Hücre İçi Mikrotübül Rayların Kurulması ile İlgili Yeni Keşif

Warwick Üniversitesi araştırmacıları, insan vücudu içerisinde hücrelerin kendi ulaşım ağlarını nasıl yarattıklarını keşfettiler. Bu keşfin bağırsak kanseri gibi hastalıkların işleyişi ve ortaya çıkışı ile ilgili bilinmeyenleri çözümlemeye yardımcı olacağı düşünülüyor. Çalışmanın detayları ve sonuçları Nature Scientific Reports’da yayımlandı.

Warwick Tıp Fakültesi’nden Profesör Rob Cross araştırma ile ilgili şu açıklamada bulundu : ” Vücudumuzdaki her hücre, mikrotübül adı verilen miinik raylardan oluşan ve hücre içindeki önemli duraklar arasında taşınması gereken kargoların iletimini sağlayan bir trenyolu ağı’nı barındırır. Bu hücre içi rayların boyutları ise – 25 nanometre (milimetrenin milyonda biri) ene sahip oldukları biliniyor- hayal etmesi zor derecede küçüktür. İç ray sisteminin varlığı da, hücrenin normal ve sağlıklı biçimde fonksiyonlarını yerine getirmesi, işlevini koruması ve işlemesi için çok büyük bir öneme sahiptir.”

Bu mikrotübül yollar. hücre bölünmesi gibi fonksiyonlar için olduğu gibi, bir takım önemli kanser ilaçlarının ana hedefi olarak da ciddi önem arz etmektedir. Prof. Cross’un laboratuvarı ise mikrotübül yolların nasıl kuruluyor olduğu üzerine çalışıyor.

Profesör Cross ; bir protein grubu olan TOG’ların, büyümekte veya başka bir deyişle uzamakta olan mikrotübüllerin uçlarında bulunduğunun ve küçük birer demiryolu işçisi gibi çalıştıklarının bir süredir bilindiğini belirtiyor. Ancak bu protein takımının tam olarak nasıl organize olduğu ve gerçekte nasıl efektif biçimde çalıştığı konusu gizemini korumaktaydı.

Cross ve araştırma ekibi yeni çalışmalarında, TOG’ların mikrotübüllerin uçlarındaki yerlere TACC denen başka bir protein grubunun yardımı ile tutunuyor olduğunu ve de TOG-TACC sisteminin mikrotübül büyümesini koruduğunu ve de yeni mikrotübül raylarının uzamasını hızlandırdığını gösterdi.

Bu anlamda TOG-TACC makine sisteminin mikrotübül uzamasını katalize ettiği ve sonuçlara bakılırsa da TOG-TACC’ın çok alışılmadık bir katalist olduğunu söylemek mümkün.

Mikrotübül büyümesinin nasıl katalize edildiğinin anlaşılması ile, araştırma ekibi bulgularının; içinde bağırsak kanseri gibi TOG-TACC sistemindeki fonksiyon anormallikleri ile ilişkilendirilen birçok insan hastalığına dair çözüm arayışlarına yeni kapılar açacağını umuyor.


Kaynak :

  1. Bilimfili,
  2. Frauke Hussmann, Douglas R. Drummond, Daniel R. Peet, Douglas S. Martin, Robert A. Cross. Alp7/TACC-Alp14/TOG generates long-lived, fast-growing MTs by an unconventional mechanism. Scientific Reports, 2016; 6: 20653 DOI: 10.1038/srep20653

Daha Verimli İlaç Taşıma Sistemleri İçin Kızılötesi Işın

Bazı ilaç rejimleri (hangi ilaç veya ilaçların ne sıklıkla ve hangi dozajda kullanılacağını öngören düzen), özellikle de tümörleri yok etmek üzere dizayn edilenler son derece zarar verici ve rahatsız edici yan etkiler üretebiliyor. İstenmeyen semptomlar çoğunlukla ilacın veya ilaçların ihtiyaç duyulmayan bölgelere de gitmesinden ve sağlıklı hücrelere zarar vermesinden kaynaklanabiliyor.

Elbette bu bir risk ve her tedavide hepimiz bu riski göze alıyoruz. Ancak bu riski de minimum etmek üzere Kanada, Quebec’ten araştırmacılar, yalnızca yakın-kızılötesi ışık etkisi altında kaldığında ilacı salabilen nanoparçacıklar geliştirdiler. Doktorlar ilacın salınmasını istedikleri bölgeye bu ışık hüzmesini yollayarak tam da istedikleri bölgede ilacın salınmasını sağlayabilecekler. Araştırmanın tüm detayları Amerikan Kimya Topluluğu’nun prestijli dergisiJournal of the American Chemical Society‘de yayımlandı.

Yıllardır bilim insanları bölgesel veya başka bir deyişle yerel tedaviler geliştirerek ilaçların yukarıda sözü geçen nedenden ötürü beraberlerinde getirdikleri yan etkilerden kurtulmak için mücadele edip duruyorlar. Bugüne kadar ışığa, sıcaklığa , ultrasona ve pH değişikliklerine tepki verebilen ilaç iletim sistemleri geliştirildi. Bu uygulamalardan gelecek vadeden bir tanesi de morötesi (ultraviyole) ışınlara duyarlı ilaç taşıma malzemeleriydi.

Işık spektrumunun bu kısmına ait olan ve malzemenin üzerine gönderilen ışın atımı malzemenin içinde bulundurduğu ilacı hedef bölgeye (tıpkı kargo taşıyan bir kurye gibi) bırakıyor. Ancak morötesi ışığın belli sınırları bulunuyor. Örneğin morötesi ışık ışınlarının kendileri de kanserojen ve vücudun iç kısımlarına ulaşabilecek güçte de değiller.

Buna karşılık yakın kızılötesi ışık bir canlı dokuya 1-2 santimetre derinliğe ulaşabilecek kadar penetre edebilir ve nispeten de daha güvenilir bir alternatif; ancak ne var ki ışığa duyarlı ilaç-taşıyıcıları bu ışık türüne tepki vermiyorlar. McGill University’den mühendis profesör Marta Cerruti ve araştırmacı arkadaşları ikisinin de iyi olan taraflarını kullanabilmeyi hedefledi ve bu iki ışığı bir araya getirerek muhtemel bir çözüm şekli yarattı .

Araştırmacılar, yakın kızılötesi ışığı ultraviyole ışığa çevirebilen nanoparçacıklarla yola çıktılar ve daha sonra bu nanoparçacıkları morötesi ışığa duyarlı hidrojel ile kaplayarak içlerine de ilaç moleküllerine refakatçi olması için flüoresan protein (bu protein çeşitleri belli ışıklar altında -rengine göre- parlayarak araştırmacılara bilgi verebilmekte, hücre içi görüntülemeyi kolaylaştırmaktadır) aşıladı. Daha sonra yakın-kızılötesi ışına maruz kalan nanoparçacıklar bu ışık ışınlarını ani olarak morötesi ışınlara çevirerek hidrojel kabuklarının açılmasını sağlıyor ve daha sonra yüklerini dışarı salıyor.

Araştırmacılar bu kargo sistemi yalnızca ilaçları bölgeye ulaştırmak için değil, aynı zamanda tanı koyabilme, bölgeyi görüntüleyebilme, hastalık teşhisi ve bölgeyle ilgili başka bilgilerin alınabilmesi için de kullanabilmek üzere dizayn etmeye çalıştıklarını belirtti.

 


Kaynak : Bilimfili, Ghulam Jalani, Rafik Naccache, Derek H. Rosenzweig, Lisbet Haglund, Fiorenzo Vetrone, Marta Cerruti.Photocleavable Hydrogel-Coated Upconverting Nanoparticles: A Multifunctional Theranostic Platform for NIR Imaging and On-Demand Macromolecular Delivery. Journal of the American Chemical Society, 2016; DOI: 10.1021/jacs.5b12357