Mayo Clinic, yaşlanmayı tetikleyen “zombi” hücrelerle mücadeleye yeni yöntemler buldu

Araştırma, Nature dergilerinde yayımlanmış olup, Mayo Clinic’in Robert ve Arlene Kogod Yaşlanma Merkezi’nde bilim insanları tarafından yürütüldü. Çalışmalar, yaşlanmada yaşlı hücrelerin (senescent cells) rol oynadığını basitçe doğrulamak yerine, bu hücrelerin farklı tiplerinin nasıl tanınabileceğini, zararlı iltihabı neden ürettiklerini ve etkilerinin nasıl azılabileceğini inceliyor.

Bulgular aynı zamanda insan vücudu boyunca yaşlı hücrelerin ayrıntılı haritalarının çıkarılmasına yönelik ulusal bir çabaya da katkı sağlıyor. Hücre Yaşlanması Ağı (SenNet) Konsorsiyumu olarak bilinen proje, Amerika Birleşik Devletleri genelinde araştırmacıları bir araya getiriyor ve Ulusal Sağlık Enstitüleri’nin (NIH) Paylaşılan Fonu’ndan destek alıyor. Amacı, yaşlı hücrelerin farklı dokularda nerede ortaya çıktığını ve bir kişinin yaşamı boyunca nasıl değiştiğini belgelemek.

“Bu çalışmalar, yaşlanma alanını, yaşa bağlı işlev bozukluğuna katkıda Spesifik yaşlı hücreleri kesin biçimde tanımlamak, anlamak ve hedeflemek adına ileri taşıyor; bu da sağlıklı yaşlanmayı destekleyen yeni tedavilerin geliştirilmesi için gerekli temeli oluşturuyor,” diyor Marissa Schafer, Ph.D., araştırmalardan birçoğunu yönlendiren laboratuvara sahip Mayo Clinic bilim insanı.

Bilim İnsanları, Hücre Yaşlanması Hücrelerinin Hepsi Bir Olmadığını Keşfetti

Yaşlı hücreleri güvenilir biçimde tanımlamak, uzun süredir yaşlanma üzerine çalışan bilim insanları için büyük bir engel oluşturuyordu. Yeni araştırma, bu hücrelerin daha önce düşünülenden çok daha çeşitli olduğunu gösteriyor. Özellikleri, vücudun neresinde bulunduklarına ve onları yaşlılaştıran biyolojik süreçlerin ne olduğuna göre değişiyor.

Bu zorluğun üstesinden gelmek için araştırmacılar, SenMayo gen seti adlı bir araç geliştirdi. Bu araç, gen aktivitesi kalıplarını kullanarak yaşlı hücreleri dokular ve deney sistemleri boyunca daha tutarlı biçimde tanımlıyor.

Bilim insanları yaklaşımı, yaşlı yetişkinlerden alınan kemik biyopsileri kullanarak test etti. Ayrıca, klinik öncesi deneylerde yaşlı hücreler uzaklaştırıldıktan sonra bu gen imzasının belirginliğinin azaldığını buldu. Geliştirilmesinden bu yana SenMayo, yaşlanma ve ilgili hastalıklar üzerine çalışan araştırmacılar için yaygın biçimde kullanılan bir kaynağa dönüştü.

Mayo Clinic endokrinoloğu Sundeep Khosla, M.D., çalışmanın “A new gene set identifies senescent cells and predicts senescence-associated pathways across tissues” başlıklı makalesinin kıdemli yazarı olarak yer aldı. Makaleye katkıda bulunan diğer Mayo Clinic araştırmacıları arasında Nathan LeBrasseur, Ph.D., Diana Jurk, Ph.D., João Passos, Ph.D. ve LaTonya Hickson, M.D. bulunuyor.

Mitokondri ile Kronik İltihap Arasındaki Gizli Bağlantı

Diğer çalışmalar, “zombi” hücrelerin en yıkıcı özelliklerinden birini araştırdı: süregelen iltihap üretme eğilimlerini.

Araştırmacılar, senescent hücrelerin neden iltihap sinyalleri üretmeye devam ettiğini açıklayan başka biyolojik süreçler keşfetti. Bu süreçlerden birkaçı, hücre enerjisinin büyük kısmını üreten küçük yapılar olan mitokondrilerin bozuk çalışmasıyla ilgili.

Bir patikada, mitokondrilerden gelen DNA ve RNA, iltihaba katkıda bağışıklık yanıtlarını aktive ediyor. Başka biri ise epigenetik mekanizmalar aracılığıyla iltihap gen aktivitesini etkileyen mitokondriyal metabolizma değişiklikleriyle ilgili. Bu mekanizmalar, altta yatan DNA dizisini değiştirmeden genlerin nasıl açılıp kapatıldığını etkiliyor.

Keşifler, araştırmacıların ileride kronik iltihaptan sorumlu süreçlere müdahale edip senescent hücrelerin kendilerini sağlam bırakabilme potansiyeline sahip olabileceğini gösteriyor. Bu, zararlı her yaşlanma hücresini yok etmeye çalışmaktan öteye geçen bir tedavi yaklaşımı sunabilir.

Dr. Passos, bu mekanizmaları ve senescent hücre çeşitliliğini inceleyen üç makalenin kıdemli yazarı olarak görev yaptı:

• “Distinct senotypes in p16- and p21-positive cells across human and mouse aging tissues”
• “Mitochondrial metabolism and epigenetic crosstalk drive SASP”
• “Mitochondrial RNA cytosolic leakage drives the SASP”

Deneysel Tedaviler Yaşlanma Hücrelerine Karşı Umut Veriyor

Mayo Clinic ekibi, ayrıca senescent hücre sayısını azaltmanın veya verdikleri hasarı sınırlamanın olası yollarını araştırdı.

Yaklaşımlar, yaşlanan hücreleri yok etmeyi hedefleyen senolitik ilaçlar, domateslerde doğal olarak bulunan bir bileşik ve yaşlanan hücrelerin belirli popülasyonlarını hedeflemeyi amaçlayan genetik teknikleri içeriyordu.

Eşek şakaya gelmez, yaşlı farelerde test edilen bu müdahaleler umut verici sonuçlar verdi. Yaklaşıma bağlı olarak araştırmacılar, iltihaplanma ölçümlerinde azalma ve fiziksel zayıflık, beyinde iltihaplanma ve bilişsel görevlerde başarı gibi birçok yaşlanmayla ilgili sonuçta iyileşme gözlemledi.

Diğer bir araştırma, biyolojik yaşlanmanın bazı yönlerini kan taraması yoluyla ölçmenin olası bir yolunu ortaya koydu. Araştırmacılar, IL-23R’i yaşlanmayla ilgili değişiklikleri değerlendirmeye ve gelecekteki tedavilerin işe yarayıp yaramadığını belirlemeye yardımcı olabilecek potansiyel bir biyomarker olarak belirledi.

Bu sonuçlar, tıbbi uygulamalar açısından hâlâ ön çalışmalar niteliğinde. Yaklaşımların insanlarda güvenli ve etkili olup olmadığını ortaya koymak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olacak. Yine de deneyler, yaşlanmayla ilgili hastalıklarda rol alan hücre süreçlerine daha kesin biçimde yön veren tedavilerin geliştirilmesi için değerli ipuçları sağlıyor.

Dr. Schafer, biyomarkerları ve olası müdahaleleri inceleyen iki çalışmanın baş yazarıydı:

• “IL-23R, yaşlanmaya bağlı yaşlanan hücre dolaşımı ve doku biyomarkerı”
• “Yaşlı fare beyininde yaşlanan ve hastalıklarla ilişkili mikroglilerin uzamsal haritalanması ve senolitik hedeflemesi”

Sağlıklı Yaşlanma Araştırmaları için Yeni Bir Yön

Birlikte yedi çalışma, araştırmacıların hücre yaşlanmasına yaklaşımında önemli bir değişimi temsil ediyor. Bilim insanları, yaşlanan hücrelerin yaşlanmayla ilgili düşüşe katkıda bulunduğuna dair geniş gözlemden uzaklaşıp, hangi popülasyonların en büyük sorunları yarattığını, onların zararlı olmasını neyin sağladığını ve bu belirli etkilerin nasıl kontrol edilebileceğini belirlemeye yöneliyor.

Bulgular, yaşlı hücrelerin ortadan kaldırılmasının her zaman birincil tedavi stratejisi olması gerektiğine dair görüşü de sorgulatıyor. Sürekli iltihabı tetikleyen moleküler yolların anlaşılmasıyla araştırmacılar, hücreleri ortadan kaldırmadan bu zararlı sinyalleri engelleyen tedaviler geliştirebilirler.

Mayo Clinic araştırmacısı Darren Baker, Ph.D., bu yaşlı hücre popülasyonlarının çeşitli özelliklerini inceleyen “Senotypes define the diverse landscape of senescent cells” başlıklı makalenin kıdemli yazarı olarak yer aldı.

İşbirliği aynı zamanda Mayo Clinic’in daha kapsamlı Precure Research girişimini de destekliyor. Bu program, hekimlere zararlı biyolojik değişikliklerin hastalığa dönüşmeden veya tedavi edilmesi zor durumlara ilerlemeden önce bunları tespit edip müdahale etmelerine yardımcı olacak daha iyi yollar sağlamayı hedefliyor.