Farelerde Hafızayı Geliştiren Kimyasal Keşfedildi

UCSF San Francisco’dan hücrelerin biyolojik streslere nasıl cevap verdiğini araştıran araştırmacıların geliştirdiği ilaç tarzı küçük bir molekül enjekte edilen farelerde hafızanın arttığı görüldü. 

Araştırmanın başında bulunan, UCSF’de biyokimya profesörü olan Peter Walter’a göre, aynı biyokimyasal yol kullanılarak belki de bir gün insanlarda de hedeflenen hafıza gelişimi gerçekleşebilir.

Molekülün keşfi ve fareler üzerinde yapılan sonraki hafıza deneylerinin sonuçları eLife isimli çevrimiçi bilim dergisinde, 28 Mayıs 2013 tarihinde yayınlandı. 

Bir hafıza testinde, keşfedilen kimyasalın enjekte edildiği farelerin, sahte bir kimyasalın enjekte edildiği farelere göre batmış bir platformun yerini 3 kat daha hızlı bir şekilde bulabildiği görüldü.  

Ayrıca, bu kimyasalın enjekte edildiği fareler, farenin yem olmaktan kaçmasını sağlayan tepkiler gibi koşullandırılmış korku ile ilintili uyaranları, normal farelere göre daha iyi hatırlıyor. 

“Özellikle, her ne kadar araştırma hafızanın gücünü artırmak için en iyi biyokimyasal mekanizmaya sahip olmanın önemini gösterse de, evrimin bu canlılara bunu sağlamadığı görülüyor. Görüyoruz ki evrimsel süreç hafızayı en iyi noktaya getirmedi; eğer getirseydi yaptığımız bu çalışmayla evrimin hafızayla ilgili çizdiği sınırın üzerine çıkamayacak olduğumuzu düşünüyorum.” diyor Walter. 

Hafızayı geliştiren bu kimyasal, UCSF'te bulunan Küçük Molekül Keşif Merkezi'nde görüntülenen 100.000 farklı kimyasal arasından seçildi. Bu kimyasallar, hücre içerisindeki proteinlerin işlevlerini yapmak amacıyla katlanmaları için gereken hıza hücreler yetişemediği zamanlarda koruyucu bir kimyasal yolak bulabilmek amacıyla araştırılıyor. 

Fakat UCSF’de doktora sonrası görevlisi olan Carmela Sidrauski, bu kimyasalın hücre içerisindeki faaliyetinin ötesinde görev alarak, katlanmamış proteinlerin tepkisini aktive eden, daha genel anlamıyla entegre stres tepkisi olarak bilinen bir tepkiyi etkilediğini keşfetti. Bu tepki, bir çok biyokimyasal yolun tek bir moleküler dayanak noktasında birleştiği, elF2 alfa denen bir protein. 

Bilim insanları maya mantarından insana kadar her türlü karmaşıklığa sahip canlıda elF2 alfayı kapatacak farklı enzimleri tetikleyen farklı hücresel stres türleri olduğunu zaten biliyorlardı. Bunlar, temel olarak, katlanmamış proteinler, DNA'ya hasar veren mor ötesi ışınlar, protein üretmek için yeterince amino asidin bulunmaması, viral enfeksiyonlar, demir eksikliği ve benzerleridir.

“Bu arada, elF2 alfa’nın inaktivasyonu, hafıza güçlendirmeyi frenliyor.” diyor Walter, belki de bu, hücrelerin ve ya organizmaların başka şekillerde adapte olmalarının evrimsel bir sonucudur. 

Alfa elF2’nin kapatılması, hafıza değişimi için gerekli olan çoğu proteinin üretimini engelleyebilir.” diyor Walter, ve ekliyor “Fakat elF2 alfa’nın inaktivasyonu hücrelere stresle baş etmelerine yardımcı olacak olan proteinlerin üretimini de hızlandırıyor.

Araştırmanın diğer yazarlarından biri olan McGill Üniversitesinden Nahum Sonenberg de fareler üzerinde yaptığı deneylerde hafıza ve elF2 alfa arasında ilişki kurdu ve ayrıca araştırma grubu bu çalışma ile ilgili deneyler yaptı. 

UCSF araştırmacıları tarafından aydınlatılan kimyasala, entegre stres yanıtı inhibitörü anlamına gelen ISRIB (Integrated Stress Response Inhibitor: Entegre Stres Tepkisi Engelleyicisi) adı verildi. Araştırmacılar, ISRIB’nin elF2 alfanın inaktivasyonuna karşı bir etkisi olduğunu keşfetti.

“ISRIB, kan-beyin duvarını rahat geçmesi, fareler için herhangi bir toksik etki göstermemesi gibi iyi farmakokinetik özellikleri (bir ilacın nasıl emildiği, dağıtıldığı ve yok edildiği) olmasından ötürü fareler üzerinde yapılacak deneylerde çok kullanışlıdır. Ve ISRIB’nin bu özellikleri, insanlardaki hafıza gelişimi için üretilecek ilaçlar için iyi bir başlangıç noktası oluyor.” diyor Walter. 

Walter, yaşlanma ve hafıza konusunda fareler üzerinde, ISRIB ve benzeri moleküller kullanarak, deney yapmak için iş birliği yapacak bilim insanları arıyor.

“Ayrıca, ISRIB gibi kimyasallar, kanserle savaşmamızda da bize yardımcı olabilir.” diye belirtiyor Walter, katlanmamış protein tepkisi üzerine çalışarak tümör büyümesine engel olmasını sağlama yolunu araştırıyor.

Walter, “Daha basit düzeyde ise, ben ve diğer bilim insanları, şuanda, ISRIB’yi katlanmamış protein tepkisi ve entegre stres tepkisinin hasta ve normal fizyolojideki tepkisini daha fazla anlamak için kullanabiliriz.” diyor.