Biyolojik Saatin Tersine Çevrilmesiyle Yaşlı Farelerde Görüşü İyileştirmek Mümkün!

Araştırmacılar, DNA’nın yaşlanması sonucu ortaya çıkan binlerce kimyasal belirteçten bazılarını sıfırlayarak yaşlı farelerde ve retinal sinirlerinde hasar olan diğer farelerde görüşü yenileyebildi. 2 Aralık’ta Nature’de yayımlanan araştırma, bazı hücreleri daha genç bir hale sokarak hasar onarım mekanizmalarında yaşlanmaya bağlı görülen gerilemelerin önüne geçmeyi hedefliyor.^[1]

Araştırmada yer almayan, Kaliforniya Biyolojik Bilimler Salk Enstitüsü’nden (İng: "Salk Institute for Biological Studies") bir gelişim biyoloğu olan Juan Carlos Izpisua Belmonte, bu konuda şöyle diyor:

Bu, büyük bir dönüm noktası. Bu sonuçlar memelilerdeki doku rejenerasyonunun geliştirilebileceğini açık bir şekilde ortaya koyuyor.

Fakat araştırmacılar şu ana kadar sadece farelerle çalışıldığının göz önünde bulundurulması gerektiğini söylüyor. Bu uygulamanın başka dokularda ve organlarda veya insanlarda yapılıp yapılamayacağı belli değil.

Nature

İlerici Yaklaşım

Yaşlanma, vücudu birçok yönden etkiliyor. Bunlara örnek olarak DNA üzerindeki metil gruplarının eklenmesi, çıkarılması ve değiştirilmesi verilebilir. Bu "epigenetik" değişiklikler yaşlanmayla birlikte birikiyor ve bazı araştırmacılar bu değişikliklerin takip edilerek biyolojik yaşı ölçebilecek bir moleküler saatin ayarlanabileceğini düşünüyor. Bu yöntemle biyolojik aşınma ve yıpranmayı hesaba katan kronolojik yaştan farklı bir değerlendirme yapılabilir.

Bu durum, epigenetik değişimlerin yaşlanmada etkili olabileceğini gösteriyor. Çalışmanın eş yazarlarından Harvard Tıp Fakültesi, Boston, Massachusetts’ten genetik bilimci David Sinclair şöyle belirtiyor:

İşe bir soruyla başladık: Epigenetik değişimler yaşlanmanın itici gücüyse bu gücü sıfırlamak mümkün mü? Saati geri çevirebilir miyiz?

Bu yaklaşımın işe yarayacağını gösteren bazı ipuçları vardı: 2016’da Belmonte ve çalışma arkadaşları, daha erken yaşlanacak şekilde genetiği değiştirilmiş farelerde dört tane genin ekspresyonunun etkisini raporladı.^[2] Bu genlerin tetiklenmesinin hücrelerin gelişimsel kimliklerini (deri hücrelerinin deri hücresi özelliğini göstermesi gibi) kaybetmesi açısından etkili olduğu önceden de biliniyordu. Hücrelerdeki bu kimlik kaybı onların kök hücre benzeri bir yapıya dönüşmesine neden oluyor. Belmonte’un ekibi bu genleri (tamamıyla aktive edip o şekilde bırakmaktansa) sadece birkaç günlüğüne aktive edip sonra kapatarak bu hücrelerin kimliklerini kaybetmeden daha genç bir hale geçebileceğini umdular.

Sonuç olarak daha geç yaşlanan farelerin genç hayvanlarınkine benzeyen epigenetik belirteçlere sahip olduğu gözlemlendi. Fakat bu yöntemin bazı olumsuz yönleri de vardı. Önceki çalışmalar bu genlerin fazla kopyalarının bulunmasının veya çok uzun süre aktif kalmasının bazı farelerde tümörlere neden olabileceğini gösteriyordu.

Genetik Şalter

Sinclair’in laboratuvarından genetik bilimci Yuancheng Lu hücreleri gençleştirmek için daha güvenli bir yol aradı. Belmonte’un kullandığı dört genden kanser ile ilişkili olanı çıkararak üç genle çalıştı. Bu üç geni bir virüse aktararak bu genlerin hücrelere gönderilmesini sağladı. Ayrıca, farelere gerektiğinde bir çeşit ilaç katılmış su vererek bu genlerin aktif hale gelmesini sağladı. Genleri tekrar pasif hale getirmesi gerektiğinde ise ilacı kesti.

Memeliler merkezi sinir sisteminin bileşenlerini yenileme yeteneklerini gelişimlerinin erken bir döneminde kaybederler. Lu ve çalışma arkadaşları, yaklaşımlarını bu noktada test etmeye karar verdiler ve bu iş için gözdeki retinal sinirleri seçtiler. Öncelikle virüsü göze enjekte ederek hedeflenen bu üç genin ifadesinin farelerde hasar görmüş sinirlerin yenilenmesini sağlayıp sağlayamayacağına baktılar. Daha önceki hiçbir tedavi böyle bir şeyi başaramamıştı. Lu hasarlı göz hücrelerinden bir sinirin yenilenmesini gördüğünde hayretler içerisinde kaldı. Lu, bu süreci hasarlı bir bölgeden büyüyen "bir deniz anasına" benzetiyor.

Ekip bu sistemin farelerde yaşlanmaya veya gözdeki tansiyon artışıyla nitelenen glokom hastalığına bağlı görüş kaybının düzelmesini sağlayabileceğini göstermek için çalışmalarına devam etti. Bu yaklaşım, aynı zamanda, laboratuvarda büyütülmüş fare ve insan hücrelerindeki epigenetik örüntüleri sıfırlıyor ve bu hücrelerin daha genç bir hale dönmesini sağlıyor. Sinclair, hücrelerde daha genç bir epigenetik durumun nasıl hafızada tutulduğu konusunun hala anlaşılmış olmadığını ve çalışma arkadaşlarıyla beraber bu konuyu araştırmaya devam edeceklerini belirtiyor.

Optometry Times

Klinik Çalışmalara Doğru

Bu sırada, Harvard bu teknolojinin lisansını Bostonlı şirket Life Biosciences’a verdi. Sinclair şirketin klinik öncesi çalışmalar yaparak bu teknolojinin insanlarda kullanılabilecek hale getirmeye çalıştığını söylüyor. İsviçre, Basel’den Moleküler ve Klinik Oftalmoloji Enstitüsü’nün (the Institute of Molecular and Clinical Ophthalmology) Başkanı Botond Roska, görüş kaybının tedavisinde kullanılabilecek yenilikçi bir yaklaşım olduğunu fakat insanlarda güvenli bir şekilde uygulanmadan önce dikkatli bir incelemeye ihtiyaç duyulduğunu belirtiyor.

Yaşlanma araştırmalarının tarihi, yerine getirilememiş gençlik çeşmeleri vaatleriyle doludur. On yıldan daha uzun bir süre önce Sinclair, sirtuinler adı verilen proteinleri aktive eden bileşiklerin (kırmızı şarapta bulunanlar da dahil olmak üzere) ortalama ömrü daha fazla uzatabileceğini söyleyerek bir heyecan yarattı. Sinclair ve diğerleri, mayada gözlemlenen sirtuinler ile yaşlanma arasındaki bağlantıları incelemeye devam etseler de bu tür bileşiklerin insan ömrünü uzatmak için kullanılabileceği fikri henüz doğrulanmadı ve bu fikir tartışmalı durumunu halen koruyor.

Novato, California Buck Yaşlanma Araştırmaları Enstitüsü'nden (The Buck Institute For Research on Aging) bir hücre biyoloğu olan Judith Campisi yeniden programlama yaklaşımının sınanmasının, en nihayetinde, diğer laboratuvarların bu yaklaşımı oluşturmaya çalıştıklarında ve yaşlanmadan etkilenen diğer organlarda (kalp, akciğer ve böbrekler gibi) denediklerinde yapılacağını söylüyor. Campisi bu verilerin hızla ortaya çıkacağını tahmin ederek şöyle açıklıyor:

Şu anda yeniden programlama konseptini çalışan birçok laboratuvar var. Umutlu olmalıyız ama her şeyin olduğu gibi bu çalışmanın da tekrarlanması ve genişletilmesi gerekiyor.