Kan Kodları Yenilenme Tedavilerinin Yolunu Açabilir
Bilim dünyası uzun zamandır kanın da yaşlandığını biliyor. Genç kanın ise bazı organları “yenileyebildiği” veya yaşlanma sürecini yavaşlatabildiği gözlemlendi. Ancak bu etkilerden sorumlu olan kesin faktörler hâlâ belirsizliğini koruyor. Nörobilimci Tony Wyss-Coray’in de belirttiği gibi, bu faktörleri araştırmak oldukça zor. Bu nedenle, doğrudan yaşlanma karşıtı tedaviler geliştirmek de kolay değil. Ancak Nature adlı saygın bilimsel dergide yayımlanan yeni bir araştırma, umut verici sonuçlar ortaya koydu: Araştırmacılar, bu “çığır açıcı çalışma” sayesinde verjüngücü tedavilere giden yolda önemli bir adım attıklarını duyurdu.
Ne Test Edildi?
Almanya, İspanya, İngiltere ve ABD’den bilim insanlarından oluşan bir ekip, kan kök hücrelerini inceledi. Bu hücrelerin DNA’sında, yaşa bağlı olarak değişen epigenetik kalıplar – yani “kan kodları” – tespit edildi. Araştırmanın başyazarı Lars Velten (Barcelona’daki Pompeu Fabra Üniversitesi ve Genomik Araştırma Merkezi) öncülüğünde yürütülen bu çalışmada, hem insan hem de fare hücrelerinde şimdiye kadar bilinmeyen süreçler ortaya çıkarıldı.
Kök Hücre Havuzu Yaşla Azalıyor
Yaş ilerledikçe kan kök hücrelerinin havuzu tükeniyor. Araştırmacılar, belirli kök hücrelerin zamanla baskın hale gelerek tüm kan üretimini devraldığını gösterdi. Daha az baskın olan hücrelerin ortadan kalkması, çeşitliliği azaltıyor. Özellikle, bu kalan hücrelerin sadece belirli bir tür bağışıklık hücresini (miyeloid kök hücreler) üretmesi dikkat çekici. Bu hücrelerin kronik iltihaplanmalarla bağlantılı olduğu biliniyor.
Bu gözlem, yaşlanmanın neden kronik iltihaplanma durumu ile birlikte ilerlediğini açıklayabilir. Ortaya çıkan bu durum, enfeksiyonlara ve hastalıklara karşı direnci azaltabilir. Araştırmanın yardımcı yazarlarından Indranil Singh’in belirttiğine göre, bu değişimler bazı insanlarda 50 yaşlarında görülmeye başlanıyor, 60 yaşında ise neredeyse kaçınılmaz hale geliyor. Bu da önceki bir çalışmanın 44 ve 60 yaşlarında yaşlanmanın hızlandığını gösteren sonuçlarıyla örtüşüyor.
Kök Hücreler Arasında Hayatta Kalma Mücadelesi
“Kan kök hücreleri arasında bir hayatta kalma mücadelesi yaşanıyor,” diyor araştırmacı Lars Velten. Genç yaşlarda bu rekabet, zengin ve çeşitli bir hücre ekosistemi yaratıyor. Ancak yaş ilerledikçe, bazı hücreler tamamen işlevini yitiriyor. Kalan birkaç hücre, boşluğu doldurmak için yoğun bir şekilde çalışıyor ama bu durum da sistemin genel esnekliğini azaltıyor. Çünkü farklı kök hücreler, farklı stres faktörlerine karşı farklı tepkiler verebiliyor. Birkaç baskın hücrenin sistemi yönetmesi, genel dayanıklılığı zayıflatıyor.
Hem farelerde hem de 35 ila 70 yaş arasındaki insanlarda aynı durum gözlendiği için, bilim insanları bunun yaşlanmanın temel bir özelliği olduğunu düşünüyor. Bu sürecin diğer türlerde de benzer şekilde işlediği tahmin ediliyor.
Kanın “Barkodu” Nedir?
Araştırmacıların tanımladığı “kan barkodu”, kök hücrelerin DNA’sındaki metilasyon desenlerinden oluşuyor. Metilasyon, DNA’ya doğrudan müdahale etmeyen, epigenetik bir değişikliktir. DNA’nın üzerine eklenen kimyasal gruplar, genlerin hangi kısımlarının aktif olacağını etkiler. Bu değişiklikler sayesinde, hücrelerin hangi işlevleri yerine getireceği belirlenir.
Bu mekanizma, bilgisayar sistemlerine benzetiliyor. Araştırmanın ilk yazarı Michael Scherer, “DNA metilasyonu, tıpkı bir ikili kod gibi çalışır. Her pozisyonda ya bir metil grubu vardır ya da yoktur – tıpkı 1 ve 0 gibi,” diyor. Yeni geliştirilen bir teknoloji sayesinde, araştırmacılar tek tek hücrelerdeki bu barkodu okuyarak, kök hücreler arasındaki farkları tespit edebildiler.
Kan Hücrelerinin Ailesi Yeniden Oluşturuldu
Bu sayede, bilim insanları kan hücrelerinin kökenini yeniden yapılandırmayı başardı. Hangi kök hücrelerin zamanla üretimden çıktığı da belirlendi. Genç bir bireyde yaklaşık 50.000 ila 200.000 arasında aktif kök hücre bulunur ve bunlar her gün 100 ila 200 milyar arasında yeni kan hücresi üretir. DNA’ya kasıtlı mutasyonlar ekleyerek bu süreci izlemek de mümkün olurdu, ancak bu insanlar üzerinde etik açıdan kabul edilemez. Methylation barkodu sayesinde bu sorun aşılmış oldu.
Scherer, “Beş yıl önce, bu ölçekte ve hücre düzeyinde böyle bir şeyin mümkün olabileceğini düşünmezdim,” diyerek teknolojik gelişmenin büyüklüğünü vurguladı.
Sağlıksız Yaşlanmaya Karşı Önlem
Araştırmacılar, elde ettikleri bulguların, sağlıksız yaşlanma belirtilerini daha ortaya çıkmadan teşhis etmenin yeni yollarını sunabileceğini belirtiyor. Aynı zamanda kanser ve bağışıklık hastalıkları risklerini de önceden tespit edip önleme şansı doğabilir. Gençlik iksiri peşinde olanlar için ise verjüngücü tedavilerin mümkün olabileceği ihtimali heyecan verici. En azından, yeni verilerle birlikte bu tarz tedavilerin geliştirilip geliştirilemeyeceği araştırılabilir.
Fareler üzerinde yapılan önceki deneylerde, kronik iltihapla ilişkilendirilen miyeloid kök hücrelerin ortadan kaldırılmasının, kan kök hücresi havuzunu “gençleştirdiği” görülmüştü. Bu sayede bağışıklık sistemi daha etkili hale gelmişti. DNA barkodu sayesinde hangi kök hücre klonlarının sorunlu olduğu tespit edilebilir. Araştırma ekibi şimdi, bu teknolojiyi geliştirerek klinik araştırmalarda kullanmayı hedefliyor.
