CRISPR teknolojisi aracılığıyla sivrisineklerde gerçekleştirilen tek bir genetik değişiklik, sıtma parazitinin yayılmasını durdurma potansiyeli taşıyor. Bu yenilikçi yaklaşım, hastalıkla mücadelede yeni bir döneme işaret edebilir.
Her yıl yüz binlerce can alan sıtma, bilhassa Sahra Altı Afrika’da ciddi bir tehdit olmaya devam etmektedir. Dünya Sağlık Örgütü’nün 2023 verilerine göre, yaklaşık 263 milyon kişi sıtma teşhisi alırken, bunun yaklaşık 600 bini ölümle sonuçlanmıştır. Bu ölümlerin %80’ini beş yaş altı çocuklar oluşturmaktadır, bu da sivrisinekleri dünyanın en ölümcül canlısı haline getirmektedir. Bu nedenle bilim dünyası yıllardır bu küresel soruna çare arayışındadır.
Son yıllarda sıtmayla mücadelede karşılaşılan başlıca güçlüklerden biri, hem parazitin mevcut tedavilere karşı evrimsel direnç geliştirmesi hem de sivrisineklerin böcek ilaçlarına bağışıklık kazanması olmuştur. Ancak yakın zamanda geliştirilen çığır açıcı bir genetik müdahale yöntemi, bu durumu değiştirme umudu taşımaktadır.
Kaliforniya San Diego Üniversitesi (UCSD) ve Johns Hopkins Üniversitesi’nden bilim insanları, CRISPR-Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanarak, sıtma taşıyan sivrisineklerin enfeksiyon bulaştırma kabiliyetini neredeyse tamamen ortadan kaldıran bir metot geliştirdiler. Araştırma ekibi, sıtma parazitinin sivrisinek vücudunda ilerlemesi için kritik öneme sahip bir protein olan FREP1’deki yalnızca bir amino asidi değiştirerek, parazitin yayılma yeteneğini yok etmeyi başardı. L224 adlı amino asidin yerine, doğada nadir bulunan bir doğal varyant olan Q224’ün yerleştirilmesiyle, parazitin sivrisineğin bağırsağından tükürük bezlerine ulaşımı engellenmektedir. Sonuç olarak, sivrisinek enfekte kan emse bile, hastalığı başka bir canlıya taşıyamamaktadır.
CRISPR-Cas9 teknolojisi, canlıların DNA’sında istenilen bölgeye hassas bir şekilde müdahale etmeyi sağlayan, son zamanların en devrim niteliğindeki genetik araçlarından biridir. Sistemin temelinde, genetik materyalde hedeflenen bir noktayı kesmeye yarayan moleküler “makaslar” (Cas9 enzimi) ve bu noktayı tanıyan rehber RNA’lar bulunur. Bu teknoloji, bilim insanlarının genetik koddaki belirli bir bölümü kesip istedikleri değişiklikleri yapmalarına olanak tanır. Bu yeni çalışmada da araştırmacılar, CRISPR’ın bu hassas müdahale gücünü kullanarak sivrisineklerde sıtma bulaşmasını engellemeyi başardılar.
Araştırmacılar, bu genetik değişikliği sivrisinek popülasyonuna yaymak için “allelik sürücü” (phantom allelic drive) adı verilen özel bir sistemden yararlanmaktadırlar. Allelik sürücü sistemi, bu genetik değişikliğin popülasyonda hızla yayılmasını sağlayan benzersiz bir mekanizmadır. Normalde bir canlı, genlerinin yaklaşık yarısını yavrularına aktarırken, allelik sürücüde değiştirilmiş gen, yavruların neredeyse tamamına aktarılır. Bu durum, zamanla bu genin popülasyonda hızla artmasına ve giderek daha fazla sivrisineğin sıtmaya karşı dirençli hale gelmesine olanak tanır. Bu sistemin bir diğer önemli özelliği ise kalıcı olmamasıdır. Yapılan genetik müdahale, belirli bir sürenin sonunda popülasyondan kendiliğinden silinebilmektedir. Sisteme entegre edilen “kendini yok eden” mekanizma, bu genetik değişikliğin doğaya kalıcı olarak yerleşmesini önler. Bu sayede genetik müdahale, kısa vadeli bir çözüm sunarken, uzun vadede ortaya çıkabilecek potansiyel çevresel risklerin de önüne geçilmiş olur.
UCSD’den Prof. Ethan Bier, sistemin sivrisineklerin biyolojisine zarar vermediğini ve sıtmanın farklı türlerine karşı da etkili olduğunu belirtiyor. Bier, “Bu kadar küçük bir değişikliğin bu denli büyük sonuçlar doğurması şaşırtıcı,” yorumunu yapıyor. Araştırmanın diğer yürütücüsü olan Prof. George Dimopoulos ise bu genetik müdahalenin farklı coğrafyalarda da işe yarayabilecek esneklikte olduğunu vurguluyor: “Doğal varyantı öne çıkararak bağışıklık sağladık. Yöntem evrensel olarak uygulanabilir.” Çalışma laboratuvar ortamında başarıyla test edilmiş olsa da, bilim insanları gerçek çevresel koşullarda yapılacak saha denemelerinin kritik önem taşıdığını ifade ediyorlar. Bu nedenle, şimdi bu saha denemelerinin sonuçları merakla bekleniyor. Eğer bu denemelerde de başarı sağlanırsa, belki de ilk kez sivrisinekler gezegenin en ölümcül hayvanı olma unvanını kaybedecektir.