelerinin, yani kaslarımızı oynatmaktan sorumlu sinir hücrelerinin, dejenerasyona uğramaya başlaması. Hastalık ilerledikçe motor sinir hücresi kaybı tüm vücuda yayılır. Örneğin diyafram da bir kastır, nefes alış-verişimizi sağlar. Hasta, bu bölgedeki motor sinir hücrelerini kaybettiğinde nefes alamaz ve solunum cihazına bağlanmak zorunda kalır. İşte buz kovası mücadelesini başlatan ALSA ve Türk ALS-MNH Derneği gibi organizasyonlar, bu hastaların ihtiyaçlarını karşılamak için yardım eder, onlara solunum cihazı gibi aletler verir. Hayatlarını birazcık da olsa kolaylaştırmaya çalışırlar. Maalesef, bu hastalık genelde çok hızlı ilerler. Teşhis konulan bir hastanın ömrü ortalama 3-5 sene kadardır. (İstisnalar, hastalığın yavaş ilerleme durumları, mevcuttur. Örneğin ünlü fizikçi Steven Hawking bu hastalık ile 25 seneden fazladır yaşamaktadır.) Bence bu hastalığı, diğer bütün sinir hastalıklarından ayıran ve kötü yapan en önemli nokta bu hastalık sırasında bilincinizin yerinde olmasıdır.
“Hastalığın nereden başladığı gizemini koruyor…” diyen Şahin, ailede hasta olan ve olmayan bireyler taranarak, hastalığa sebep olan geni bulmanın ALS gibi “karmaşık” hastalıkların başlangıç noktası olduğunu da belirtti ve ekledi:
“ALS hastalarının sadece yüzde 10’u ailesel ALS geçmişine sahip. Benim çalıştığım SOD1 (Superoxide Dismutase 1) geni bu şekilde aile ağacı çalışmaları ile ALS’ye bağlandı. 1993 yılında, bu gen üzerinde bulunan nokta mutasyonlarının ALS’ye sebep olduğu bulundu. Daha sonra birçok araştırmacı ALS’ye sebep olan yeni genler bulmaya yöneldi. Neredeyse her yıl ALS ile ilişkilendiren yeni bir gen bulunuyor. İşte benim araştırmam, yeni bir gen bulmak yerine, ilk bildiğimiz geni anlamak üzerine.”
SOD1 proteini nedir?
SOD1, çok genel işlevi olan bir protein. Kendisi bir antioksidan. Her hücremiz enerji üretirken superoksitler (yaşlanmamıza sebep olan, hücreye, DNA’ya zarar veren şeyler) açığa çıkarır. SOD1’in görevi hücre sıvısındaki bu zararlı superoksitleri yok etmek. Genel görevinden çıkarabileceğiniz gibi, SOD1 hücrelerimizde en yaygın bulunan proteinlerden biri. Aklınıza gelebilecek bütün hücrelerimizde bulunur.
Peki, bu proteinin geni mutasyonlu olduğunda ALS’ye nasıl sebep oluyor?
“Nasıl oluyor da ALS hastalarında bu protein mutant şekilde üretildiğinde sadece ve sadece motor sinir hücreleri ölüyor? Madem SOD1 her hücrede var, neden bütün hücreler ölmüyor?” İşte bu ALS çalışanların kafasında dolaşan en büyük sorular... Kimse henüz tam sebebini bilmiyor.
Diğer SOD1 ile ilgili ilginç bir konu, SOD1 mutasyonlu hastalara baktığımızda, bu mutasyonun neredeyse protein üzerindeki her bölgede olabileceğini görüyoruz. SOD1 antioksidanları temizleme işini, üzerinde bulunan bakır ve çinko iyonları sayesinde yapar. Fakat gelin görün ki, hastalarda sadece bakır ve çinkoyla temas eden bölgeler değil, herhangi bir bölge mutasyon halinde ALS’ye sebep olur. Bu farklı mutasyonlar hastalarda farklı ilerleyiş şekillerine ve farklı hastalık başlangıç zamanlarına sebep olsa da hepsi eninde sonunda ALS ile sonuçlanır. Bu genin tamamına yayılan mutasyon olasılığı normalde proteinin işlevsiz üretilmesine sebep olduğuna bir işarettir. Fakat, SOD1 genini sildiğinizde, hücreye hiç SOD1 proteini sağlamadığınızda ALS sonucuna ulaşamazsınız. Sadece erken ölüm gibi sonuçlara gidersiniz. SOD1’in nasıl ALS’ye sebep olabileceğine bir diğer hipotez, mutant SOD1’in yanlış katlanma sonucu hücrelerde birikmesidir. SOD1 mutasyonu olan hastalarda SOD1 birikintilerine rastlanmaktadır. Hatta SOD1 mutasyonu olmayan hastalarda da yanlış katlanmış SOD1 birikintileri gözlemlenmektedir. Yani, sadece yüzde 2 gibi az bir ALS hasta popülasyonunda bu gen mutant olmasına rağmen, hastalığın anlaşılması için SOD1’in nasıl ALS’ye sebep olduğunu anlamak kilit bir adımdır.
Sizin tezinizin çıkış noktası ne idi?
Şimdiye kadar yayımlanmış modeller, transgenik dedigimiz, hastalıklı geni aşırı miktarda, ek olarak hücre çekirdeğine yollanması ile oluşuyor. Örneğin, farede 2 tane mutasyonsuz SOD1 geni var. Bunun üzerine siz 20 tane daha mutasyonlu SOD1 yolluyorsunuz ancak öyle hastalık belirtilerini görebiliyorsunuz. Tüm bu modellerde hastalıklı gen sayısı arttıkça hastalık belirtileri de artıyor. Oysa ki bu ALS hastalarında olanı taklit etmekten çok uzak. SOD1 mutasyonlu ALS hastalarının iki SOD1 geni var, biri mutasyona uğradığında bu hastalık oluyor. Tüm bunlar yetmezmiş gibi, zaten bir grup, bu yöntemle yollanmış mutasyonsuz SOD1 geninin de ALS tipi belirtilere yol açtığını gösterdi. Bütün bu saydığım sebepler bir kenara bence bu tekniğin en büyük sorunu, yolladığınız gen sayısını kontrol edememeniz. Bu tip modellerde X tane mutant SOD1 yollanması ile Y tane mutasyonsuz SOD1 yollanması karşılaştırılıyor. İkisi de ayni miktar olsa hadi yine bir derece ipuçları verebilir bize. Nitekim, bu hayvanlar üzerinde bulunan ilaçlar ALS üzerine pek de etkili olmuyor. Yoksa 1993 yılında, SOD1 geni ALS ile ilişkilendirildiğinde zaten çok çalışılan bir gendi, genel görevi yüzünden. Eğer elimizde düzgün hayvan modelleri olsa idi, şimdiye çok daha fazla şey biliyor olurduk ALS ile ilgili. Benim kullandığım yöntem ise tamamen hastada olanı taklit üzerine: Mutasyonsuz geni mutasyonlu gen ile değiştirmek. Ek olarak hiçbir şey göndermemek. Bu yöntem diğer transgenik yönteme nazaran pahalı ve yavaş olduğundan daha önce bu yöntem denenmemiş.
Tezinizin ilk aşaması nasıldı?
Sinekler üzerinde çalıştım, ilk aşama insanları sineklerimin gerçekten ALS’li gibi davrandığına inandırmaktı. Sineklerde çalışmam sizi şaşırtabilir ama sinir sistemleri bizimkine yüzde 60 benzerlik gösterir. Örneğin, insanlarda ALS hareket bozukluklarına sebep oluyor. Benim ALS’li sineklerim de doğru düzgün tırmanamıyor, kurtçuk halindeyken doğru düzgün sürünemiyor. Örneğin kaslarına denizanasından yeşil bir protein yolladım, böylece kaslarını tel tel çok güzel mikroskop altında görüntüleyebildim. Baktım ki ALS’li sineklerde insanlarda olduğu gibi kaslar erimiş. Bunun gibi beyinlerini, omurilik benzeri organlarını çıkarıp, motor sinir hücrelerini saydım bakalım kaç tane kalmış diye. Ya da kalanlar işlevini korumuş mu diye sineklerimizin beynine elektrod takıp, sinirlerin elektrik iletim kapasitelerine baktık vs. Mesela sineklerime ALS’in tek ilacı olan rilozole yedirdim ve insanlarda olduğu gibi pek de etkili olmadığını gördüm.
Hangi teknikleri kullandınız?
RNA Sekanslama, şu an çok kolay yapılan bir teknik; ister sırf motor sinir hücrelerinin, ister yardımcı hücrelerin, ister tüm sineğin, ister tüm beynin ya da omuriliğin RNA popülasyonuna bakıp, mutasyonlu ve mutasyonsuz sinekleri karşılaştırabiliyorsunuz. Neredeyse 1-2 hafta içinde sonuç alıyorum. Fakat çok pahalı. Yani ALSA şimdi bir sürü para kazandı buz meydanından ama o paralar gerçekten hızlı hızlı bitiyor. Deney yapmak çok pahalı. En ucuzlardan olan sinekte bile.
Bunun yanı sıra klasik teknikleri kullanarak, (belki de sineği en cazip laboratuvar hayvanlarından kılan) “ALS’ye sinekte genetik çare” buldum. Bu teknikte sineklerinize çok kanserojen olan EMS adlı bir kimyasal yediriyorsunuz.
Bu kimyasal, sineklerin genetik yapısında nokta mutasyonlarına sebep oluyor. Benim en ağır ALS olan sineklerimin biri tam kozadan çıkacakken ölüyor. (Sinekler yaşamlarına kurtçuk olarak başlayıp, aynı kelebekler gibi kozadan yetişkin olarak çıkıyorlar)
Rastgele mutasyonlar sayesinde birçok sinek yaşadı, o yüzden “sineklerde genetik çare” dedim. Fakat tabii ki sineğin yaşaması bir şey ifade etmiyor. Onu laboratuvarda çalışabilmemiz için bu “genetik çareyi” gelecek nesillere aktarması gerekiyor. Yani sineğin üremesi ve “genetik çare” geninin de üreme hücrelerinde olması gerekiyor ki gelecek nesiller de ALS mutasyonlu ama genetik çare sayesinde yaşıyor olsun. 6-8 tane böyle ek mutasyon sayesinde yaşayan sineğimiz var. Sonuçta bunlar sinek, bu genetik çarelerin hepsi insanda da işe yarayacak diye bir kaide yok. Fakat bakarsınız biri yeni bir ilaç hedefi ile çıkar.
Sizce eksiklerin daha çabuk kapanması için ne yapmalı?
Daha çok laboratuvar ALS üzerine çalışmalı ki bu da ancak daha çok para ile mümkün oluyor, daha etkili hastalık modelleri yapılmalı. İnsanları böyle bir hastalıktan haberdar etmek sadece bir başlangıç.
“Buz meydan okuması”nı nasıl değerlendirdiniz? Başka ne yapılabilinir?
ALS gibi “öksüz” hastalıkların, toplumdan gelen paraya çok ihtiyacı var. Çünkü ilaç firmalarının kar etmesini sağlayacak kadar ALS hastası yok. Buz meydan okuması sayesinde hastalığa dikkat çekilmesi mühim.
Türk ALS Derneğine bağış yapabilirsiniz. Bu dernek hastaların ihtiyaçlarını karşılıyor, onlara solunum cihazı vb temin ediyor. Keşke daha çok bütçeleri olsa araştırmaları da destekleyebilseler.
Direkt ALS çalışan bir laboratuvara para yardımı da yapabilirsiniz. Ya da sorup ihtiyaçları olan bir alet alabilirsiniz. Şimdi ben bu projede 5 senedir tek başıma çalışıyorum. Keşke hocamın daha çok parası olsaydı, bir kaç tane daha doktora sonrası araştırmacıyı daha gruba katsaydı. Bu yaptıklarımızı 2 senede bitirseydik. İşte ALSA derneği hastalara yardım etmekle kalmayıp, bizim gibi laboratuvarlara da araştırma parası veriyor. Ancak verdiği para yıllık 80 bin dolar. Kulağa çok gelebilir ama haftada 10 bin dolar gibi paralar harcadığımızı göze alırsak bu hiçbir şey.
Türkiye’de doku bankası kurulmasını başlatabilirsiniz. Türkiye örnekleri ayrıca önemli çünkü Anadolu yıllarca birçok insanın gelip geçtiği bir toprak. Bizim genetik yapımız çok çeşitli. Dolayısıyla bence dünya popülasyonuna örnek olarak güzel bir topluluğuz. Keşke bizim güzel örneklerimiz araştırmacıların eline geçebilse.
Hastalarımızın genetik test yaptırmaları şu an kendilerine pek getiri sağlamayacak olsa da, araştırmacılarımıza yeni bir ipucu bulma açısından fayda sağlayacaktır. Bunu göz önüne alıp, yeni bir gen ALS ile ilişkilendirildiğinde, test olmalarını öneririm.