Otizm doğuştan gelen ya da yaşamın ilk yıllarında ortaya çıkan karmaşık ve çok yönlü nörolojik bir bozukluktur. Genellikle üç yaşından önce teşhis edilir. Üç alanda belirgin özelliği vardır.
Mehmet Saltuerk / saltuerk.wordpress.com
- Sosyal etkileşimdeki problemler (örneğin anlama ve ilişki kurma)
- İletişimdeki anormallikler (dilsel ve dilsel olmayan iletişim)
- Kalıplaşmış, tekrarlayıcı davranışlarlar, sınırlı ilgi alanları
Otistik bozuklukların tüm spektrumu için jenerik bir terim olan Otizm spektrum bozukluklar(ASD)kullanılır.
Otizm Spektrum Bozukluğu(ASD) olan bireyler iletişim, sosyal davranış ve ilgi alanları konusunda farklı özellikler gösterirler. Bazılarının olağanüstü becerileri olabileceği gibi, bazıları gündelik yaşamla başa çıkma konusunda büyük güçlükler çeker. Sınırlılıkları nedeniyle, çoğu otistik birey yaşam boyu yardım ve desteğe ihtiyaç duyar. Otizm, her ne kadar zeka gelişiminden bağımsız olsa da bazı bireylerde zeka geriliği ek kısıtlamalardan biri olabilmektedir.
Sebep tam olarak bilinmiyor
Kapsamlı araştırmalara rağmen şu ana kadar otistik bozuklukların nedenleri hakkında genel kabul gören bir teori bulunmamaktadır. Farklı otizm biçimlerinin olması sebebin de tek olmadığını işaret ediyor. Otizme neden olan çeşitli genetik faktörler var. Muhtemelen bu genetik faktörlerin bazıları tek başına, bazıları ise çevresel faktörlerle birlikte yani epigenetik olarak etkili oluyor.
2010 yılında Nature dergisinde otizmin genetik nedenleri hakkında geniş bir çalışma yayınlandı. Bu çalışmada makalenin yazarı Stanley Nelson şöyle diyor „En yaygın görülen genetik faktör bile incelenen otistik çocukların yüzde birinden daha azında görüldü. Eğer otizmli 100 çocuk varsa, bu çocuklarda 100 farklı genetik neden olabilir“ (1).
***
Yapılan genetik çalışmalar, otizmin ortaya çıkmasında DNA ların bazı kısımlarında meydana gelen değişikliklerin önemli rol oynadığını gösteriyor. Şaşırtıcı olan ise bu değişikliklerin bazılarının kanser riski ile de ilişkili olması… Böyle bir ilişkinin olması doğal olarak otizm konusunda araştırma yapan bilim insanlarını farklı alanlara yönlendiriyor.
Shank3 geninde anormallik
Buffalo’daki New York Eyalet Üniversitesinden Zhen Yan ve ekibi, farelerde ve insanlarda sosyal davranışı kontrol eden aynı zaman da kolon kanseri ile de ilişkisi olduğu tespit edilen Shank3 genini incelemeye aldılar (2).
Zhen Yan ve ekibi aşırı derecede otistik sendromlar gösteren farelerin Shank3 geninde yaptıkları analizde, kromatin kompleksindeki DNA ların çok yakın bir şekilde paketlenmiş olduğunu ve bu yakınlığın geninin transkripsiyonunu zamanında durmasını engellediğini tespit ettiler.
Bu ne anlama geliyor?: Bir genin transkripsiyonun engellenememesi, o genin sürekli çalışması, durması gereken zamanda durmaması anlamına geliyor.
Bir genin sürekli çalışması ne anlama geliyor?: Sürekli çalışan gen, sürekli protein üreteceğinden vücutta ve beyinde protein dengesinin bozulmasına sebep olur.
Bunu Shank3 geni özelinde düşünecek olursak; Shank3 geni sürekli çalışarak gereğinden fazla Shank3*proteini üretiyor, bu da farelerde davranış bozukluğuna yani otistik semptomların görümesine sebep oluyor.
Otizme karşı kanser ilacı
Otizm tedavisinde kullanılan ilaç ve etkisine geçmeden önce konun daha iyi anlaşılması için DNA ların paketlenmesi ve bu paketlenmede önemli rol oynayan histon proteininin neden çok önemli rol oynadığı konusuna kısaca değinmek gerekiyor.
DNA Paketlemesi: Nükleozomlar ve Kromatin
Üzereinde genlerimizin bulunduğu yaklaşık 3 milyar nükleotidten oluşan DNA zinciri 8 histon’dan oluşan Nükleozomların oluşturduğu bir yapının etrafında 1,65 defa dolanarak paketlenir.
3 milyar nükleotit uzunluktaki DNA zincirinin tamamı milyonlarca nükleozomun etrafına sarılı bir şekilde paketlenmiş olarak bulunur. Nükleozomlar, yarı çapı 30 nm olan dairesel yapılar oluştururlar ve her bir dairesel yapı aralarında 250 nm mesafe olacak şekilde, tıpkı bir telefon ahizesinin kablosu gibi arka arkaya dizilerek kromatin zinciri denilen yapıyı oluştururlar ve kromatin zinciri de kromozomları oluştururlar(3). (Bak yandaki şekil)
Sonuç olarak DNA paketlenme işlemi için şunu söyleyebiliriz: Genlerin düzgün çalışabilmesi için nükleozomdan kromatine, kromatinden kromozoma kadar olan paketlenme işleminin hatasız gerçekleşmesi gerekir. Yani genlerin hatasız çalışabilmesi için hem nükleozom katlanmaları nın, hem de katlanma arasındaki mesafelerin hatasız olması gerekir. Yani DNA paketlenme işleminin kusursuz olması gerekir.
Romidepsin ile Otizm tedavisi: Yanlış katlanma Romidepsin ile düzeltildi
Zhen Yan ve ekibi sosyal davranış bozukluğu olan farelere kanser tedavisinde kendini kanıtlanmış olan Romidepsin adında bir ilaç verdiler ve ilaç üç gün gibi kısa bir sürede, hem de çok düşük dozda inanılmaz bir başarıya yol açtı. Üç haftalık uygulama sonrası farelerde sosyal davranış bozuklukları tamamen ortadan kalktı.
Not: üç hafta bir farenin hayatında oldukça uzun bir süre sayılır. Bu süre çocukluktan geç ergenliğe kadar olan zaman dilimine denk geliyor ve bu süre içerisinde sosyal ve iletişimsel yeteneklerin gelişmesi tamamlanıyor.
Romidepsin ne yaptı
Romidepsin bazı enzimlerin aktivitesini baskılayarak Histon-Deacetylase 2 (HDAC2) adındaki bir proteinin yapısını değiştirdi. HDAC2 yapısının değişmesi ile birlikte Shank3 geninde yanlış paketlenme düzeltilerek bundan kaynaklanan hatalı protein üretimi durdu. Romidepsin bu düzeltmeyi hiçbir yan etki göstermeden yaptı. Yani gende modifiye edilme esnasında yeni bir paketleme hatası olmadı.
Romidepsin insanlarda da etkili olur mu ?
Tüm canlıların DNA ları Adenin(A), Guanin(G), Sitozin(C), Timin(T) denilen dört farklı nükleotit den meydan gelir. Başka bir ifade ile tüm canlılar ortak bir atadan gelidikleri için kalıtım materyali DNA ların yapısı tek hücreli bakteride de, herhangi bir bitkide de, maymunda da, insanda da aynıdır. DNA ların paketlenme biçimi de tıpkı yukarıda anlatıldığı gibi tüm canlılarda aynı şekilde gerçekleşir.
Bu kısa açıklamadan sonra gelelim romidepsin insanlarda da etkili olup olmayacağı konusuna.
Romidepsin insanlarda da paketlenmiş kromatin yapısını gevşeterek nükleozomlar arasındaki mesafeyi normale döndürebilir. Başka bir ifade ile Romidepsin insanlarda da tıpkı farelerde olduğu gibi HDAC2 aktivitesini tekrar düzenleyip, genlerin tekrar normal çalışmasını sağlayarak otizmi tedavi edebilir. Hatta romidepsin’in bu düzenleyici etkisi sadece Shank3 geninde değil, daha önce yapılan ve otizm ile ilgisi olduğu tespit edilen 200 den fazla genin düzenlenmesinde de etkili olabilir. Fakat ilacın otizm tedavisinde hemen kullanılabilmesi için kapsamlı klinik çalışmalara ihtiyaçı var.(4)
Shank3* geni insanda 22. kromozomda yer alan 7091 bp uzunluğunda bir gendir. Sentezlediği SHANK3 adındaki protein sinir hücreleri arasındaki informasyon akışını sağlar. SHANK3 proteini ayrıca dendritik dikenlerin oluşumu ve olgunlaşmasında da rol oynar.
Otizm hakkında hazırlanmış diğer makaleler
- Antidepresanların otizme etkisi
- Otizmin bazı formları gelecekte ilaçla tedavi edilebilir !
- Otizme bir umut olabilir mi?
- Otizmin genetik şifresi çözüldü.
Mehmet Saltuerk
++++++++++++++++++++++++
Dipl. Biologe Mehmet Saltürk
The Institute for Genetics
of the University of Cologne
++++++++++++++++++++++++
Kaynaklar
- Functional impact of global rare copy number variation in autism spectrum disorders
- Proteogenomic Analysis Identifies a Novel Human SHANK3 Isoform
- DNA Packaging: Nucleosomes and Chromatin
- Social deficits in Shank3-deficient mouse models of autism are rescued by histone deacetylase (HDAC) inhibition
