Bilim insanlarından yaşlanma araştırmasında önemli adım: Yılların protein hasarı laboratuvarda onarıldı

ABD’deki araştırmacılar, yaşla birlikte insan dokularında biriken ve daha önce kalıcı olduğu düşünülen belirli bir protein hasarını ortadan kaldırabilen yapay bir enzim geliştirdi.

"CMLase "adı verilen enzim, yaşlanma sürecinde göz, cilt ve damar dokularında biriken Nε-karboksimetil-lizin, kısaca CML adlı kimyasal değişikliği hedef aldı.

Nature Communications dergisinde yayımlanan araştırmada, enzimin yaşlı bağışçılardan alınan insan dokularındaki CML miktarını laboratuvar koşullarında önemli ölçüde azalttığı bildirildi. Ancak çalışmanın henüz yaşayan insanlarda denenmiş bir yaşlanma tedavisi olmadığı vurgulandı.

Şekerler proteinlere zarar verebiliyor

CML, şeker ve yağlardan kaynaklanan bazı moleküllerin proteinlerle enzim kullanılmadan tepkimeye girmesi sonucunda oluşan ileri glikasyon ürünlerinden biri olarak biliniyor.

Yıllar içinde özellikle uzun ömürlü proteinlerde biriken bu maddeler, dokuların sertleşmesine ve esnekliğini kaybetmesine katkıda bulunabiliyor. CML’nin ayrıca bağışıklık sistemindeki RAGE adlı reseptörü harekete geçirerek kronik iltihaplanma ve oksidatif stresle bağlantılı süreçleri tetikleyebildiği belirtiliyor.

Araştırmacılar, vücutta CML oluşmadan önce bazı zararlı öncü molekülleri etkisizleştiren sistemler bulunduğunu ancak oluşmuş CML hasarının uzun süredir geri döndürülemez kabul edildiğini bildirdi.

500 milyondan fazla enzim çeşidi incelendi

Revel Pharmaceuticals, Calico ve Colorado Üniversitesi Anschutz Tıp Kampüsünden bilim insanları, CML’yi parçalayabilecek doğal bir enzimin bulunmaması üzerine yönlendirilmiş evrim adı verilen yöntemi kullandı.

Ekip, bir bakteride bulunan glisin oksidaz enzimini başlangıç noktası olarak aldı. Beş geliştirme aşamasının ardından 500 milyondan fazla enzim çeşidi incelendi ve CML’ye karşı en etkili çalışan varyant seçildi.

CMLase adı verilen bu enzim, CML nedeniyle kimyasal olarak değişmiş proteinleri hedef alarak hasarlı bölgeyi yeniden normal lizin yapısına dönüştürecek şekilde tasarlandı.

Model proteinlerde hasarın yüzde 97’sine kadarını azalttı

Enzim ilk olarak kolajen, hemoglobin, kazein ve göz dokusundan elde edilen proteinler üzerinde denendi.

Laboratuvarda yapay olarak CML hasarı oluşturulan proteinlere gece boyunca uygulanan CMLase, ölçülebilen hasarı proteine göre yüzde 52 ile yüzde 97 arasında azalttı.

Proteinlerin belirli noktalarını inceleyen araştırmacılar, hasar tespit edilen 33 lizin bölgesinin 30’unda CML seviyesinin düştüğünü belirledi. Bu bölgelerin yedisinde azalma oranı yüzde 90’ı geçti.

Yaşlı insan dokularında da etkili oldu

Araştırmanın sonraki aşamasında CMLase, yıllar boyunca doğal biçimde kimyasal hasar biriktirmiş insan dokularında denendi.

64 yaşındaki bir bağışçıdan alınan göz merceği proteinlerinde yapılan ölçümlerde, toplam CML miktarının yüzde 45 azaldığı belirlendi. Antikor kullanılan başka bir ölçüm yönteminde ise azalma yüzde 78 olarak hesaplandı.

75 yaşındaki bir bağışçıdan alınan karın aortası dokusunda CML düzeyi yüzde 70’in üzerinde geriledi. Yaşlı insan cildinde ise epidermis ve dermis tabakalarındaki CML miktarı yüzde 55’ten fazla azaldı.

Araştırmacılar, işlem sonrasında yaşlı cildindeki CML seviyesinin 31 yaşındaki bir kişiden alınan cilt örneğinde ölçülen seviyenin altına düştüğünü bildirdi.

Henüz yaşlanmayı tersine çeviren bir tedavi değil

Çalışmanın sonuçları, yaşlanmayla ilişkili belirli bir kimyasal hasarın laboratuvarda azaltılabileceğini gösteren bir kavram kanıtı olarak değerlendiriliyor.

Bununla birlikte araştırma, insanların biyolojik yaşının geriye çevrildiğini ya da yaşlanmanın genel olarak durdurulduğunu göstermiyor. Enzim yalnızca CML adı verilen belirli bir hasar türünü hedef alıyor.

CMLase henüz yaşayan hayvanlarda veya insanlarda denenmedi. Enzimin canlı dokulara güvenli biçimde ulaştırılıp ulaştırılamayacağı, yoğun protein yapıları içine girip giremeyeceği ve CML’nin azaltılmasının damar esnekliği, iltihaplanma veya organ işlevlerinde gerçek bir iyileşme sağlayıp sağlamayacağı bilinmiyor.

Araştırmacılar, yöntemin gelecekte damar hastalıkları, diyabetle bağlantılı doku hasarı, cilt yaşlanması ve göz hastalıkları için geliştirilecek tedavilere temel oluşturabileceğini düşünüyor. Ancak olası bir tedavinin kullanıma girebilmesi için hayvan deneyleri ve kapsamlı klinik çalışmalar yapılması gerekiyor.