Simülasyonlar, Hücrelerdeki Doğal Yaşlanma Sürecini Tersine Çevirmenin Yeni Yolunu Belirledi
Yeni tanımlanan bir enzimi kapatmak, hücrelerdeki doğal yaşlanma sürecini tersine çevirebilir.
Bir KAIST ekibinin araştırma bulguları, hücresel yaşlanmanın karmaşık mekanizmasına ilişkin içgörü sağlar ve yaşlanan hücrelerin birikimiyle ilişkili yaşa bağlı hastalıkları azaltmak için potansiyel bir terapötik strateji sunar.
Moleküler etkileşimleri modelleyen simülasyonlar, hücresel yaşlanma adı verilen doğal bir yaşlanma sürecini tersine çevirmeyi hedefleyen bir enzimi tanımladı. Bulgular, deri hücreleri ve deri eşdeğer dokuları üzerinde laboratuvar deneyleri ile doğrulandı ve Proceedings of the National Academy of Sciences’da (PNAS) yayınlandı.
Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) Biyo ve Beyin Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Kwang-Hyun Cho, “Araştırmamız, yaşlanmayı tersine çevrilebilir bir biyolojik fenomen olarak algılayan yeni bir neslin kapısını açıyor” diyor. Kore’deki KAIST ve Amorepacific Corporation’dan meslektaşları ile araştırma.
Hücreler, hücre döngüsünden kararlı ve kalıcı bir çıkışa girerek oksidatif stres, DNA hasarı ve kromozomların uçlarını kapatan telomerlerin kısalması gibi çeşitli faktörlere yanıt verir.
Hücresel yaşlanma adı verilen bu süreç, hasarlı hücrelerin çoğalmasını ve kanser hücrelerine dönüşmesini engellediği için önemlidir. Ama aynı zamanda yaşlanmaya ve yaşa bağlı hastalıklara katkıda bulunan doğal bir süreçtir.
Son araştırmalar, hücresel yaşlanmanın tersine çevrilebileceğini göstermiştir. Ancak şimdiye kadar kullanılan laboratuar yaklaşımları, doku yenilenmesini de bozar veya kötü huylu dönüşümleri tetikleme potansiyeline sahiptir.
Profesör Cho ve meslektaşları, hücresel yaşlanmayı tersine çevirmek için hedeflenebilecek molekülleri tanımlamak için yenilikçi bir strateji kullandılar.
Ekip, hücresel yaşlanmayla ilgili moleküler süreçlerle ilgili literatür ve veri tabanlarından alınan bilgileri bir araya getirdi. Buna, proliferasyon, sessizlik (hücre döngüsüne yeniden girebilen bölünmeyen bir hücre) ve yaraları onarmak için iyi bilinen bir hücre türü olan deri fibroblastlarının yaşlanması ile ilgili moleküler süreçler üzerine kendi araştırmalarının sonuçlarını eklediler.
Algoritmaları kullanarak, bu moleküller arasındaki etkileşimleri simüle eden bir model geliştirdiler. Analizleri, hücre yaşlanmasını tersine çevirmek için hangi moleküllerin hedeflenebileceğini tahmin etmelerini sağladı.
Daha sonra, inkübe edilmiş yaşlanmış deri fibroblastlarında ve üç boyutlu deri eşdeğer doku modellerinde, PDK1 adlı bir enzim olan moleküllerden birini araştırdılar.
PDK1’i bloke etmenin, iki aşağı akış sinyal molekülünün inhibisyonuna yol açtığını ve bunun da hücrelerin hücre döngüsüne geri girme yeteneğini geri kazandığını buldular. Hücreler özellikle kötü huylu dönüşüme yol açabilecek bir şekilde çoğalmadan yaralı cildi yenileme kapasitelerini korudu.
Bilim adamları, PDK1 inhibisyonunun tam etkisini belirlemek için daha sonra organlarda ve organizmalarda araştırma yapılmasını önermektedir.
PDK1’i kodlayan gen, bazı kanserlerde aşırı eksprese edildiğinden, bilim adamları onu inhibe etmenin hem yaşlanmayı geciktirici hem de kanser önleyici etkilere sahip olmasını bekliyorlar.
Kaynak: Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST)