Ana sayfa Bilim Gündemi Bu proteinler COVID-19 hastalarında görülen şiddetli sitokin fırtınalarını durdurabilir

Bu proteinler COVID-19 hastalarında görülen şiddetli sitokin fırtınalarını durdurabilir

1169
PAYLAŞ
Çok sayıda sitokinin (ufak pembe parçacıklar) hücreden salgılanmasını betimleyen bir çizim.

Çeviren: Nalân Mahsereci

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Haber Bürosu’ndan Anne Trafton’un kaleme aldığı araştırma haberine göre, MIT’ten bir bilim ekibi, koronavirüs ve diğer enfeksiyonların tedavisinde kullanılabilecek bir strateji olarak, sitokinlere bağlanabilen antikor benzeri reseptör proteinleri tasarladı.

COVID-19’un belirleyici özelliklerinden biri, ciddi vakalarda aşırı bağışıklık yanıtı ortaya çıkarabilmesidir. Aynı zamanda sitokin fırtınası olarak da bilinen bu aşırı bağışıklık yanıtı patlaması, akciğerlere zarar verir ve ölümcül olabilir. MIT ekibi, aşırı sitokinleri emebileceğine inandıkları, antikorlara benzer yapıda, özelleşmiş proteinler geliştirdiler.

Çalışmanın kıdemli yazarlarından, MIT araştırmacısı Rui Qing, “Fikrimiz şuydu: Vücuda enjekte edilecek bu proteinler, sitokin fırtınası tarafından üretilmiş aşırı sitokinlere bağlansın ve bu aşırı stikonleri uzaklaştırarak enfeksiyondan kaynaklanan semptomları hafifletsin” diye açıklıyor.

Araştırmacılar ilk bulgularını, Quarterly Review of Biophysics (QRB) Discovery’de (Üç Aylık Biyofizik Keşif Yayını) yayımladılar ve şimdi geliştirdikleri proteinleri sitokin salımı ve koronavirüs enfeksiyonu için hayvan modellerinde ve insan hücrelerinde test etmeye başlamayı umuyorlar.

Çalışmanın diğer yazarlarından Shuguang Zhang, MIT Medya Lab’a bağlı olarak çalışan (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ne bağlı disiplinler arası bir araştırma laboratuvarı) Moleküler Mimari Laboratuvarı’ndan bir araştırmacı. Shilei Hao, MIT’te konuk biliminsanı ve çalışmanın başyazarı. David Jin ise Avalon GloboCare’in Başkanı ve CEO’su.

Moleküler bir sünger
Araştırmacıların sitokin fırtınalarını engelleme çalışmaları, Zhang’ın on yıl önce başladığı, zara gömülü proteinlerin değiştirilmiş versiyonlarını geliştirmeye giriştiği bir projeden temellendi. Bu proteinleri incelemek genel olarak zordur, çünkü hücre zarından çıkartıldıktan sonra, sadece özel bir deterjan tipi içinde süspanse edilirlerse (çözünmeden asılı kalırlarsa) yapılarını korurlar.

Problem üzerinde birkaç yıl çalıştıktan sonra, Zhang ve Qing, bu proteinlerin hidrofobik (sudan korkan) bölgelerini değiştirmek için bir yöntem geliştirdiler; böylelikle onları suda çözünmelerini sağlayacak ve çalışılması daha kolay hale getireceklerdi. QTY kod adını verdikleri yöntemleri, bazı hidrofobik aminoasitlerin benzer yapıya sahip hidrofilik (suyu seven) aminoasitlerle yer değişmesi esasına dayanır. Lösin glutamine, izolösin ve valin treonine, fenilalanin ise tirozine dönüştürülür.

QTY kodunu geliştirmelerini takiben, Jin, sitokin reseptörleri olarak bilenen proteinlerin suda-çözünebilir versiyonlarını tasarlama fikri için Zhang’ın laboratuvarıyla görüştü. Bu reseptörler, iltihabı ve diğer bağışıklık tepkilerini uyaran sinyal proteinleri olan sitokinlerin bağışıklık hücrelerinin yüzeyinde bağlandıkları yerde bulunur.

Jin, sitokin reseptörlerini taklit eden bu proteinlerin, HIV ve hepatit de dahil olmak üzere, viral ya da bakteriyel enfeksiyonlar tarafından üretilebilen sitokin fırtınalarıyla savaşmaya yardımcı olabileceğine inanıyordu. Sitokin fırtınaları aynı zamanda kanser immünoterapisinin bir yan etkisi olarak da ortaya çıkabilir.

Nisan 2019’da, Zhang’ın ekibi, aşırı sitokinleri emebilecek proteinleri tasarlamaya koyuldu. Bunu yapmak için, QTY kodunu kullanarak, sitokin reseptörlerinin suda çözünür versiyonlarını ürettiler. Proteinler suda çözünür olduklarında, insanın kan dolaşımında etkili bir şekilde dolaşabilirler; proteinlerin orijinal, hidrofobik versiyonları, karşılaştıkları hücrelere tutunmak isteyecektir.

Araştırmacılar, suda çözünebilir protein reseptörlerinin FC bölgesi adı verilen bölgesine bir antikor parçası da eklediler. Bu bölge, kan dolaşımı içindeyken proteinlerin daha da stabilize olmasına yardım eder ve bağışıklık sistemi tarafından saldırıya uğrama olasılıklarını düşürür.

Araştırmacılar, kemokin adı verilen sitokinle birlikte, interferon ve interlökin gibi sitokinlere de bağlanabilen, altı ayrı sitokin reseptörünü taklit eden proteinleri tasarladılar. Laboratuvarda, proteinlerin bağlanma gücünü test ettiklerinde, ürettikleri değiştirilmiş proteinlerin, doğal olarak oluşan sitokin reseptörlerine benzer bir güçle sitokinlere bağlanabildiğini gördüler.

Jin, “Tasarladığımız sitokin reseptörleri sitokin fırtınası sırasında salınan aşırı sitokinlerin çoğunu emecek” diyor.

Merakın peşinde
Geçtiğimiz Mart ayında, kanıtlar SARS-CoV-2 virüsünün bazı hastalarda sitokin fırtınasını tetiklediğini işaret etmeye başladığında, araştırmacılar tasarladıkları reseptör proteinlerin bu duruma yardımcı olabileceğini fark ettiler. O zamana dek ürettikleri sonuçları hızlıca yayımlamaya karar verdiler ve şimdi COVID-19 enfeksiyonlu hayvan modellerinde ve insan hücrelerinde ek testler yapmayı planlıyorlar.

Zhang, bu yaklaşımın potansiyel yararlılığının, “merakın yönlendirdiği araştırmanın” öneminin altını çizdiğinin belirtiyor. “Görünen o ki, Nisan 2019’da başlatılan araştırmamız, COVID-19 ile enfekte hastaların tedavisiyle doğrudan alakalı hale geldi. Merakın güdülediği hatta proaktif (ileriye etkili) araştırmalar da, çoğunlukla, gelecekteki felaketleri önlemek için anahtar olabilir, hazırlıklı olmamıza yol açabilir.

Araştırmacılar, suda çözünür sitokin reseptörleri oluşturma konusundaki genel yaklaşımları ve tasarladıkları proteinler için patent başvurusunda bulundu. Bu teknolojnin lisansını hızlı bir şekilde almayı ve klinik testlere yönelmelerine yardımcı olabilecek ilaç ve biyoteknoloji şirketleriyle işbirliği yapmayı umuyorlar.

Jin, “Açıkçası yaklaşımımız daha fazla hayvan ve potansiyel insan klinik çalışmalarına gereksinim duyuyor” diyor ve ekliyor, “Ama keşfimizin sitokin fırtınaları içeren viral hastalıklarda kullanılabilecek klinik uygulamaları olacağına güveniyoruz.”
Araştırma Avalon GloboCare ve Çin Chongqing Üniversitesi ve Çin Burs Kurulu tarafından finanse edilmiş.

Kaynak: http://news.mit.edu/2020/proteins-cytokine-storms-covid-19-0416