Illinois Üniversitesi Chicago araştırmacıları, kalp hücresi enzimlerinin kemoterapi ilaçlarının neden olduğu hasarı önleyebildiği bir mekanizma belirlediler. Bu keşif, kemoterapiye yönelik kişiselleştirilmiş ilaç yaklaşımları için potansiyel barındırıyor, potansiyel olarak kalp hücresi korumasını artırıyor ve gelecekte kalp hastalığı ve diğer rahatsızlıklarla ilgili araştırmaların önünü açıyor.
Chicago Illinois Üniversitesi’nden araştırmacılar, enzimlerin kemoterapi hastalarında kalp hasarını azaltmaya yardımcı olabileceği yeni bir süreç keşfettiler.
Genellikle bir hücrenin mitokondrisinde (enerji üreten güç merkezleri) bulunan bu enzimlerin, kalp hücreleri belirli kemoterapi ilaçlarının stresiyle karşılaştığında hücrenin çekirdeğine göç ettiği gözlemlenir. Bu enzimlerin yer değiştirmesi, bu hücrelerin hayatta kalmasına yardımcı oluyor gibi görünmektedir. Makale 19 Temmuz’da Nature Communications dergisinde yayınlandı.
Kardiyo-Onkolojinin Yükselişi ve Zorlukları
“Kemoterapi giderek daha etkili hale geldikçe, kanserden kurtulan hasta sayısı giderek artıyor. Ancak işin trajik yanı, bu hayatta kalanların çoğunun artık kalp yetmezliği sorunları yaşaması,” diye açıkladı farmakoloji ve tıp alanında yardımcı doçent olan eş kıdemli yazar Sang Ging Ong.
Bu talihsiz eğilim, öncelikle kemoterapi ilaçlarının kalp hücrelerinin mitokondrilerine verdiği zararın mekanizmalarını araştıran yeni bir alanın, kardiyo-onkolojinin ortaya çıkmasına neden oldu. Araştırma ekibi alternatif bir bakış açısı keşfetmeye çalıştı: Neden bazı hastaların kalpleri hasara karşı bağışıktır? Hücrelerinin bu korumayı sağlayan benzersiz yönleri olabilir mi?
İnsan kaynaklı pluripotent kök hücre türevi kalp hücreleri (kardiyomiyositler), kardiyak proteinler olan aktinin (kırmızı) ve troponin T’yi (yeşil) ve çekirdeği (mavi) gösterir. Kredi: Araştırma makalesinden uyarlanan resim
Kalp Hücresini Koruma Mekanizmalarını Çözmek
İlk olarak ekip, kalp hücreleri kemoterapi nedeniyle strese girdiğinde mitokondriyal enzimlerin hücrenin çekirdeğine hareket ettiğini keşfetti; bu olağandışı bir olaydı. Bununla birlikte, UIC Biyokimya ve Moleküler Genetik Departmanı başkanı ve eş-yazar Dr. Jalees Rehman, araştırmacıların bu enzim göçünün hücrenin hasarından mı yoksa hücrenin korunmasından mı sorumlu olduğundan emin olamadıklarını açıkladı.
“Hangi yöne gideceğini gerçekten bilmiyorduk,” dedi.
Ekip, bu belirsizliği açıklığa kavuşturmak için enzimlerin mitokondriyi atlayarak özellikle çekirdeği hedefleyen versiyonlarını yarattı. Bu kasıtlı enzim yer değiştirmesinin hücreleri güçlendirdiğini ve hayatta kalmalarını etkili bir şekilde artırdığını buldular. Bu koruyucu mekanizma, hem insan kök hücrelerinden türetilen kalp hücrelerinde hem de kemoterapiye tabi tutulan farelerde gözlemlendi.
“Bu, kalp hücrelerinin kendilerini kemoterapi hasarına karşı savunabilecekleri yeni bir mekanizma gibi görünüyor,” dedi aynı zamanda Illinois Üniversitesi Kanser Merkezi üyesi olan Rehman.
Yeni Klinik Olasılıklar ve Gelecekteki Araştırmalar
Bu bulgu, yeni klinik potansiyel anlamına geliyor. Doktorlar, kişiselleştirilmiş kök hücrelerden oluşturulan kalp hücrelerinin enzimlerini mitokondrilerinden hücrenin çekirdeğine taşıyarak kendilerini kemoterapiden koruyup koruyamayacağını belirlemek için hastaları bireysel olarak analiz edebilir. Bu süreç, hastadan kan almayı, kan hücrelerinden kök hücreler oluşturmayı ve ardından bu kişiselleştirilmiş kök hücreleri kullanarak hastanın kendi kalp hücrelerine genetik olarak özdeş kalp hücreleri üretmeyi içerir.
“Kemoterapinin neden olduğu hasarı ve mitokondriden bu kalp hücrelerinin çekirdeğine enzim hareketini bir laboratuvarda değerlendirmek, hastanın kemoterapiye olası tepkisinin ne olacağını belirlemeye yardımcı olur,” dedi Rehman.
Yetersiz korumaya sahip hastalarda, enzimi artırarak bu korumayı artırmak mümkün olabilir kalp hücrelerinin hareketi ve güçlendirilmesi.
Araştırmacılar, bu yaklaşımın yüksek tansiyon ve kalp krizi gibi diğer durumlardan kaynaklanan kalp hasarını önlemeye yardımcı olup olmayacağını ve kan damarlarındakiler gibi diğer hücrelere uygulanıp uygulanamayacağını belirlemek için daha fazla araştırma yapmaktan heyecan duyuyor.
Referans: “Mitokondriyal dehidrojenazların adaptif bir kardiyoprotektif mekanizma olarak nükleer translokasyonu”, Shubhi Srivastava, Priyanka Gajwani, Jordan Jousma, Hiroe Miyamoto, Youjeong Kwon, Arundhati Jana, Peter T. Toth, Gege Yan, Sang-Ging Ong ve Jalees Rehman, 19 Temmuz 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-40084-5
Makaledeki diğer yazarlar Shubhi Srivastava, Priyanka G ajwani, Jordan Jousma, Hiroe Miyamoto, Youjeong Kwon, Arundhati Jana, Peter Toth ve Gege Yan, hepsi UIC Tıp Fakültesi’nde. Araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Amerikan Kalp Derneği’nin bağışlarıyla finanse edildi.