Dokular ciddi şekilde hasar gördüğünde, hayatta kalan hücreler kompanzasyon proliferasyonu adı verilen yoğun bir biyolojik onarım tepkisi verebilir. Bu hayatta kalma stratejisinin ilk kez sinek larvalarında tanımlanmasından yaklaşık 50 yıl sonra, bilim insanları bu sürecin arkasındaki moleküler mekanizmayı nihayet ortaya çıkardı.
Bu sürecin nasıl işlediğini ve nasıl manipüle edilebileceğini anlamak, kanserin geri dönmesini engellemek için yeni yollar geliştirmeye yardımcı olabilir. Araştırmacılar, bu çalışmayı İsrail'deki Weizmann Bilim Enstitüsü'nden bir ekip liderliğinde gerçekleştirdi.
Keşfin anahtarı, programlanmış hücre ölümüyle (vücudun sağlıklı kalmak veya dokuları şekillendirmek için hücreleri yok etmesi) ilişkili enzimler olan kaspazlar. Son yıllarda yapılan çalışmalar, kaspazların her zaman ölümcül olmadığını, çeşitli başka temel süreçlerde yer aldığını göstermişti, bu da bu çalışmada onların incelenmesine yol açtı.
Araştırma ekibi, kompanzasyon proliferasyonuna geri döndü ve ilk keşfe yol açan deneyde kullanılan yöntemle, meyve sineği larvalarını yüksek dozda radyasyona maruz bıraktı. Bu kez bilim insanları rejenerasyon aşamasını çok daha yakından inceledi.
Çalışmanın ilk yazarı ve moleküler genetikçi, "Kendini imha düğmesine basan ama yine de hayatta kalan hücreleri belirlemeye koyulduk" diyor. "Bunu yapmak için, başlatıcı kaspazın aktive edildiği ancak radyasyondan kurtulan hücreleri rapor eden gecikmeli bir sensör kullandık."
Araştırmacılar, radyasyon hasarından sonra dokunun, hayatta kalan iki tür hücre arasındaki bir ekip çalışmasıyla yenilendiğini keşfetti. Bir hücre tipi başlangıçta ölüm için işaretlenmişti; meyve sineği kaspazı Dronc'u aktive ediyorlardı, ancak sonunda ölmeyi reddedip hasarlı dokuyu onarmak için hızla çoğalıyorlardı. Ekip bu hücrelere Dronc aktive eden (DARE) hücreler adını verdi.
Daha fazla analiz, DARE hücrelerinin yalnız hareket etmediğini ortaya koydu. "Ölümden dirençli başka bir hücre popülasyonu daha tanımladık, ancak DARE hücrelerinin aksine, başlatıcı kaspaz aktivasyonu göstermiyorlardı. Onlara NARE hücreleri adını verdik" diyor araştırmacı. Bu NARE hücreleri ölüm için işaretlenmemiş olsalar da, onarım yapmak üzere DARE hücreleri tarafından işe alınıyorlar. Ayrıca, aşırı rejenerasyonu önlemek için süreci düzenliyorlar.
Önemlisi, hayatta kalan DARE hücreleri ve yardım ettikleri onarılmış doku, ölümden daha da dirençli hale geliyor. İkinci bir radyasyon darbesinden sonra, öldürülmeleri çok daha zorlaştı; bu fenomen daha önce kanser tümörlerinde de görülmüştü.
Moleküler genetikçi, "DARE hücrelerinin torunlarının, orijinal dokudaki hücrelerden yedi kat daha fazla hücre ölümüne dirençli olduğu bulundu" diyor. "Bu, tekrarlayan tümörlerin radyasyondan sonra neden daha dirençli hale geldiğini açıklamaya yardımcı olabilir."
Araştırmacılar ayrıca, DARE hücrelerini ölümden koruduğu anlaşılan bir moleküler motor proteini olan Myo1D'yi de tanımladılar. Burada da kanser biyolojisiyle bir bağlantı var: Kanserlerin hayatta kalmak için Myo1D'yi kullanabildiği düşünülüyor.
Bu sonuçların insan dokularında doğrulanması gerekse de, kompanzasyon proliferasyonunun detaylı mekaniği artık bilindiğine göre, bilim insanlarının doku hasarını iyileştirmek (rejenerasyonu artırmak) veya kanseri durdurmak (rejenerasyonu engellemek) için yollar bulması daha olası hale geliyor.
Araştırmacılar, "Umut ediyoruz ki, sinek modellerinde olduğu gibi, burada kazanılan bilginin insan dokularında büyümeyi dengeleyen ve hücre ölümüne karşı direnç sağlayan mekanizmaların anlaşılmasına çevrilebileceğini umuyoruz" diyor. "Sonuçlar ayrıca yaralanma sonrası sağlıklı dokunun faydalı rejenerasyonunu nasıl hızlandırabileceğimize dair yeni yollar da gösteriyor." Bu araştırma, Nature Communications dergisinde yayınlandı.
