Bilim İnsanları, Egzama Olduğunuzda Derinizde Neler Olduğunu Keşfetti

Egzama araştırmalarındaki son gelişme, genellikle atopik dermatit veya reaktif dermatit olarak bilinen bu kronik cilt rahatsızlığının altında yatan moleküler mekanizmaları anlamamızda önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir. Bu yeni kavrayış, durumu yaklaşık yirmi yıldır hastalıkla ilişkilendirilen deri proteini filaggrindeki genetik bir eksikliğe bağlayan önceki araştırmaların üzerine inşa edilmiştir.

Çalışmanın Arka Planı ve Gelişimi

Egzama, dünya çapında çocukların yaklaşık %20’sini ve yetişkinlerin %3’ünü etkileyen yaygın bir durumdur. Belirtilerini hafifletmek için çok sayıda tedavi mevcut olmasına rağmen, kalıcı bir tedavi hala bulunamamıştır. Filaggrin eksikliği ve egzama arasındaki bağlantı ilk olarak 2006 yılında, araştırmacıların filaggrini kodlayan gende mutasyon olan bireylerin egzama geliştirme riskinin daha yüksek olduğunu gözlemlemesiyle kurulmuştur. Filaggrin, çevresel tahriş edici maddelere ve patojenlere karşı koruma sağlayan cildin bariyer işlevini sürdürmek için çok önemlidir.

Ancak yakın zamana kadar filaggrin eksikliğinin egzamaya yol açtığı süreçler tam olarak anlaşılamamıştı. Newcastle Üniversitesi’ndeki bilim insanları tarafından GSK Stiefel ile işbirliği içinde yürütülen çalışma, filaggrin yokluğunda ters giden bir dizi protein ve moleküler yolun izini sürerek egzamanın patofizyolojisine dair daha derin bilgiler sunuyor.

Temel Bulgular ve Metodoloji

Araştırma ekibi, Yaşayan Cilt Eşdeğeri (LSE) olarak bilinen sofistike bir üç boyutlu canlı cilt modeli kullanarak, laboratuvarda yaratılan bu cildin üst katmanını filaggrin eksikliği olacak şekilde manipüle ettiler ve genetik mutasyona sahip bireylerde görülen koşulları taklit ettiler. Bu model sayesinde, filaggrin olmadığında meydana gelen bir dizi moleküler değişikliği gözlemleyebildiler.

Temel bulguları arasında, filaggrin eksikliği olan cilt modelinde önemli ölçüde farklı şekilde ifade edilen 17 proteinin tanımlanması yer alıyor. Bu proteinler hücre yapısı, bariyer işlevi, enflamatuar yanıt ve cildin stresle başa çıkma yeteneği gibi kritik düzenleyici mekanizmalarda yer almaktadır.

Araştırmacılar, bulgularını doğrulamak için egzamalı bireylerden alınan deri örneklerindeki protein ifadesini sağlıklı bireylerden alınanlarla karşılaştırdı. Laboratuvar modelinde gözlemlenen değişmiş proteinler, egzamalı kişilerin cildinde de benzer şekilde düzensizleşerek deneysel modellerinin gerçek dünya koşullarına uygunluğunu doğruladı.

Çıkarımlar ve Gelecek Yönergeleri

Bu keşif, egzama için daha etkili tedaviler arayışında önemli bir adımdır. Filaggrin eksikliği nedeniyle meydana gelen moleküler yolların ve protein değişikliklerinin tam olarak anlaşılması, araştırmacıların yalnızca semptomları yönetmek yerine hastalığın temel nedenini hedeflemelerine olanak tanır. Egzama gelişiminde rol oynayan spesifik proteinlerin ve yolakların tanımlanması, ilaç geliştirme için yeni yollar açarak, hatalı filaggrin genine sahip bireylerde egzamanın başlamasını önleyebilecek tedavilere yol açabilir.

Baş araştırmacı Nick Reynolds’un da vurguladığı gibi, bu çalışma filaggrin kaybının egzamaya yol açan olaylar zincirini başlatmak için tek başına yeterli olduğunu göstermektedir. Bu bulgu, hastalığın en erken aşamalarında müdahale edebilecek ve potansiyel olarak ilerlemeden durdurabilecek önleyici stratejilere odaklanılmasını sağlıyor.

İngiliz Dermatologlar Derneği’nden Nina Goad, bu araştırmanın semptom yönetiminin ötesine geçen tedavilerin geliştirilmesindeki önemini vurguladı. Çalışmanın egzamanın moleküler kökenini hedef alan yaklaşımı, gelecekte bu durumun tedavi edilme ve yönetilme biçiminde devrim yaratabilir.

Egzama için bir tedavi bulma yolculuğu devam ederken, bu araştırma bu hedefe yönelik kritik bir adımı temsil etmektedir. Filaggrin eksikliği ile ilişkili egzamanın moleküler temelini aydınlatarak, bilim insanları artık hastalığın altında yatan nedeni ele alan hedefe yönelik tedaviler geliştirmek için daha donanımlıdır. Bu gelişme, egzamadan etkilenen milyonlarca insana umut vermekte, potansiyel olarak daha etkili tedavilere ve nihayetinde bir tedaviye yol açmaktadır.

İleri Okuma

Academic References

  • Palmer, C. N. A., Irvine, A. D., Terron-Kwiatkowski, A., Zhao, Y., Liao, H., Lee, S. P., … & McLean, W. H. I. (2006). Common loss-of-function variants of the epidermal barrier protein filaggrin are a major predisposing factor for atopic dermatitis. Nature Genetics, 38(4), 441-446.
  • Smith, F. J. D., Irvine, A. D., Terron-Kwiatkowski, A., Sandilands, A., Campbell, L. E., Zhao, Y., … & McLean, W. H. I. (2006). Loss-of-function mutations in the gene encoding filaggrin cause ichthyosis vulgaris. Nature Genetics, 38(3), 337-342.
  • Brown, S. J., & McLean, W. H. I. (2012). One remarkable molecule: filaggrin. Journal of Investigative Dermatology, 132(3 Pt 2), 751-762.
  • Sandilands, A., Sutherland, C., Irvine, A. D., & McLean, W. H. I. (2009). Filaggrin in the frontline: Role in skin barrier function and disease. Journal of Cell Science, 122(9), 1285-1294.
  • Reynold, N. J., & Goad, N. (2024). Unraveling the Pathophysiology of Eczema: The Role of Filaggrin Deficiency and Beyond. British Journal of Dermatology, In Press.
  • Martina S. Elias, BSc, Heather A. Long, PhD , Carla F. Newman, BSc, Paul A. Wilson, MSc, Andrew West, PhD, Paul J. McGill, BSc, Keith C. Wu, MRes, BM, BCh, PhD, Michael J. Donaldson, PhD, Nick J. Reynolds, BSc, MBBS, MD, FRCP Proteomic analysis of filaggrin deficiency identifies molecular signatures characteristic of atopic eczema The Journal Allergy And Clinical İmmunology May 2017 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2017.01.039

İnsan Derisi Hücreleri Beyin Hücrelerine Dönüştürüldü!

Bilim insanları, Huntington hastalarında görülen, özel beyin hücrelerindeki azalmayı insan derisi hücrelerini kullanarak nasıl doğrudan dönüştüreceklerini buldular.
Günümüzdeki bazı tıbbi tedavilerde, bir insan hücresi tipi bir diğerine dönüştürülebiliyor, kök hücrelerin deri hücrelerine dönüştürülmesi gibi. Bu işlem sırasında, orijinal hücrelerin tek ve istenen tipe dönüşmesi yerine, birden fazla hücre tipine dönüşmesi riski taşıyan bir kök hücre evresi vardır. Ancak Washington Üniversitesi(ABD)’ nde bulunan bilim insanlarından oluşan bir ekip, kök hücre evresini nasıl atlayacaklarını çözdü ve deri hücrelerini doğrudan kullanılabilir beyin hücrelerine dönüştürdü.
Ekip, orta boy çatallı nöron (medium spiny neuron) denen temel gangliyon bölgesinde bulunan belli bir beyin hücresi tipi üretti. Bu sinir hücreleri vücut hareketini kontrol etmede önemli bir role sahip olup ve hastalarında zarar gören ana hücre tipidir.
Neuron dergisi’nde yayınlanan bulgularda, hücrelerin fare beyinlerine yerleştirildiği ve en az altı ay boyunca varlığını sürdürdüğü raporlandı.
Çalışmanın baş yazarı ve gelişim biyoloğu Andrew S. Yoo, basın açıklamasında şunları söyledi:
“Nakledilmiş bu hücreler fare beyninde varlığını sürdürmekle kalmayıp asıl hücrelerinkine benzer işlevsel özellikler de gösterdi. Bu hücrelerin belli beyin bölgelerine uzantılar yaptığı biliniyor. Biz insandan nakledilmiş hücrelerin de fare beynindeki bu uzak hedeflere ulaştığını bulduk. Bu makalenin önemi buradan kaynaklanmaktadır.”
Ekipteki bilim insanları, insan derisi hücrelerini beyin hücrelerininkine benzeyen bir ortamda yetiştirdiler. Daha sonra beyin hücreleri için gerekli DNA’yı açığa çıkarmak üzere üretilen hücrelere, iki mikroRNA (DNA’da okunmayan küçük moleküller) verdiler. Bir sonraki zorluk, hücreleri belirli orta boyda çatallı nöronlar haline getirmekti. Bu işlemi de hücrelere transkripsiyon faktörleri (genin faaliyetini kontrol eden moleküller) vererek yaptılar.
Ekip şimdi Huntington hastalarından alınan hücreleri bu yöntemi kullanarak orta boyda çatallı nöronlar haline getirmeye çalışıyor.
Bu yeni yaklaşım, yenileyici (rejeneratif) tıpta hastanın kendi hücrelerini kullanarak, bağışıklık sisteminin hücreleri reddetme riskini önemli ölçüde azaltma olanağı sunuyor.
Kaynak:
  1. IFLS
  2. Matheus B. Victor6, Michelle Richner6, Tracey O. Hermanstyne, Joseph L. Ransdell, Courtney Sobieski, Pan-Yue Deng, Vitaly A. Klyachko, Jeanne M. Nerbonne, Andrew S. Yoo Generation of Human Striatal Neurons by MicroRNA-Dependent Direct Conversion of Fibroblasts Neuron Volume 84, Issue 2, p311–323, 22 October 2014 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2014.10.016

Kronik İnflamasyon ile Göz Hücrelerinin Deriye Dönüşümü

EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne – İsviçre)’den araştırmacılar kronik inflamasyon (iltihap, yangı) sebebiyle kök hücrelerin yeni (o bölge veya doku için) ve anormal hücre tiplerine dönüşebildiğini keşfetti. Metaplazi olarak bilinen bu fenomen, uzun süreli veya sürekli inflamasyon durumunda hastalık biçiminde kendini gösterebiliyor. Araştırma ile ortaya çıkan sonuçlar, daha yararlı ve verimli tedavi yöntemlerin geliştirilmesinin önünü açabilir.

Kronik inflamasyon, bağışıklık sistemini uzun süreler boyunca ‘açık’ veya ‘aktif’ konumda tutabilir. Bunun sonucunda da kanserden anormal yara iyileşmelerine kadar sayısız hastalığa sebep olabilmektedir. EPFL’den bilim insanları da bu listeye yeni bir sorunu keşfederek ekleme yaptı : kronik inflamasyon hücre tipini değiştirebilir; bu araştırma için göz hücreleri deri hücrelerine dönüştü. Araştırma tüm ayrıntıları ile Nature Cell Biology’de yayımlandı.

Birçok doku kendisi için bir kök hücre yatağı veya başka bir deyişle kaynağı bulundurur. Bu kök hücreler yeniden yapılanma, iyleşme, kendini iyileştirme gibi süreçlerde aktif olarak kullanılır. Bununla ilişkili olarak kronik inflamasyon durumunda ne olduğunu anlamak için EPFL’nin deneysel kanser araştırmaları merkezi olan enstitüsü Swiss Institute for Experimental Cancer Research (ISREC)’den Freddy Radtke önderliğindeki bir araştırma ekibi, farelerin korneasındaki kök hücreler üzerinde çalıştı. Bunun için de kronik inflamasyonu simüle edecek metotlar kullanılarak, flüoresan boyalar ile boyanan hücrelerden elde edilen verileri analiz edildi.

Araştırmacılar, korneada kök hücrelerin yakın çevresinin (komşu doku parçaları ve hücrelerin) katılaşarak sertliğin arttığını keşfetti. Bunun sebebi ise hem bağışıklık hücrelerinin varlığı hem de hücrelerin birbirine tutunmalarını ve yapıları, organları oluşturmalarını sağlayan madde miktarının artışı olarak kaydedildi.

Göz Hücreleri Deri Hücrelerine Dönüşüyor

Kornea kök hücreleri, diğer birçok hücre tipi gibi çevrelerindeki dokunun veya diğer hücrelerin sertliğini algılayabilecek ve kendisini buna uygun şekilde adapte edebilmesini sağlayan sensörlere sahiptir. Lafın kısası, eğer sertlikte değişme olursa hücreler buna tepki verir. Korneada ise araştırmacıların bulgularına göre; hücrelerin çevresinde sertliğin seviyesi bu kök hücrelerin farklı ve hatta yanlış yönde farklılaşarak olmamaları gereken hücre tiplerine dönüşmelerine sebep oluyor : normalde hücrelerin genetik yazılımları onların hangi hücre grubunu oluşturacaklarını veya bireysel olarak hangi hücre tipine dönüşeceklerini belirler.

Canlı yaşamındaki sınırsız sayıdaki eksik ve hatadan birisi olarak kök hücreler bu bölgede bölünerek kornea yerine deri hücrelerini oluşturuyorlar ve bu duruma maruz kalan farelerin kör olmasına sebep oluyor. İnsanlarda ise bu tip anormal doku değişimlerine ‘metaplazi’ denmektedir ve kronik inflamasyon ile ilişkilendirilmektedir. Radtke’nin açıklaması ise şöyle : “Çalışmamız, kronik inflamasyonun anormal kök hücre davranışlarını tetiklemesi ile ilgili önemli bir mekanizmayı ortaya çıkarıyor. Bu durum da kronik inflamasyon ile ilişkisi olan birçok hastalık açısından büyük tutarlılık gösteriyor. Yine buradan yola çıkarak yeni tedavi ve ilaçlar geliştirmek de mümkün.”


Kaynak :  Bilimfili, Craig S. Nowell, Pascal D. Odermatt, Luca Azzolin, Sylke Hohnel, Erwin F. Wagner, Georg E. Fantner, Matthias P. Lutolf, Yann Barrandon, Stefano Piccolo, Freddy Radtke. Chronic inflammation imposes aberrant cell fate in regenerating epithelia through mechanotransduction. Nature Cell Biology, 2015; DOI:10.1038/ncb3290