Pennsylvania Üniversitesi Perelman Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar, otofaji (hücrenin yaşlanmış ve bozulmuş yapılarının, hücrenin kendi lizozomu tarafından sindirilmesi) süreci ile ömür uzunluğuyla ilişkili olduğu bilinen SIRT1 enzimi arasındaki ilişkiyi araştırdı.
Nature Cell Biology’de yayınlanan araştırmada odaklanılan enzimin bozulma mekanizmasının anlaşılması, yaşa bağlı hastalıklarla mücadelede yeni ilaçların ve yeni tedavi metotların kullanılmasını sağlayabilir. Doktora sonrası araştırmacı Lu Wang, “Bu enzimatik yolun yıkımını önlemek, yaşa bağlı hastalıkların ve bağışıklık düşüşünün önlenmesine, hastalıkların tedavi edilmesine yardımcı olmak için SIRT1 enziminin düzeyini eski haline getirmeyi amaçlayan başka bir yaklaşım olabilir” dedi ve ekledi: “Otofajinin bağışıklık hücrelerinde, SIRT1’deki rolü daha önce gösterilmemiştir. Bu nedenle sonuçlar belki de en çok immün (bağışıklık) yaşlanma alanı ile ilgili olacaktır. Otofaji mekanizması, bağışıklık fonksiyonunu eski durumuna getirmek için bize yeni bir olasılık sunuyor.”
Vücut hücreleri, yaşlanma sürecinde SIRT1 örneğindeki gibi, proteinleri ve enzimleri sızdıran musluklar gibi çalışır. Bu nedenle kronik hastalıklar, organlarda fonksiyon kayıpları ve enfeksiyonlara karşı zayıf bağışıklık tepkileri ortaya çıkabilir. Daha önceki çalışmalar bu sızıntıları durdurmanın ve SIRT1 enzimini yenilemenin yeni yolları olabileceğini göstermiştir ancak yeni araştırma, yaşlanma sürecinde otofajinin rolünü gösteren ilk çalışmadır.
SIRT1 enzimine odaklanan önceki çalışmalar, enzimin hücre metabolizması ve bağışıklık tepkileri için oldukça önemli olduğunu, enzimin -enzimin üretiminde etkili olan genin- anlatımı artırıldığında ömür uzunluğunda artış olduğunu göstermekteydi. Otofaji ile SIRT1 enzimi arasındaki ilişkinin incelendiği yeni çalışmada ise araştırmacılar, yaşlanma süreci (senescence) sırasında SIRT1 enziminin aktivite kaybının mekanizmasını belirlemek için, farelerden elde edilen hücrelerde RNA dizileme tekniklerini kullanarak mRNA sentezi ve kararlılığı (stabilite) ile gen anlatımının kontrolünde etkili olan önemli faktörleri denklemden çıkardı. Böylelikle otofaji ile enzim arasındaki ilişkiyi doğrudan inceleme fırsatı elde etti. Süreci takip eden diğer deneylerde yaşlanmış hücrelerde otofaji ile ilişkili olan Atg7 proteininin mekanizmadan çıkarılmasıyla SIRT1 seviyelerinin yerinde kaldığı bulundu. Böylece enzim kaybında proteazomların değil, otofajik yolun rol oynadığı gösterildi. (Proteazomlar, hücrelerin bağlanamamış proteinleri atmasını ve özelleşmiş proteinlerin derişiminin kontrol edilmesini sağlayan büyük bir sistemin parçalarıdır.)
Farelerin çeşitli ilaçlarla tedavi edilmesi de otofaji ile SIRT1 arasındaki ilişkiyi destekledi. Hücrelerdeki proteinlerin parçalanmasını engelleyen bir proteazom inhibitörü, yaşlanan hücrelerde ve dokulardaki SIRT1 proteinini geri kazanmada başarısız oldu. Aksine, otofaji inhibitörü olan Lys05 ile gerçekleştirilen tedavi, enzimin kaybını önledi. Böylelikle enzimin lizozomlar tarafından parçalandığı anlaşılmış oldu. (Lizozomlar hücre içindeki sindirimden sorumludur.)
Araştırmacılar, bağışıklığı sağlayan hücrelere de odaklandı. Bağışıklık hücrelerinde SIRT1 ile otofaji arasındaki ilişkinin anlaşılması için, insan donör CD8 T hücrelerini (T hücreleri, bağışıklığın sağlanmasında görevli hücrelerdendir) düşük dozdaki Lys05 ve bir proteazom inhibitörü ile tedavi etmeyi denedi, yalnızca Lys05’in SIRT1 enzim seviyesini artırdığını buldu. Sonuçlar, SIRT1 enziminin, insanlarda T hücresi yaşlanması sırasında –kısmen de olsa- otofaji-lizozom yolağının etkinliği ile parçalandığını göstermektedir.
Araştırmacılar, keşif ile ilgili kapsamlı deneylerine devam ederek yaşlanmayı geciktiren bileşiklerin tasarımı için yeni yaklaşımlar geliştirilebileceklerini düşünüyor.
Kaynak: https://medicalxpress.com/news/2020-09-blocking-enzyme-self-destruction-mitigate-age-related.html
