B3a:tip 04

İçindekiler

HIV: Bir Evrim Makinası

Evrimsel biyologlar HIV’e karşı bir tedavi ya da aşı geliştirmeye yardımcı olabilecek ipuçları bulabilirler. Bu ipuçları sayesinde virüsün evrimsel kökeni, insan nüfuslarının başka ölümcül hastalık yapıcıların baskısı altında nasıl evrildiği ya da virüsün tasarladığımız ilaçlara karşı nasıl direnç geliştirdiği de bulunabilir. Hastalığı kontrol etmek belki de sürekli uyarlanan bu virüsün evrimini kontrol etmekten geçiyor.

İnsan Bağışıklık Yetmezlik Virüsü (HIV, resimde bir akyuvar hücresinden tomurcuklanırken görülüyor) bilinen en hızlı evrilen varlıklardan biri. “Yalapşap” çoğalan HIV, kalıtsal malzemesini kopyalarken bu “özensizliği” yüzünden çok sayıda mutasyon biriktirir. Aynı zamanda yıldırım hızıyla çoğalır, tek bir virüsten bir gün içinde milyarlarca kopya oluşur. HIV’e karşı savaşmak için, virüsün insan vücudundaki evrimini anlamalı ve nihai olarak evrimini denetleyecek bir yol bulmalıyız.

HIV’e evrimsel bir bakış açısıyla yaklaşmak, tedavi ve aşı arayışındaki bilim insanlarını üç yeni yöne doğru yöneltti:

• HIV'lerin evrimsel kökeni nedir?

• Neden bazı insanlar HIV'e karşı dirençli?

• HIV'in ilaçlarımıza karşı evrilerek sahip olduğu direnci nasıl denetim altında tutabiliriz?

HIV mikrografı

1. HIV'lerin evrimsel kökeni nedir?

Tüm evrilen varlıklar gibi HIV (human immunodeficiency virus) de kendi tarihinden derinden etkilenmiştir. HIV’in evrimsel tarihini çalışan bilim insanları onun başka virüslerle yakından akraba olduğunu buldular. Bu akraba virüsler, primatlara bulaşan SIV’ler (simian immunodeficiency viruses) ve daha uzaktan akraba olan kedilere bulaşan FIV’lerdir(feline immunodeficiency viruses yani kedigil suşları).

Ancak bu akraba virüs soylarıyla yapılan çalışmalar şaşırtıcı bir gerçeği ortaya çıkardı: SIV’i taşıyan primatlar ve FIV’i taşıyan yabani kediler, taşıdıkları virüslerden zarar görmüyorlardı. Eğer bilim insanları, insan olmayan primatların ve yabani kedilerin bu virüslerle nasıl yaşadığını ortaya çıkarabilirlerse HIV enfeksiyonlarını nasıl tedavi edeceklerini ya da hastayı tümden nasıl koruyabileceklerini öğrenebilirler.

Yandaki şekil bugün bildiğimiz kadarıyla HIV’in evrimsel tarihini gösteriyor. Atasal bir virüs (aşağıda) şempanzeleri enfekte edecek suşlara evriliyor (SIV). Zaman içinde yeni suşlar insanları enfekte edecek şekilde evriliyor (HIV).

2. Neden bazı insanlar HIV’e karşı dirençli?

HIV insan popülasyonunu etkisi altına alan ilk bela değildir. Pek çok hastalık yapıcı organizma, evrimsel tarihimizi derinden etkilemiştir. Aslında insan genomu hastalık yapıcılarla geçmişte yaptığımız savaşların kalıntılarıyla karman çorman bir hale gelmiştir. CCR5 adı verilen bir gendeki mutasyon da araştırmacılara HIV’i tedavi etmeye yardımcı olabilecek kalıntılardan biridir.

Mutant CCR5 aleli Kuzey Avrupa’da büyük olasılıkla 700 yıl önce, oradaki insan popülayonu bir salgından kırıldığı zamanlarda yaygınlaşmaya başladı. (Bu hıyarcıklı veba ya da başka bir hastalık yapıcının yol açtığı bir salgın olabilir, bu konu üzerindeki araştırmalar sürüyor.) Mutant CCR5 aleli muhtemelen taşıyıcılarını hastalığa karşı dirençli kılıyordu, bu yüzden görülme sıklığı arttı.

Bugün Avrupa’nın bazı bölgelerinde popülasyonun %20’ye kadar ulaşan bir bölümü koruyucu alelin en az bir kopyasını taşıyor. Ne var ki Afrika ve Asya aynı salgına (epidemik) maruz kalmadığı için bu aleli taşıyan pek az Asyalı ve Afrikalı var. (Yukarıdaki haritaya bakın) Bu yüzden CCR5 Kuzey Avrupa’da oldukça yaygınken güneye indikçe sıklığı düşüyor, dünyanın başka bölgelerindeyse bu mutasyona ender rastlanıyor.

Bugün biliyoruz ki mutant CCR5 alelinin beklenmedik bir yan etkisi var: HIV’e karşı direnç sağlıyor. Bilim insanları, geçmişteki seçilimlerin bir yan ürünü olan bu aleli incelemenin, bugün insan popülasyonlarını çılgına çeviren HIV salgını için yeni tedaviler geliştirme konusunda kendilerine yardım edeceğini umuyorlar.

3. HIV’in ilaçlarımıza karşı dirence sahip olacak şekilde evrilmesini nasıl denetim altında tutabiliriz?

HIV o kadar hızlı evrilir ki, tedavi süreci içinde bile evrim geçirir. Bir hasta HIV’e karşı bir ilaç almaya başladığında ilaç pek çok virüsün üremesine engel olur ancak virüslerden bir bölümü sağ kalmayı başarır. Çünkü belli bir düzeyde ilaca karşı dirençleri vardır. HIV süratli evrimi nedeniyle, seçilim baskısına hızla yanıt verir. İlaca rağmen sağ kalmayı başarmış olanlar seçilir ve dirençli virüs suşları hastanın içinde bazen birkaç hafta içinde evrilir. Ne var ki temel evrim kuramı bu dirençli virüs suşunun evrilmesini geciktirecek bir yola işaret eder. Hastalara bir “ilaç kokteyli” reçete edilir; hastalar birkaç farklı HIV ilacını bir arada kullanır.

Tek bir ilaç kullanılırken, hastadaki bazı mutant virüslerin dirençli olması ve ilacın hücumundan kurtulup dirençli yeni soylar doğurması oldukça olasıdır.

Ancak hastanın birkaç farklı ilaca birden dirençli bir mutant virüse konaklık etme olasılığı çok daha düşüktür. Her ne kadar birden fazla ilaca dirençli virus suşları eninde sonunda evrilse de ilaç kokteylleri bunların evrimini geciktirir.

Evrimsel Bir Uzlaşı (Ödünleşim)

Eğer bir hasta, ilaca dirençli bir HIV suşuyla enfekte edilmişse, evrim kuramı ilacı yeniden işe yarar kılacak bir kullanım öneriyor. Direnç evrimi çalışmaları sık sık gösteriyor ki hiçbir şey vermeden bir şey alamazsınız. Özellikle bir ilaca ya da zararlıkırana karşı direncin hastalık yapıcıya ya da zararlıya bir “bedeli” vardır. Dirençli ve dirençsiz organizmalar zararlıkıranın ya da ilacın olmadığı koşullarla başabaş bir mücadeleye sokulduğunda, dirençli olmayan organizma çoğunlukla kazanır.

Belirli bir ilacı kullanan ve sonunda ilaca dirençli virüslerin ortaya çıktığı bir hasta düşünün. Hasta ilaçları almayı bir süreliğine bıraktığında, evrim kuramı hastadaki virüs yükünün yeniden dirençli olmayan virüslere doğru evrileceğini öngörür. Daha sonra hasta ilacı yeniden çok güçlü dozlarla kullanmaya başlarsa dirençli olmayan virüslerin eşlenmesini durdurarak hastadaki virüs yükünü çok düşük seviyelere çekebilir.

Bu tedavi biçiminin umut vaat eden sonuçları var. HIV’i tamamen yok edemese de, hastaların virüs yükünü uzun süre boyunca düşük düzeylerde tutarak hastalığın ilerlemesini yavaşlatabilir.

Son olarak HIV’in evrimsel tarihini ve evrimsel değişim örüntüsünü anlamak hastalığı denetim altında tutmakta bize yardımcı olabilir.

Antibiyotik Direnci: Kaçınılmazı Geciktirmek

Berkeley'in İngilizce basın bültenini okuyabilirsiniz.

Huntington’nın Kore (Chorea) Hastalığı: Genetik Hastalıklar ve Evrim

Bir akkan hücresinden tomurcuklanan HIV-1’in elektron mikrografı taraması, CDC’nin izniyle; HIV’in evrimsel kökenleri şekli, Carl Zimmer’in Evrim: Bir Fikrin Zaferi (© 2001 Harper Collins Yayıncılık) kitabından uyarlanmıştır. CCR5 sıklığı haritası, Carl Zimmer’in Evrim: Bir Fikrin Zaferi (© 2001 Harper Collins Yayıncılık) kitabından uyarlanmıştır.