Alzheimer Hastalığının Moleküler Tetikleyicisi Belirlendi!

Araştırmacılar Alzheimer hastalığının başlangıcına sebep olan tepkimeyi aydınlatmayı başardılar. Bu tepkimede proteinlerin ana yapısının değişimi sonucu sinir hücrelerini öldüren zincir reaksiyonları oluşuyor.

İlk defa, Cambridge Kimya Bölümünden araştırmacılar, Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif durumların kökünü oluşturan anormal protein üretimini detaylıca haritaladılar. Araştırmacılar bu buluşun Alzheimer ve Parkinson gibi hastalıkların erken teşhisi için hayati bir adım olduğunu ve yeni nesil hedefli aşılara olanak sağladığını düşünüyorlar.

Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan makale, Dobson tarafından 15 yıldan fazla süre önce yanlış katlanan proteinlerin hastalıkla ilişkili olduğunu ispatlanmasından sonra, Dobson ve ekibinin dönüm noktasıdır.

Araştırma muhtemelen, yaşlanma sonucu ortaya çıkan, son derece yaygın olan hastalıkların araştırılmasında temel rol oynayan teşhis ve aşı bulmak adına yapılan bir çalışmalardan bir tanesiydi. 

Şu anda Alzheimer ve bunama ile ilgili hastalığı düzeltici her hangi bir tedaviye sahip değiliz, sadece elimizde semptomları önleyici çok kısıtlı tedaviler var. İlerlemeden ve gerçek bir etki yaratmadan önce moleküler boyutta olan olayları çözmeliyiz.” diyor, Prof. Dobson’ın ortağı ve makalenin yazarı olan Tuomas Knowles ve devam ediyor, “Artık hücre ölümüne neden olan toksik yapıların, yani oligomerlerin, hücreleri nasıl öldürdüğünü biliyoruz. Bu, hastalığa neden olan tetikleyicileri tespit etmek, hedeflemek ve müdahale etmek için ilerlememiz gereken yol.

Alzheimer Araştırma Vakfı’nın verilerine göre 2010 yılında, bunama İngiltere’ye yaklaşık 23 milyon pounda mal oldu. Bu, kanser ve kalp hastalıkları için yapılan harcamaların toplamından bile daha fazla. İngiltere başbakanı David Cameron bilim insanlarını ve klinikçileri yüzleştiğimiz sosyal ve sağlık açısından en zor hastalık olan bunama ile ilgili tedavileri geliştirmek ve bu konuda yeni buluşlar yapmak için beraber çalışmaya davet etti.

Alzheimer gibi hastalıklara neden olan nörodejeneratif (sinirlere hasar veren) süreçler hücreler içerisinde bulunan normal yapılı protein moleküllerinin yapılarının bozulması sonucu tetikleniyor.

Protein molekülleri, DNA'mızda kodlanmış olan bir sıraya göre, aminoasit denen kimyasal yapıtaşlarının hücresel "üretim hatları" boyunca birbirlerine birleştirilmesi sonucu oluşurlar. Yeni proteinler uzun, ince zincirler olarak oluşurlar ve normalde biyolojik işlevlerini yerine getirebilmeleri için sıkı, karmakarışık bir şekilde katlanmaları gerekir.

Fakat bazı durumlarda proteinler hatalı katlanabilirler ve etraflarındaki normal katlanmış proteinleri de engelleyebilirler. Bunun sonucunda proteinler birbirlerine dolanırlar ve kütleler halinde birbirlerine yapışırlar. Bu şekilde, genellikle milyonlarca işlevsiz veya hatalı işleyen molekül yığını oluşur. 

“Amiloyit fibriller” olarak adlandırılan anormal dal yapıları bulundukları odak noktasından dışa doğru büyürler veya anormal çekirdeklenme oluştururlar. Bunun sonucunda da anormal yapılar oluşur.

Bu amiloyit fibriller, Alzheimerlı beyinde büyük protein yatakları oluşturabildikleri için toksik oligomerlerin bulunmasından önce Alzheimer hastalığına sebep olduğu düşünülüyordu.

Bu yatakların uzunluğu ve yoğunluğu bunları taşınamaz ve çözünemez duruma getiriyor. Fakat Alzheimer’a sebep olan oligomerler çok küçük ve rahatlıkla beyin hücrelerine yayılıp nöronları öldürebiliyorlar veya diğer moleküllere zarar verecek şekilde onlarla etkileşebiliyorlar. Bunların bunların nasıl oluştukları şimdiye kadar bir sırdı. 

Büyük bir bölümünü Samuel Cohen’in yürüttüğü çalışmada, bir kere küçük ama kritik düzeyde hatalı protein kümelerinin oluşumu gerçekleştiğinde, giderek hızlanan bir biçimde artan ve bu protein kümelerinin sayısını arttıran, bu sırada yeni "çekirdek oluşumu noktaları" oluşturan bir tepkime zincirinin başladığı ortaya koyuldu.

Yavru dalların oluşumuna neden olan ikincil çekirdeklenme sırasında sadece birkaç tane protein içeren kümeler oluşur. "Toksik oligomerler" olarak bilinen bu yapılar son derece küçük ve yayılabilirdirler. Bunlar, beyindeki nöronları öldürüp, hafıza kaybı ya da bunamanın diğer belirtilerine yol açar. 

Bu araştırmalar, kinetik deneylerle fizik ve kimya alanında yaygın olarak kullanılan ana denklemlerle bağlantılı yapısal teorileri bir araya getiriyor. Bu denklemler önceki araştırmalarda da sıklıkla kullanılmışlardı; fakat bu araştırmaya kadar, proteinlerin yapı bozukluklarının araştırılmasında tam potansiyellerine ulaşılabilecek bir şekilde kullanılamamışlardı. 

Araştırma, bu yılın Nisan ayında yine PNAS’da yayınlanan ve oldukça ses getiren bir araştırmanın izinden gidiyor. O araştırmayı yürütenler arasında Cambridge grubu haricinde Londra'dan ve MIT'den de araştırmacılar bulunuyordu. Orada, hasar veren amiloid fibrilin protein dallarının ilk atomik yapısı üzerinde çalışıldı. Araştırmacılar yıllarını teknik geliştirmeye harcadıklarını ve daha yeni yeni sonuçları almaya başladıklarını söylüyorlar. Fakat yavaş yavaş nörodejeneratif hastalıkların sırlarını çözmeye başlamışlar.

Biyomoleküler problemleri çözmek için fiziksel ve kimyasal teknikler kullanıyoruz, süreç ağlarını haritalandırıyoruz, yani 'olay yerini' yeniden canlandırıyoruz.” diyor ve ekliyor Knowles, “Karmaşık biyolojik süreçleri anlamak amacıyla nicel deneysel yöntemlerin ve haşin teorik analizlerin kullanımı, heyecan verici ve oyunu değiştiren sonuçların alınmasını giderek arttırıyor. Alzheimer gibi bir hastalıkta, toksik maddelerin oluşumuna engel olmak için çok hassas bir şekilde müdahale etmeniz gerekiyor. Şimdi artık bu oligomerlerin nasıl yaratıldığını keşfettik, yani hangi süreci durdurmamız gerektiğini biliyoruz.