İngiltere’nin Essex Üniversitesi’nden araştırmacılar, yapay zeka destekli yöntemlerle insan hücrelerin içinde doğrudan üretilip hastalığa yol açan proteinlere bağlanabilen mikroskobik ilaç parçaları geliştirdi. Dr. Caitlin O’Shea ve Dr. Gareth Wright önderliğindeki ekip, bu “intrabody” adı verilen parçaları Alzheimer, Parkinson ve motor nöron hastalığı (MND) gibi nörodejeneratif rahatsızlıkların tedavisinde yeni bir yaklaşım olarak konumlandırdı. Çalışma, Nature Communications dergisinde yayımlandı ve yeniden tasarlanan moleküller diğer bilim insanlarına ücretsiz olarak sunulacak.
İnsan vücudundaki biyolojik süreçlerin çoğu hücrelerin içi içinde başladığı için, araştırmacılar bu süreçlere doğrudan müdahale edebilen moleküllerin önemine dikkat çekiyor. Geleneksel antikorların çoğu hücre dışında çalışırken, yeni nesil bu parçalar hücre içinde kararlı kalacak şekilde mühendislik açısından yeniden tasarlandı. Bu sayede ilaçlar, hastalığın kökenine en yakın ortamda hedef proteinlere bağlanma imkânı buluyor.
Hücre İçi Kararlılığın Sırrı Elektrik Yükünde
Ekip, bir antikor parçasının hücre içinde kararlı ve işlevsel kalıp kalmayacağını belirlemede elektrik yükünün belirleyici bir faktör olduğunu keşfetti. Normal antikorlar genelde hücre zarının dışında görev yapar; ancak yeniden tasarlanan bu parçalar hücre zarının içinde kalıcı olabilecek şekilde düzenlendi. Bu yaklaşım, Nobel ödüllü David Baker ve ekibinin geliştirdiği yazılımla 672 farklı antikorun hastalığa yönelik önemli proteinlere bağlanabilen intrabody’ye dönüştürülmesini sağladı.
“Milyonlarca antikorun özelliklerine baktık ve bunları hücre içinde bulunan insan proteinleriyle karşılaştırdık. Bu karşılaştırma sonucunda antikorların hücre içinde yapışmadan kalabilmek için genelde yanlış bir elektrik yüküne sahip olduğunu anladık. Nobel ödüllü David Baker ve ekibinin geliştirdiği yazılımla antikor parçalarımızı yeniden tasarladık; böylece doğru yüke sahip ve çok kararlı hale geldiler.”
İlk yazar Dr. Caitlin O’Shea, Essex Üniversitesi Yaşam Bilimleri Fakültesi
O’Shea, MND ve Parkinson hastalığında uzmanlaşmış olan araştırmacı, keşfin ilaç keşif sürecinde önemli bir zorluğu aşma potansiyeline işaret ediyor. Geleneksel yöntemlerde her yeni molekül sıfırdan tasarlanırken, bu yaklaşım mevcut antikorların yeniden değerlendirilmesini mümkün kılıyor.
Milyonlarca Antikorun Yeni Bir Amacı Bulunabilir
Araştırmacılar, yıllar içinde biyomedikal araştırmalarda geliştirilen milyonlarca antikorun bu yöntemle yeni kullanım alanlarına kavuşabileceğini düşünüyor. Mevcut antikorlar güçlü laboratuvar araçları olarak yeniden değerlendirilebileceğinden, aynı zamanda hastalığa yol açan proteinlere yönelik gelecekteki tedavilerin temelini oluşturabilir.
“Hücre içi antikorlar ürettik ve bu antikorlar Alzheimer, Parkinson, Huntington ve motor nöron hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıklara yol açan proteinlere bağlanıyor. Bu hastalıklar bilişsel bozukluk, hafıza kaybı, kas kontrolü kaybı ve ölümle sonuçlanabilir. Sadece İngiltere’de bir milyondan fazla insanı etkiliyorlar, bu yüzden ciddi bir halk sağlığı endişesi oluşturuyorlar. Bu hastalıkların tedavisi yok ve hastalığa yol açan proteinlerle doğal ortamlarında etkileşime giren moleküller bulmak, ilaç keşif sürecinde büyük bir zorluk.”
Araştırmayı yöneten Dr. Gareth Wright, Essex Üniversitesi Yaşam Bilimleri Fakültesi
Wright, yaklaşımın dünyada tensiyon milyonlarca insanı etkileyen hastalıklar için büyük anlam taşıyabileceğini vurguladı. MND Derneği de bulguları kucakladı ve gelecekteki tedaviler açısından potansiyel önemine dikkat çekti.
Gen Terapisiyle Birleştiğinde Ne Getirebilir
MND Derneği’nden Baş Bilim İnsanı Dr. Brian Dickie, ekibin antikorların nörodejeneratif hastalıklar için tedavi olarak geliştirilmesinde engeli oluşturan temel zorluklardan birini aşmada önemli bir ilerleme kaydettiğini belirtti. Dickie, bu yeni “intrabody” biliminin ortaya çıkan gen terapisi teknikleriyle birleşmesinin, nöronların içindeki belirli moleküler hedeflere ulaşabilen yeni tedavi stratejilerine yol açabileceğine dair umut verdiğini ifade etti.
Bu beklenti, uzmanlar için dikkat çekici bir işaret taşıyor. Motor nöron hastalıkları arasında SMA da yer alan bir uzman olarak, hücre içi hedefe yönelik moleküllerin nöron kaybını önlemedeki potansiyeli uzun süredir tartışılan bir konu. Essex ekibinin geliştirdiği yaklaşım, ASO ve gen replasmanı gibi mevcut yöntemlerle birleştiğinde, nöronların sağ kalmasını destekleyici yeni araçlar sunma ihtimali taşıyor. Araştırmacılar, yeniden tasarlanan moleküllerin ücretsiz paylaşımıyla bu potansiyelin daha geniş bir bilim camiası tarafından değerlendirilmesini hedefliyor.
