On yıl önce, Raquel Espin Palazon, embriyoların kan kök hücreleri üretmesi için inflamatuar sinyal yollarının açılması gerektiğini keşfetti. Laboratuvarının son çalışması, aynı sinyallerin ilk aktivasyonlarından sonra kapalı tutulmasının potansiyel değerini gösteriyor.

Iowa Eyalet Üniversitesi’nde genetik, gelişim ve hücre biyolojisi yardımcı doçentleri olan Espin Palazon ve Clyde Campbell liderliğindeki bir ekibin yeni araştırması, laboratuvarda yetiştirilen, hasta kaynaklı kan kök hücrelerinin geliştirilmesi çabalarına fayda sağlayacak. Rejeneratif tıptaki umut verici ancak devam eden ilerleme, lösemi, lenfoma ve anemi gibi kan bozukluklarını kök hücre enjeksiyonlarıyla tedavi etmek için kemik iliği nakline olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir.

Bulguların anahtarı zamanlamadır, 6 Eylül’de Nature Communications’da yayınlandı . Espin Palazon’un önceki çalışması, NF-kB’nin — vücudumuzun enfeksiyonlarla, yaralanmalarla ve diğer algılanan tehlikelerle savaşmak için kullandığı reaksiyonlar olan iltihabı tetiklemeye yardımcı olan iyi çalışılmış bir protein ağı — kan kök hücreleri oluşurken temel olduğunu ortaya koydu. İltihap sinyallerinin ne zaman ve neden ortaya çıktığını anlamak, süreci tekrarlamaya yardımcı olacaktır.

“Bu, kan kök hücrelerinin laboratuvar tabanlı üretimi için gerçekten büyük bir adımdı. Bu protokoller daha hassas ve verimli olacak,” dedi Espin Palazon.

Sinyal dalgalar halinde gelir

Kök hücreler organizmaların nasıl büyüdüğünü, onarıldığını ve yenilendiğini, her yeni hücrenin kaynağını oluşturur. Bazı kök hücreler herhangi bir hücre türünü yaratabilirken, diğerleri uzmanlaşmıştır. Bir insanın her gün ürettiği yüz milyarlarca yeni kan hücresi, kemik iliğimizdeki uzmanlaşmış hematopoietik kök hücrelerden gelir. Bir embriyonun içinde doğumdan önce ömür boyu hematopoietik kök hücre kaynağı yaratılır.

Espin Palazon ve Campbell’ın araştırma grubu, tıbbi araştırmalarda yaygın bir konu olan zebra balığı üzerinde çalışıyor çünkü genetik olarak insanlara benziyorlar ve vücutlarının dışında hızla gelişen yumurtalar bırakıyorlar. Bilim insanları, floresan üreten haberci genler ekleyerek, seçili protein ve gen ifadelerinin görünür şekilde parlamasını sağlayabilirler. Iowa State liderliğindeki ekip, yalnızca kısa bir süre yanan bir haberci hattıyla zebra balığı embriyolarındaki gerçek zamanlı NF-kB ifadesini izleyerek, inflamatuar sinyallemenin iki dalgada aktive olduğunu buldu. İki kez açılıp kapanma, bir biyolojik saat gibi davranarak, embriyonun vasküler hücrelerinin bir kısmını kan kök hücrelerine dönüştüren bir ilerlemeyi koordine ediyor.

İlk dalga gelmezse, hücreler geçişe hazır değildir. İkinci dalga gelmezse, yeni oluşturulan kök hücreler kan damarlarından ayrılıp hizmete koşmaz. Dalgalar arasında, kan kök hücreleri doğar ve mütevazı bir şekilde çoğalır. Ancak araştırmacılar, ikinci dalga gecikirse çoğalmaya devam ettiklerini buldu.

Espin Palazon, “Bu sinyallemeyi manipüle ederek çok miktarda kan kök hücresi yaratabiliriz” dedi.

‘Sandalyemden neredeyse düşüyordum’

Araştırmacıların, yeniden aktivasyon fazını engellemenin kan kök hücre üretimini hızlandırabileceği yönünde bir eğilimleri olmadığını söyleyen Campbell, şunları kaydetti:

“Bunu mikroskopla gören ilk kişi bendim ve neredeyse sandalyemden düşüyordum. Raquel’e bağırdım, ‘Bu ne?’ Bilimde yaşamayı sevdiğiniz anlardan biri. Sizi hayrete düşüren bir şey gördüğünüz zamanlar çok azdır. Belki sekiz kök hücre görmeyi bekliyordum ama bunun yerine yüzlercesini gördüm,” dedi Campbell.

Espin Palazon, kan kök hücrelerini kültürlemek için mevcut yöntemlerin çok az sayıda işlevsel hücre ürettiği için verimi potansiyel olarak artırmanın bir yolunu bulmanın ilgi çekici olduğunu söyledi. Süreç, olgun hücreleri embriyolarda bol miktarda bulunan her şeyi yapabilen kök hücreler gibi davranmaları için genetik olarak yeniden programlamayı ve ardından bu indüklenen pluripotent kök hücreleri kullanarak kan kök hücreleri üretmeyi içeriyor. Enflamasyon sinyali zamanlamasına ilişkin daha derin anlayışın laboratuvarda kan kök hücreleri oluşturma protokollerini iyileştirmek için nasıl kullanılabileceğini anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var.

Campbell, “Şimdi önemli olan bu sinyallerin optimizasyonu ve entegrasyonudur” dedi.

Sırada ne var?

Yıllardır Espin Palazon ve Campbell, indüklenmiş pluripotent kök hücreler üzerinde kapsamlı çalışmalar yapan Philadelphia Çocuk Hastanesi’ndeki araştırmacılarla iş birliği yapıyor. Oradaki araştırmacılar, NF-kB sinyallemesinin insan kan kök hücreleri üretmeye yönelik laboratuvar çalışmalarında benzer zamanlama kalıplarına ve etkilere sahip olduğunu doğruladılar.

Hastane ile iş birliğine devam edecek olsalar da, ISU araştırmacıları yakında süreci şirket içinde inceleyebilecekler. Ulusal Sağlık Enstitüleri’nden alınan 2 milyon dolarlık, 5 yıllık hibe, hem yeni yayınlanan araştırmanın hem de Iowa State kampüsünde indüklenmiş pluripotent kök hücreler üretebilen bir hücre kültürü laboratuvarının kurulmasının finansmanına yardımcı oldu. Protokolleri Philadelphia hastanesinde bir ay öğrenen Campbell, laboratuvarın yıl sonuna kadar kurulup çalışır durumda olması gerektiğini söyledi.

Espin Palazon ve Campbell, son çalışmalarından elde ettikleri yöntemlerin ve bulguların diğer kök hücre türlerinin, yaşlanma sürecinin ve kanser tedavisinde hasta kaynaklı immünoterapinin incelenmesine çevrilmesini beklediklerini söyledi. Bilim insanları, yaşam boyunca inflamasyon sinyallemesinin değişen işlevleri hakkında daha fazla şey öğrenmeye devam ediyor.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.