İntrasellüler Mesajcılar Kendilerini Açığa Vuruyor!

Vücudumuzdaki hücreler sürekli olarak birbirlerini bilgilendirirler. Bunu da diğer şeylerin yanı sıra virüs benzeri kesecikleri değiş tokuş ederek yaparlar. İnsan Genetiği Bölümü’nden Pascale Zimmermann’ın grubu uzun yıllardır bu kesecikleri inceliyor. Temel araştırmaları, bu hücreler arası habercilerin tıpta kullanılması için gerekli.

Ekstraselüler veziküller uzun süre çöp torbaları olarak düşünüldü. Hücreler, atık ürünlerini bir membrana sararak ve sonra onları dışarı atarak içlerini temiz ve düzenli tutuyorlardı. Daha sonra 1980’lerde, bu ekstrasellüler veziküllerin hiç de sıradan atık kapları olmadığı anlaşıldı. Sinyal verici maddeleri bir hücreden diğerine aktaran mesajcılar oldukları ortaya çıktı. Tıpkı hormonlar gibi ancak esktrasellüler veziküller (kısaca EV’ler) çok daha karmaşık olabilir.

Mesajcılar olarak EV’ler homeostazda, yani vücudumuzu sağlıklı bir biyokimyasal ve fiziksel dengede tutmada rol oynarlar. Ancak hastalıkta da aktif bir rol oynarlar. EV’ler hayat kurtarıcı olabileceği gibi, hayatı tehdit edici de olabilir. Örneğin bir kalp krizi durumunda, kalp hücrelerini koruyucu pozisyona geçmeye teşvik ederler. Ancak bir tümör söz konusu olduğunda, kanser hücrelerinin bağışıklık sisteminden kaçmasına yardımcı olurlar.

İtici Bir Güç Olarak Bilimsel Merak

Bu nedenle EV’lerin biyomedikal bilimlerden yoğun ilgi görmesi şaşırtıcı değildir. Kan, idrar veya tükürük gibi vücut sıvılarında serbestçe dolaşan organeller olarak ortaya çıktıklarından, erken ve kolay tespit edilebilir biyomarkerler olarak kullanılmak için büyük bir potansiyel sunmaktadırlar. Sonuçta, EV’ler sadece kaynaklandıkları hücre tipinin biyokimyasal işaretlerini taşımakla kalmaz, aynı zamanda bu hücrelerin sağlığı hakkında da bilgi içerebilirler. Bu anlamda, kanser hücreleri ile konakçı ortam arasında mesajcı görevi gören EV’ler “hastalık EV’leri” olarak adlandırılabilir.

Teorik olarak, basit bir tükürük testi kullanarak tümörleri çok erken bir aşamada tespit etmek mümkündür. Ancak EV’ler, hastalıklı veya hasarlı vücut dokusuna iyileştirici maddeler iletmek için bir tedavi olarak da kullanılabilir. Ya da yeni bir hücre terapisi biçimi olarak hücreleri yeniden programlamak için.

Ne yazık ki, EV’lerin teşhis ya da tedavi alanındaki potansiyelinden faydalanmak için henüz hazır değiliz. Bunun nedenlerinden biri, altta yatan biyolojilerinin yeterince anlaşılmamış olmasıdır. Bu da uzun süre hücre içerisinde biyolojik çöp torbaları olarak görülmelerinin bir sonucudur.

KU Leuven (İnsan Genetiği Bölümü) ve Marsilya Kanser Araştırma Merkezi’nde EV araştırmacısı olan Pascale Zimmermann, “EV biyolojisinin ardındaki temel moleküler mekanizmalar hakkındaki bilgi eksikliğimiz şu anda uygulamalar geliştirmemizi engelliyor” diyor.

İntrasellüler mesajcıların tıbbi uygulamalarda kullanılabilmesi için öncelikle biyolojilerinin daha iyi anlaşılması gerekiyor. Bu tür temel araştırmalar uzun yıllardır Zimmermann’ın ana faaliyeti olmuştur. Konunun çok karmaşık olması nedeniyle ilerleme yavaş olmuş ve küçük adımlarla gerçekleşmiştir.

Ancak Ekim ayında Zimmermann, Leuven ve Marsilya’dan meslektaşlarıyla birlikte bir dönüm noktasına ulaştı. “PDZ scaffolds regulate extracellular vesicle production, composition and uptake,” başlıklı çalışmalarını PNAS dergisinde yayımladılar.

Makalede, EV’lerin oluştuğu, programlandığı (belirli bir mesajla) ve değiş tokuş edildiği temel moleküler mekanizmalara bir bakış sunuyorlar. Bu araştırmacılar böylece ilk kez EV biyolojisinin özüne inmeyi başardılar. Bu da Zimmermann’ın grubunu ve KU Leuven’i EV araştırmalarının zirvesine yerleştiriyor.

PDZ Proteinleri İçin Kilit Rol

Araştırmacılar, diğer şeylerin yanı sıra, EV’lerin hücredeki belirli bir grup membrana bağlı proteine güçlü bir şekilde bağlı olduğunu keşfetti. PDZ proteinleri olarak adlandırılan bu proteinler uzun bir evrimsel geçmişe sahiptir ve muhtemelen çok hücrelilikle birlikte evrimin bir sonucudur.

Zimmermann, “Örneğin, bir maya hücresinde bu proteinlerden sadece iki tür bulunurken, biz insanlarda yüz elli tane var” dedi. Bu proteinlerle olan bağlantı, intraselüler mesajcılardan oluşan bu özel sistemin de çok hücreliliğin gelişimine ayak uydurduğunu gösteriyor.

Araştırma, eksik PDZ proteinleri nedeniyle işlev kaybına yönelik bir dizi alt çalışmayı içeriyordu. Bu çalışmalar PDZ proteinlerinin EV’lerin üretimini ve kullanımını nasıl düzenlediğini göstermeye yardımcı oldu. Zimmermann, meyve sineklerindeki göz hücreleri arasında bir haberci olarak işlev gören bir PDZ proteini örneğini veriyor.

Bir hücredeki fotoreseptörün üzerine ışık düştüğünde, bu PDZ proteini retina hücrelerini korumak için sinyali düzenler. Eğer bu PDZ proteini eksikse, meyve sineği retina hasarı yaşayacaktır.

PDZ proteinlerinin EV biyolojisinde oynadığı rol, virüslerin konak hücrelerin zarlarından ayrılma şeklini anımsatmaktadır. Bu nedenle EV’ler bazen mini virüsler olarak adlandırılır. Hücreleri virüslerin yaptığı gibi “ele geçiremeseler” de, onları yeniden programlayabilirler.

Zimmerman “Araştırmalarımızı uygulamaları göz önünde bulundurarak değil, tamamen bilimsel merakla yürütüyoruz. Sonuç olarak, nihai olarak neyin ortaya çıkacağını tahmin edemeyiz. Ancak kesin olan bir şey var. Bu tür temel araştırmalar olmadan hiçbir rasyonel uygulama mümkün olmazdı” dedi. ^[1]“Intercellular messengers reveal themselves” yazısından çevrilmiştir.^[2]Öne çıkan görsel

[cite]