Memelilerde Uyuyan Rejenerasyon Yeteneği Uykusundan Uyanıyor

Hızlı Erişim / İçindekiler

• Yaranın Kapanması ile Dokunun Yeniden Yapılanması Arasındaki Tercih
• FGF2 ve BMP2 Büyüme Faktörlerinin Sıralı Gücü
• Kök Hücre Nakline Gerek Kalmadan Hücreleri Yeniden Programlamak

Aristo'dan bu yana tıp dünyasını meşgul eden en büyük sorulardan biri, semender gibi canlıların kopan uzuvlarını tamamen yenileyebilirken, insanların neden bu yetenekten yoksun olduğudur. Uzun yıllar boyunca memeli canlıların evrimsel süreçte organ ve doku yenileme kodlarını tamamen kaybettiğine inanılıyordu. Texas A&M Üniversitesi bünyesindeki Veteriner Hekimliği ve Biyomedikal Bilimler Fakültesinde yürütülen yeni bir biyoloji haberleri çalışması, bu köklü inanışı tamamen sarsacak cinsten veriler sunuyor. Bilim insanları, memelilerde karmaşık vücut parçalarını yeniden inşa etme becerisinin aslında yok olmadığını, sadece vücudun iyileşme mekanizmalarının arkasında gizlenerek kapatıldığını keşfetti. Amputasyon uygulanan hayvan modellerinde geliştirilen iki aşamalı bir yöntem sayesinde, organizmanın doğal iyileşme tepkisi yara izi oluşumundan uzaklaştırılarak kemik, eklem ve tendonların yeniden büyüyeceği bir rotaya yönlendirildi.

Yaranın Kapanması ile Dokunun Yeniden Yapılanması Arasındaki Tercih

İnsanlar ve diğer memeliler ağır bir yaralanmaya maruz kaldığında, vücut öncelikle enfeksiyonu önlemek ve hayatta kalmayı garantilemek için hızlı bir savunma mekanizması geliştirir. Fibroblast adı verilen hücreler yara bölgesine hızla hücum ederek fibrozis sürecini başlatır ve alanı sert bir skar (yara) dokusu ile kapatır. Bu hızlı yama işlemi organizmayı dış tehlikelere karşı korusa da, kaybedilen dokunun orijinal haliyle yeniden üretilmesinin önüne aşılmaz bir duvar örer. Rejenerasyon yeteneği gelişmiş olan semender gibi amfibilerde ise süreç bambaşka işler. Bu canlılarda fibroblast benzeri hücreler yara izi oluşturmak yerine, yeni doku büyümesinin temeli sayılan ve "blastema" adı verilen özel bir hücre kümesi halinde organize olur. Yapılan son çalışmalar, memeli fibroblastlarının da aslında bu iki farklı yöne evrilebilecek potansiyeli içlerinde barındırdığını, doğru sinyaller verildiğinde yara izi yerine blastema benzeri yapılar kurmaya meyilli olduklarını gösteriyor.

FGF2 ve BMP2 Büyüme Faktörlerinin Sıralı Gücü

Araştırma ekibi, memelilerdeki bu pasif potansiyeli harekete geçirmek adına zamanlaması titizlikle ayarlanmış iki aşamalı bir tedavi protokolü geliştirdi. İlk adımda, yaranın üzeri doğal olarak kapandıktan hemen sonra bölgeye fibroblast büyüme faktörü 2 (FGF2) uygulandı. Doğal iyileşme sürecinin ilk evresine müdahale etmeyerek vücudun kendi dengesini bulmasına izin veren araştırmacılar, kritik aşamada devreye girerek hücrelerin kaderini değiştirdi. FGF2 takviyesi, normal şartlarda memelilerde asla oluşmayan blastema benzeri bir hücresel yapının gelişimini tetikledi. Bu hücresel temelin atılmasından birkaç gün sonra ise ikinci aşamaya geçilerek kemik morfojenetik proteini 2 (BMP2) bölgeye enjekte edildi. İkinci faktör, blastema benzeri yapıdaki hücrelere hangi dokuyu inşa etmeleri gerektiğine dair kesin talimatlar ileterek kemik ve bağ doku üretimini başlattı. Böylece hücreler önce skardan uzaklaştırıldı, ardından ne inşa edecekleri konusunda yönlendirildi.

Kök Hücre Nakline Gerek Kalmadan Hücreleri Yeniden Programlamak

Çalışmanın modern tıp açısından en çarpıcı bulgularından biri, rejenerasyon sürecini başlatmak için dışarıdan yapay kök hücre transferine ihtiyaç duyulmamasıdır. Geleneksel rejeneratif tıp yöntemleri genellikle laboratuvarda yetiştirilen kök hücrelerin hasarlı bölgeye nakledilmesine odaklanırken, bu yöntem vücudun zaten sahip olduğu hücreleri kullanıyor. Yara alanında halihazırda bulunan ve programlanamaz olduğu düşünülen olgun fibroblastların, doğru kimyasal sinyallerle yeniden kodlanabildiği net bir şekilde kanıtlandı. Dahası, hücrelerin bulundukları anatomik konumun ötesinde, farklı doku türlerini oluşturmak üzere "konumsal olarak yeniden şartlandırılabildiği" gözlendi. Deneyler sonucunda ampute edilen uzuvlarda birebir kusursuz bir kopya elde edilememiş olsa da; kemik, eklem, tendon ve ligament gibi temel iskelet unsurları doğal anatomiye uygun bir dizilimle yeniden büyütüldü. Bu durum, memelilerdeki rejeneratif başarısızlığın kalıcı bir kader olmadığını, uyuyan mekanizmaların doğru anahtarlarla tetiklenebileceğini açıkça kanıtlıyor.

Kaynak: sciencedaily.com Humans may have hidden regenerative powers

BilimBox Yorumu: Tıp dünyası yüzyıllardır kayıp bir uzvun ya da organın dışarıdan bir müdahaleyle, adeta bir protez veya laboratuvar üretimi yapay dokuyla ikame edilmesine odaklanmıştı. Oysa bu araştırma, muazzam bir felsefi ve biyolojik gerçeği yüzümüze vuruyor: İhtiyacımız olan tüm tamirat reçetesi zaten milyarlarca yıllık evrimsel mirasımızla genlerimizin içinde yazılı, sadece üzeri kalın bir evrimsel toz bulutuyla kaplanmış durumda. Memelilerin hayatta kalma stratejisi olarak seçtiği hızlı yara kapama (fibrozis) mekanizmasının, aslında derinlerdeki kusursuz yenilenme yeteneğini baskılayan bir örtü olduğunu görmek büyüleyici bir paradigma değişimidir. Tedavide kullanılan BMP2 proteininin halihazırda FDA onaylı olması ve FGF2'nin klinik test süreçlerinin devam etmesi, bu keşfin laboratuvardan hastanelere taşınma süresini radikal bir şekilde kısaltabilir. Gelecekte ağır uzuv kayıpları yaşayan gaziler, kazazedeler veya doku yıkımıyla mücadele eden hastalar için dışarıdan hücre enjekte etmek yerine, vücuda sadece "yara yapmayı bırak ve yeniden inşa et" komutunu veren moleküler sinyaller göndermek yeterli olacak gibi görünüyor.