İrem Ezgi Ustaoğlu
Giriş
Hücre içinde inflamasyona bağlı iki faktörü yakalayan kimyasal uzantılar, hastalığın erken teşhisine yol açabilir. Bu uzantılar, hücre içindeki CO (karbon monoksit) düzeylerini ve hücre içi sıvısının viskozitesini ölçüyor. Bu iki ölçütün inflamasyon ile bağlantılı olduğu ve kalp rahatsızlıklarının potansiyel belirtileri olduğu bilinmektedir. Biyopsi örneklerini hastalık için test etmek için ve hastalıkların hücreleri nasıl etkilediğine dair önemli mekanizmaları araştırmak için kullanılabilir ve böyle yeni tedavi yöntemleri bulunabilir.
Uzantılar, Londra İmparatorluk Yüksek Okulu, Kimya Departmanı araştırmacıları tarafından tasarlandı. Onların araştırmaları, Angewandte Chemie Uluslarası Nüshası’nda yayımlandı.
Memeli hücrelerinde doğal olarak üretilen CO, birçok role sahiptir. Bunlardan biri, inflamasyonun azaltılmasına yardım etmektir. Dolayısıyla, inflamasyon varlığında CO seviyesi artar.
İnflamasyon sırasında değişen bir diğer parametre ise hücre içindeki sıvının viskozitedir, yani “akışkanlık”. Viskozite reaktif oksijen türleri (ROS) denilen kısa ömürlü kimyasalların seviyesi değiştiğinde değişir ve bu sinyal yollarını ve hücre içi molekül taşınmasını etkileyebilir.
Dolayısıyla, hem CO’nun hem viskozitenin ölçülmesi, hastalığın mekanizması hakkında ROS kimyasallarının rol alıp almadığı gibi bilgileri aydınlatarak hastalığın erken teşhisini sağlayabilir. Ancak, karmaşık çevredeki bu değişiklikleri yakalayan uzantıları tasarlamak oldukça zor.
Aynı Anda İki Parametre
Şimdi, İmparatorluk’tan araştırma ekibi, CO ve viskozite ölçen moleküler uzantıları birleştirdiler ve laboratuvarda, hücrenin içinde bu iki parametrenin başarılı bir şekilde ölçülebildiğini ortaya koydular.
İmparatorluk Kimya Departmanı grup lideri Dr. James Wilton-Ely; ‘İlk kez, hücrenin aynı kısmında iki parametreyi de görmemizi sağlayan uzantılar tasarladık. Bize böyle bilgi sağlayabilen bu uzantılar hastalıkların erken teşhisi için kullanılabilir. Böyle aletler, ayrıca bizim vücudumuz tarafından hastalıklarla savaşmak için kullanılan mekanizmalar hakkında önemli bilgiler verir ve daha etkili buluşlar için kullanılabilir.
Dr. Wilton-Ely ve takımı, daha önce farelerde hücre içine alınan CO’i, CO’e bağlandığında parıldayan floresan kullanarak algılayan ve böylece mikroskop ile görüntülenebilen uzantılar geliştirdi.
Takım, Kimya Depertmanı’nda Dr. Marina Kuimova tarafından yürütülen ve ‘moleküler çarklar’ı kullanarak viskozite değişikliklerini algılama konusunda uzman olan takım ile bir araya geldi. Bu moleküllerin floresan etkisinin bozulma hızı, molekülün iç esnekliğine bağlı ki bu, viskoziteden etkileniyor. Daha yüksek viskozite, daha yavaş rotasyon demek ve bu floresanın daha uzun süre gözükmesi anlamına geliyor.
Çift Hassasiyet
Ortak bir çalışma olanı, iki takımın da üyelerinin (Dr. Jonathan Robson ve Dr. Marketa Kubankova) bu uzantıları birleştirmeyi düşünmesini sağladı. Rutenyum metal merkezli ve seçici olarak CO’e bağlanan bir uzantı oluşturdular. Bu uzantı floresanın 16 kat kadar güçlü olmasını sağlıyor. Aynı zamanda, bir moleküler çark viskoziteden etkilenerek floresanın süresini değiştiriyor.
Dr. Kuimova, ‘Bu yeni uzantıların çift hassasiyeti oldukça özgün ve floresanın farklı iki parametresi (bu durumda yoğunluğu ve süresi) farklı iki uyarıya cevap verecek şekilde şekillendirilebilir.
Uzantının kararlı olduğunu, toksik olmadığını ve CO ve viskozite dışında etkenlerden etkilenmediğini onayladıktan sonra, ekipler hücrelerin içinde yaşama becerisini de kanıtladı. Oksijen yokluğu olan bir ortam yaratarak hücreleri strese soktular ve bu inflamasyonu ve CO salımının sebebini gösterdi.
Hastalığı belirlemekle beraber, uzantılar inflamasyonun hücre içi tepkileri ile ilgili diğer soruları da açıklığa kavuşturabilir. Şu ana kadar, Londra Kral’ın Yüksek Okulu’ndaki Dr. Wilton-Ely ve iş arkadaşları bir kanser hastasının kemoterapiye cevabı ile HO-1 adı verilen ve CO üretip bağışıklık sistemini baskılayan bir enzimi üretmeleri arasındaki ilişkiyi keşfetmeyi planlıyorlar.
Kaynak: https://phys.org/news/2020-10-cell-disease-earlier.html
Görsel Kaynak: https://phys.org/news/2020-10-cell-disease-earlier.html
Editör: Meryem GÖKOĞLU