Genom ve Genom Tıbbı Devrimi
Genom; bir canlı organizmanın içerdiği tüm genetik bilgiye verilen isimdir. Genom; her canlı organizmada bir tane bulunur ve oldukça karmaşık bir yapıya sahip olan genetik bilgiyi anlamak için birincil kaynaktır. [1] 24 Aralık 2014 tarihinde açıklanan son insan genomu GRCh38 versiyonunun (Genome Reference Consortium Human Build 38 Organism: Homo sapiens) verilerine göre; insan genomunda yaklaşık 23,000 gen ve 3,209,286,105 baz bulunmaktadır. İnsan genomunun yaklaşık % 1,5’i, çeşitli proteinleri kodlayan fonksiyonel kodlama bölgelerini içerirken; geri kalanı DNA transpozonları, intronlar, kodlanmayan varyantlar gibi birçok farklı yapısal bileşeni içerir.
Resim 1 : Genom / Kromozom / Gen İlişkisi
2000’li yılların başında İnsan Genom Projesi’nin (HGP) tamamlanması ile birlikte ilk insan genom dizisi elde edilmiştir. Bu proje ve bulguları, modern bilim dünyasında devrim niteliğinde bir etki yaratmış olup, son yılların en önemli bilimsel buluşlarından biri olarak kabul edilmiştir. [3] Bu projeyle birlikte insan genomunun topoğrafyası ortaya çıkarılmaya başlanmış ve genom datasını daha iyi anlayabilmek adına bir imkan doğmuştur. İnsan Genom Projesiyle saptanan 3.2 milyar DNA dizisi, insan genomunu yorumlayabilmek için önemli bir referans olmuştur. Bu projenin bulgularıyla; birçok yeni gen ve bu genlerin temel fonksiyonları keşfedilmiştir.
İnsan Genomu / NatureBu keşiflerin yanı sıra, teknolojik alanda büyük gelişmeler yaşanmış ve yeni araçlar / teknikler üretilmeye başlanmıştır. Kısaca bahsetmek gerekirse; İnsan Genom Projesinden yaklaşık on yıl sonra Next Generation Sequencing (NGS) / Yeni Nesil Dizileme Teknolojisi dünyaya tanıtılmıştır. NGS teknolojisi; milyonlarca DNA parçasını kısa sürede yüksek hız, doğruluk ve verimlilikle sıralamayı kolaylaştıran güçlü ve modern bir dizileme tekniğidir.
Resim 2 : İnsan Genomu / Nature
Tüm genom dizilimi (Whole Genome Sequencing / WGS), bütün ekzom dizilimi (Whole Exome Sequencing / WES), RNA dizilimi ve özel panelleri (tek veya çoklu gen analizi) bünyesinde barındıran NGS teknolojileri; yeni genler keşfetmek, hastalık mekanizmalarını kavramak ve farklı hastalık grupları arasındaki genetik korelasyonu tanımlamak adına pek çok amaçla kullanılmaya başlanmıştır. [4] Öncelikle; bilimsel araştırma, klinik alanlar ve ilaç tasarımı olmak üzere birçok farklı alanda devrim niteliğinde gelişmeler sağlamıştır. Bu teknolojilerin kullanılmasıyla gerçekleştirilen ileri düzey çalışmalar; yeni tedavi ve ilaçların keşfine, insan genetiğinin çeşitli alt yapılarının çözümlenmesine ve kişiye özel terapilerin geliştirilip uygulanmasına olanak sağlamaya başlamıştır. En önemlisi bu teknolojiler; geleneksel tıp uygulamalarından, genom tıbbı uygulamalarına geçişi sağlayabilmek için önemli bir basamak oluşturmuştur.
Genom Tıbbı / Kişisel Tıp; yeni ortaya çıkmakta olan bir tıp yöntemi olarak tanımlanmaktadır. Asıl hedefi; herhangi bir hastalığın riski, teşhisi, tedavisi veya önlenmesine yönelik; bireyin genetik ve çevresel etki edebilecek faktörlerini kullanarak, bireye özel, doğru sağlık terapilerinin uygulanmasıdır. Bu amaçla; doğru hastaya, doğru ilacı, doğru dozajda ve doğru zamanda sağlamayı hedefler.
Resim 3 : Geleneksel / Kişisel Tıp Uygulamaları
Tüm bu gelişmeler, dünyanın birçok farklı yerinde geniş ölçekte genom araştırma projelerinin oluşmasına katkı sağlamıştır. Bu projelere örnek olarak; The International HAPlotypeMAP Project, The 1000 Genomes Project, The UK10K Project ve The 100.000 Genomes Project örnek verilebilir. [2]
Günümüzde, Genom Tıbbı / Kişisel Tıp alanında, İngiltere öncü konumda olup, dünyadaki en büyük genom dizileme projesi olan 100.000 Genom Projesi’ni geçtiğimiz yıl tamamlamıştır. 100.000 Genom Projesi; İngiltere’nin Ulusal Sağlık Sistemi (NHS) tarafından, kanser veya nadir görülen hastalıklardan etkilenen 85,000’in üzerindeki hasta sayısından elde edilen genomların toplanıp, geniş ölçekte veri analizinin yapılmasıyla oluşmuştur. Projenin temel amaçlarından biri; son teknolojiyle elde edilen genom verilerini kanser, bulaşıcı hastalık, nadir genetik hastalıklar gibi pek çok farklı hastalık grubunun derinlemesine araştırılması, yorumlanması ve klinik olarak bu hastalıktan muzdarip hastaların tanılarında etkili bir şekilde kullanılıp, kişisel tedavi yöntemleriyle iyileşmelerini sağlamaktır. [5] Bunun dışında, ulusal / dünya çapında genom endüstrisini geliştirmek, yeni buluşların yapılmasına olanak tanımak, etik ve güvenilir bir program oluşturarak sağlık sektöründeki bu yeni yapılanmanın temsili olmaktır.
Sonuç olarak, tüm bu yeni teknolojiler ve 100.000 Genom Projesi gibi büyük çapta gerçekleştirilen projeler; bilimsel, klinik ve ilaç tasarımı / geliştirme başta olmak üzere birçok alanda devrimsel nitelikte değişmelere yol açmış ve açmaya devam edicektir. Bu yenilikler, sağlık sektörünün büyük ölçüde gelişmesini sağlayarak, insanlara daha iyi hizmet sağlanmasına olanak tanıyacaktır. Son olarak; çok yakın gelecekte, genom tıbbı uygulamaları ve teknolojisi, günümüz dünyasında geçerliliğini koruyan geleneksel tıp uygulamalarının yerini alacaktır.
Kaynakça
[1] Clarke L, Zheng-Bradley X, Smith R, Kulesha E, Xiao C, Toneva I, et al. The 1000 Genomes Project: data management and community access. Nature methods. 2012;9(5):459-62.
[2] Genomes Project C, Abecasis GR, Altshuler D, Auton A, Brooks LD, Durbin RM, et al. A map of human genome variation from population-scale sequencing. Nature. 2010;467(7319):1061-73.
[3] Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J, et al. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature. 2001;409(6822):860-921.
[4] Reuter JA, Spacek DV, Snyder MP. High-throughput sequencing technologies. Molecular cell. 2015;58(4):586-97.
[5] The National Genomics Research and Healthcare Knowledgebase v5, Genomics England, 2019
Selin Girgin
MSc Genomic Medicine
Queen Mary University of London / University College London
