Tardigradların Dsup Proteini Kanser Tedavisinde Yan Etkileri Azaltıyor!

Amerika Birleşik Devletleri’nde kanser hastalarının tedavi süreçlerinin önemli bir bölümünü oluşturan radyasyon terapisi, tümörleri hedef alırken sağlıklı dokularda istenmeyen hasarlara yol açabilmektedir. Bu durum, özellikle baş–boyun ve gastrointestinal kanserlerde; ağrı, ağız yaraları, yutma güçlüğü ve rektal kanama gibi yan etkiler nedeniyle tedavinin kesintiye uğramasına veya hastaların tedaviden vazgeçmesine sebep olmaktadır. Bu durumla alakalı olarak MIT’den mekanik mühendisliği doçenti ve Brigham and Women’s Hospital’da gastroenterolog olan Giovanni Traverso şunları söylüyor:

Radyasyon birçok tümör için oldukça yararlı olabilir, ancak yan etkilerin sınırlayıcı olabileceğini de biliyoruz. Komşu dokulara zarar verme riskini azaltmaya yönelik karşılanmamış bir ihtiyaç var.

Araştırmacılar, kanser hastalarını radyasyon tedavisi sırasında ve sonrasında oluşan hasardan korumanın yeni yollarını ararken, tedavi öncesinde hastaların dokularına, radyasyon kaynaklı DNA hasarını önleme stratejileri kapsamında öne çıkan tardigradları (su ayıları) kullanma fikrine yönelmişlerdir. Bunun başlıca sebebi, günümüzde tardigradlar üzerine yapılan araştırmaların önemli bir kısmının bu organizmaların yüksek radyasyon, kuruma ve kozmik tehlikeler gibi aşırı çevresel koşullar karşısında hayatta kalma yeteneklerine odaklanıyor olmasıdır.

Japon bilim insanları tarafından 2016 yılında, tardigradların savunma mekanizmaları üzerine yapılan bir araştırmada keşfedilen Dsup proteininin (İng: "Damage Suppressor" , "Dsup"), tardigradların DNA’sını tıpkı bir "kılıf" gibi sararak radyasyon ve radikallerden koruduğu bilinmektedir. Bu çalışmada yer alan araştırmacılar, Dsup proteinini kodlayan mRNA’nın kanserli hücrelerde kullanılması fikrini değerlendirmişlerdir. Bu fikirden yola çıkarak, araştırmacılar mRNA’yı kullanarak hücrelerde geçici olarak Dsup proteininin ifade edilmesini tetikleyip, tedavi sırasında DNA’nın korunmasını sağlamayı ve birkaç saat sonra hem mRNA’nın hem de proteinin ortadan kaybolmasını hedeflemişlerdir.

Bu strateji kapsamında, MIT, Brigham and Women’s Hospital, Iowa Üniversitesi ve Harvard Tıp Fakültesi’nde görevli araştırmacılar, Dsup proteininin kodlandığı mesajcı RNA’nın (mRNA) fare modellerine enjekte edilmesi yoluyla deneyler gerçekleştirmiştir. Deney sonuçları, tedavi öncesinde uygulanan mRNA sayesinde hücrelerde geçici olarak yüksek miktarda Dsup proteininin üretilmesinin radyasyon sonrası oluşan çift iplikli DNA kırıklarını %50 oranında azalttığını ortaya koymuştur. Eğer bu yaklaşım insanlarda da geliştirilebilirse, araştırmacıların belirttiğine göre bu yöntem pek çok kanser hastası için faydalı olabilir. Benzer şekilde, bu yaklaşım radyasyonun yalnızca hedef tümör üzerinde değil, aynı zamanda komşu sağlıklı dokularda yaratacağı hasarın da minimize edilmesinde fayda sağlayabilir.

Bu çalışmanın gerçekleştirilebilmesi için, mRNA’nın hedef dokular olan kolona ve ağız dokusuna verimli bir şekilde iletilebilmesi gerekmektedir. Araştırmacılar, bunu sağlayabilmek adına polimer ve lipid bileşenlerinden oluşan partikül kütüphanelerini titizlikle taramış ve hedef dokulara optimize edilmiş partikülleri seçmiştir. Bu optimize edilmiş mRNA iletim sistemleri sayesinde, proteinin ifadesi geçici ve lokal olarak gerçekleşmekte; böylece diğer dokulara yayılmadan yalnızca istenilen bölgedeki koruyucu etki sağlanmaktadır.

Araştırmacılar, mevcut yöntemlerin yetersiz kaldığı durumlarda bu yenilikçi stratejinin radyasyon terapisi sırasında ortaya çıkan ciddi yan etkileri azaltmada devrim yaratabileceğini öngörmektedir. Ayrıca, modifiye edilmiş Dsup proteini versiyonlarının geliştirilmesiyle, insanlarda muhtemel immün yanıtın da önüne geçilmesi hedeflenmektedir. Bu durum yalnızca kanser tedavisinde değil, aynı zamanda kemoterapiye bağlı DNA hasarının önlenmesi ve uzayda maruz kalınan radyasyonun etkilerinin azaltılması gibi farklı alanlarda da uygulanabilirlik sunmaktadır.