Sitokrom-C
Sitokrom-C’nin mitokondrilerden salınımı olayı, halen tartışmalıdır. Sitokrom-C, a) PT poru yoluyla,[6] b) Bax ile mitokondrilerde sitokrom C’nin geçmesi için kanallar oluşması yoluyla[12] ve c) su dolan mitokondrilerin dış membranlarının patlaması yoluyla sitoplazmaya girebilir.
p53 birçok genin kopyalanmasını sağlayan tümör supresör genlerden biridir ve “inducible NO” tarafından upregülasyonu gerçekleştirilir. MDM2 geni p53’ü etkinleştirir ve Bax genini de kopyalar. Böylece, sitokrom-C salgılanır, apaptozom oluşur ve apoptoz hızlanır (primer mitokondriyal yol).[13]
PARP-1, DNA tamirinden sorumlu nükleer enzimdir. Aşırı aktive olursa apoptoz ve nekroza neden olur.[4] PARP-1 tek sarmallı DNA ile aktive olur. Aktif PARP-1, NAD+’yı ikiye böler. PARP–1’in aşırı aktivitesi NAD kaybına, dolayısıyla da ATP kaybına neden olur. ATP noksanlığı da iyon pompası yetersizliğine yol açar. Böylece, hücreler şişer ve osmotik basınç nedeniyle patlar; bu bir nekroz olayıdır. Karşı seçenek olarak NAD eksikliği, sitoplazmadan mitokondrilere AIF translokasyonuna neden olur. Bu da apoptoza yol açar. PARP-1 aktivitesinin eşik düzeyine göre, DNA tamiri, apoptoz veya nekroz oluşur. Apoptoz ATP’ye bağımlıdır.[10] Kaspazlar PARP-1’i bölerek ATP deplesyonunu önlerler.
Protein kinaz B aktivitesi (PKB/Akt) ve MAPK
(mitogen-activated protein kinase) sağkalım yolları
Bu yollar hücrenin sağkalım yollarıdır. Sadece dışardan gelen sinyaller olduğu zaman aktifleşirler. Sağkalım sinyalleri eksikse, hücreler yanlışlıkla apoptoza de gidebilir. Sağkalım sinyallerine PDGF ve PDK-1 (phospholipid-dependent kinase-1) örnek teşkil eder.[10,14,15]
a) PKB/Akt, bir taraftan BAD ve çatal başlı proteini sekestrasyona uğratarak CD95 transkripsiyonunu azaltır; diğer taraftan da, başka bir yolla NF-kB ve NOS-III aktivasyonuna neden olarak, bunların kopyalanmasını artırır. Bu durumda nitrik oksit, nonspesifik proteinlerin S-nitrolizasyonu yoluyla apoptozu inhibe eder.[16]
b) MAPK yolu da PKB/Akt yolu gibi BAD fosforilizasyonu yaparak CREP proteinini (cAMP-response element binding protein) ve transkripsiyon genlerinin aktivasyonunu artırarak hücre sağkalımını teşvik eder.
Tedavi stratejileri
Yetersiz apoptoz ve neden olduğu hastalıklar
Birçok kanser türünde ve otoimmün linfoproliferatif sendrom gibi hastalıklarda apoptoz çok ileri derecede azalır. Yetersiz apoptoz durumlarında apoptozun yapay olarak stimülasyonu yararlı olabilir.
a) Otoimmün linfoproliferatif sendrom (ALPS). Bu hastalıkta mutasyonlara bağlı yetersiz apoptoz söz konusudur. Farklı tipleri vardır:
Tip 1A’da CD95’in ölüm domeninde (DD) mutasyon görülür.
Tip 1B’de CD95L mutasyonu vardır.
Tip 2’de kaspaz-10’un aktivitesini azaltan mutasyon vardır. Bu mutasyonda yetersiz apoptoza uğrayan lenfosit sayısı artar ve birçok otoimmün hastalık ortaya çıkar.[2,17]
b) Kanser. Hücre akümülasyonuna yol açan normal hücre siklus mekanizmasının disfonksiyonu olarak da tanımlanabilir. Hücreler ya aşırı proliferasyona uğrayarak ya da apoptotik yolların malfonksiyonu nedeniyle kanserli hücrelerin yok edilmelerinin yetersizliğine bağlı olarak yığılım gösterirler. İnsan organizmasında günde iki bin adet tümör hücresi oluşmaktadır. Apoptoz veya yetersiz mutasyon nedeniyle hücrelerin patlaması sonucunda bu tümör hücreleri yok olur.
Kanserin oluşması için multipl genetik değişikliklere bağlı (mutasyon) olarak yapısı bozulmuş proteinlerin (altered proteins) ve onkojenlerin (HLA-A+ b2-Mikroglobulin+tümör antijeninin nanomerik peptid fragmanı) oluşması gerekmektedir. Kanser sıklığının yaşla artması, uzun yaşam süreci boyunca birçok mutasyonun meydana gelebileceğini düşündürmektedir.
Bir malign tümörün oluşumunda üç ana dönem vardır:
a) Başlama (bir onkojenin oluşmasını sağlayan mutasyon): Onkojenlerin bazıları fetal hayatta bulunur ve erişkinde bazı patolojik durumlarda tekrar ortaya çıkabilir (fetal onkojenler).
b) Promosyon (phorbol esterleri ve safra asitleri gibi kimyasallar sorumlu olabilir): Tümör hücreleri salgıladıkları glikoproteinlerle kemoterapiye direnç geliştirirler.
c) Progresyon: Bu dönemde kanser tüm vücuda yayılır.
Bu progresyon süreci, i) immortalizasyon (ölümsüzlük) = telomeraz ekspresyonu, ii) sürekli angiyogenez ve iii) metastazlar ve apoptozdan kaçış şeklinde olur.
Bazı kanserler sıklıkla apoptozun azalmasıyla ilişkilidir ve bu nedenle kanser tedavisinde apoptozun yapay yolla indüksiyonuna dayanan yeni bir tedavi stratejisi geliştirilmelidir.[7] Apoptozun azalması aşağıdaki nedenlere bağlı olabilir:
i) Bazı tümör hücreleri CD95 reseptörlerini azaltır (downregulation).
ii) Bazı tümör hücreleri CD95L’yi pasifize etmek için yüksek düzeyde solubl CD95 reseptör formunu sekrete ederler.
iii) Bazı tümör hücrelerinin, kendilerine bağlanmak isteyen T hücrelerini öldürmek için kendi hücrelerinin yüzeylerinde CD95L eksprese ettikleri gösterilmiştir.
iv) Teorik olarak tümör hücreleri, CD95L’yi bağlayan, fakat apoptotik sinyal yollarıyla eşleşmeyen tuzak reseptörler de eksprese ederler.