Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Dayanabilirler. Ayrıca yüksek dozda radyasyona da dayanabilirler. Araştırmacılar daha önce tardigratların insanlar için ölümcül dozun 1.000 katından fazlasına dayanabildiğini keşfetmişlerdi. Peki, bu minik yaratıklar kendilerini nasıl bu kadar iyi koruyorlar ?

Cevap, DNA’ya bağlanan ve zararlı iplik kopmalarını en aza indiren hasar baskılayıcı bir proteinde ( Dsup ) yatıyor. Tardigradların olağanüstü radyasyon toleransından ilham alan araştırmacılar, bu mekanizmanın kanserli hastaların radyasyon tedavisini daha iyi tolere etmesine yardımcı olup olamayacağını araştırdı.

Bu sorunu ele almak için Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Brigham ve Kadın Hastanesi ve Iowa Üniversitesi’nden bir bilim insanları ekibi Dsup haberci RNA’sını (mRNA) nanopartiküllere paketledi. Nanopartikülleri ağız kanseri olan farelere enjekte ettikten sonra araştırmacılar doku hücrelerinin radyasyon kaynaklı hasarı azaltan terapötik Dsup proteinini ürettiğini buldular. Nature Biomedical Engineering’de yayınlanan sonuçları , radyasyon tedavisi sırasında sağlıklı dokuyu korumak için umut verici bir yaklaşım sunuyor.

Radyasyon çevredeki sağlıklı dokuya zarar verebilir, yaralanmaya ve iltihaplanmaya yol açabilir, ancak koruyucu önlemler sınırlı kalır. Araştırmacılar, radyasyon tedavisinden önce koruyucu tardigrad mRNA’sını dokulara iletmenin, hücreleri geçici olarak Dsup ifade etmeye teşvik edebileceğini ve tedavi sırasında DNA’yı koruyabileceğini varsaydılar. Saatler içinde, mRNA ve protein genoma entegre olmadan bozulacaktı.

mRNA iletimini optimize etmek için ekip, etkili bir taşıyıcı için hem polimer hem de lipit bileşenlerinin kütüphanelerini taradı. Minnesota Üniversitesi’nde bir ilaç bilimcisi ve çalışmanın ortak yazarı olan Ameya Kirtane , bir basın bülteninde « Belki de bu iki sistemi -polimerler ve lipitler- birleştirerek her iki dünyanın da en iyisini elde edebileceğimizi ve oldukça güçlü bir RNA iletimi elde edebileceğimizi düşündük » dedi .

İlk olarak, ekip polimer-lipit nanopartiküllerinin yeşil floresan protein ( GFP ) mRNA’sını farelerin yanak veya rektal dokusuna enjekte ederek hücrelere etkili bir şekilde ulaştırıp ulaştıramayacağını test etti. Protein ifadesinin altı saat sonra zirveye ulaştığını ve 96 saat sonra çoğunlukla tespit edilemediğini buldular. Nanopartiküller enjeksiyon bölgesinde yerel kaldı ve hem GFP hem de Dsup-GFP hücrelerin içinde ifade edildi.

Daha sonra, radyasyona maruz kaldıktan sonra Dsup taşıyan nanopartiküllerin oral ve kolon hücre hatları üzerindeki etkilerini değerlendirdiler . Ekip, çift sarmallı DNA hasarı için bir belirteç kullandı ve tardigrad mRNA tedavisinin hücreleri radyasyon kaynaklı hasara karşı koruduğunu buldu.

Ekip daha sonra Dsup dağıtım sistemlerini sağlıklı farelerde test etti. Protein ekspresyonunu en üst düzeye çıkarmak için tedaviyi farelerin ağız boşluğuna enjekte ettiler ve altı saat sonra onları tek bir radyasyon dozuna maruz bıraktılar. Dsup tedavisi alan farelerde çift sarmallı DNA hasarında azalma görüldü. Araştırmacılar ayrıca beklenmeyen sistemik etkileri kontrol ettiler ancak baskılayıcı veya inflamatuar sitokin seviyelerinde önemli bir değişiklik bulamadılar.

Araştırmacılar, tedavilerini bir hastalık modelinde incelemek için farenin yanaklarının bir tarafına oral skuamöz hücreli karsinom hücreleri yerleştirdiler. Tümörler yaklaşık 50 mm3’e ulaştığında , araştırmacılar tümörü radyasyona maruz bırakmadan önce karşı yanağa Dsup tedavisi enjekte ettiler. DNA hasarı ölçümleri sağlıklı farelerde görülen aynı eğilimi gösterdi : Dsup tedavisi, enjeksiyon bölgesinin yakınında lokalize kalırken radyasyon kaynaklı DNA hasarını önemli ölçüde azalttı. Özellikle, mRNA tedavisi radyasyondan önce tümör büyümesini etkilemedi. Bu iletim sistemi, Dsup tabanlı bir tedavinin radyasyon tedavisi sırasında sağlıklı dokuları koruyabileceğinin kanıtıdır .

Iowa Üniversitesi’nde hekim-bilim insanı ve çalışmanın ortak yazarı olan James Byrne , bir basın bülteninde « Bu, sağlıklı dokuyu korumak için tamamen yeni bir yaklaşım ve sonunda hastalar için radyasyon tedavisini optimize etmenin ve bu zayıflatıcı yan etkileri en aza indirmenin bir yolunu sunabilir » dedi .

Bu eşsiz tardigrad proteininin koruyucu güçlerinden yararlanmak, radyasyon, kemoterapi ilaçları ve hatta uzay yolculuğunun neden olduğu DNA hasarına karşı koruma sağlayacak tedavilerin gelecekte geliştirilmesinin önünü açıyor.

Kaynakça: https://www.the-scientist.com/tardigrade-protein-shields-mouse-cells-from-radiation-72747