Bağışıklık Sisteminiz Kendi Antiviral İlacını Üretir – Ve Bu Muhtemelen En Eski İlaçlardan Biridir
Antiviral ilaçlar genellikle bir 20. yüzyıl icadı olarak kabul edilir. Ancak son araştırmalar bağışıklık sisteminizin beklenmedik bir yönünü ortaya çıkardı: Viral enfeksiyonlara yanıt olarak kendi antiviral moleküllerini sentezleyebilir.
Laboratuvarım bu doğal antiviral molekülleri üreten bir protein üzerinde çalışıyor. Modern bir insan icadı olmaktan çok uzak olan doğa, virüslere karşı ilk savunma olarak hücreleri kendi “ilaçlarını” yapmak üzere evrimleştirmiştir.
Antiviraller nasıl çalışır?
Virüslerin bağımsız bir yaşam döngüsü yoktur – kendilerini çoğaltmak için gereken tüm kimyasal yapı taşlarını sağlamak için tamamen enfekte ettikleri hücrelere bağımlıdırlar. Virüs bir hücreye girdiğinde, hücrenin mekanizmasını ele geçirir ve onu yüzlerce yeni virüs üretecek bir fabrikaya dönüştürür.
Antiviral ilaçlar, hücrelerin ve virüslerin çoğalma biçimindeki temel farklılıklardan yararlanarak virüsün işleyişi için gerekli olan proteinleri etkisiz hale getiren moleküllerdir.
Hücreler ve çoğu virüs arasındaki önemli bir fark, genetik bilgilerini nasıl sakladıklarıdır. Tüm hücreler genetik bilgilerini saklamak için DNA kullanır. DNA, her biri genetik kodun farklı bir “harfini” temsil eden dört farklı kimyasal yapı taşından inşa edilmiş uzun, zincir benzeri bir moleküldür. Bu yapı taşları, milyonlarca harften oluşan dizeler üretmek için kimyasal bağlarla baştan sona bağlanır. Bu harflerin sırası, yeni bir hücre inşa etmek için genetik planı hecelemektedir.
Ancak birçok virüs genetik bilgilerini RNA kullanarak depolar. RNA, tıpkı DNA gibi dört kimyasal harften oluşan bir zincirden meydana gelir, ancak harflerin moleküler yapıları biraz farklıdır. DNA çift sarmallı iken RNA tek sarmallıdır. Viral genomlar da hücresel genomlardan çok daha küçüktür, tipik olarak sadece birkaç bin harf uzunluğundadır.
Bir virüs çoğaldığında, RNA polimeraz adı verilen bir protein kullanarak RNA genomunun birçok kopyasını oluşturur. Polimeraz mevcut RNA zincirinin bir ucundan başlar ve kimyasal harf dizisini her seferinde bir tane “okur”, uygun yapı taşını seçer ve büyüyen RNA zincirine ekler. Bu işlem, yeni bir RNA zinciri oluşturmak için tüm harf dizisi kopyalanana kadar tekrarlanır.
Bir antiviral ilaç sınıfı, RNA kopyalama sürecine kurnazca bir şekilde müdahale eder. RNA zincirinin baştan kuyruğa yapısı, her kimyasal harfin iki bağlantı noktasına sahip olmasını gerektirir – bir önceki harfe bağlanmak için bir baş ve bir sonraki harfin eklenmesine izin veren bir kuyruk. Bu antiviraller kimyasal harflerden birini taklit eder, ancak önemli ölçüde kuyruk bağlantı noktasından yoksundur. RNA polimeraz ilacı hedeflenen kimyasal harfle karıştırır ve büyüyen RNA zincirine eklerse, kopyalama işlemi durur çünkü bir sonraki harfi bağlayacak bir şey yoktur. Bu nedenle bu tür antiviral ilaçlara zincir sonlandırıcı inhibitör adı verilir.
Antiviral üretici olarak Viperin
Daha önce araştırmacılar, zincir sonlandırıcı antiviral ilaçların, viral replikasyonun bilimsel olarak anlaşılmasındaki ilerlemelerden geliştirilen, tamamen insan yaratıcılığının bir ürünü olduğunu düşünüyorlardı. Ancak, hücrelerinizdeki viperin adlı bir proteinin doğal bir zincir sonlandırıcı antiviral sentezlediğinin keşfedilmesi, bağışıklık sisteminizin yeni bir yönünü ortaya çıkardı.
Viperin, bir virüsün genomunun dört RNA yapı taşından birinden kuyruk bağlantı noktasını kimyasal olarak çıkararak çalışır. Bu, yapı taşını zincir sonlandırıcı bir antiviral ilaca dönüştürür.
Bu stratejinin viral enfeksiyonların tedavisinde oldukça etkili olduğu kanıtlanmıştır. Örneğin, COVID-19 antiviral remdesivir bu şekilde çalışır. Viral bir RNA polimeraz, bir virüsün genomunu kopyalamak için binlerce harfi bir araya getirmek zorundadır, ancak antiviral bir ilacın kopyalamasını raydan çıkarmak için onu yalnızca bir kez kandırması gerekir. Tamamlanmamış bir genom, yeni bir virüs yapmak için gerekli talimatlardan yoksundur ve işe yaramaz hale gelir.
Dahası, hücrelerin de kendi polimerazları olmasına rağmen, hiçbir zaman virüslerin yaptığı gibi RNA kopyalamazlar. Bu potansiyel olarak zincir sonlandırıcı antiviral ilaçların viral replikasyonu seçici olarak inhibe etmesine ve istenmeyen yan etkileri azaltmasına olanak tanır.
Açıkça görülüyor ki, viperin tüm RNA virüslerine karşı tam koruma sağlamıyor – aksi takdirde hiçbir RNA virüsü sizi hasta etmezdi. Öyle görünüyor ki, poliovirüste olduğu gibi bazı viral RNA polimerazlar, viperinin sentezlediği antiviral moleküllere karşı ayrımcılık yapacak ve etkilerini köreltecek şekilde evrimleşmiştir. Ancak viperin, sizi başka yollarla enfeksiyondan koruyan özelleşmiş hücreler ve proteinler içeren bağışıklık sisteminizin yalnızca bir koludur.
Antik antiviraller
Bilim insanları viperini yaklaşık 20 yıl önce viral enfeksiyonlara yanıt olarak devreye giren genleri araştırırken keşfetti. Ancak, viperinin gerçekte ne yaptığını bulmak çok zor oldu.
Viperin’in işlevi özellikle şaşırtıcıdır çünkü genellikle bakteri ve küflerde bulunan radikal SAM enzimleri adı verilen eski bir protein grubuna benzemektedir. Özellikle, radikal SAM enzimleri hayvanlarda son derece nadirdir. Havaya maruz kalmak onları hızla etkisiz hale getirir ve araştırmacılar muhtemelen insanlarda çalışmadıklarını düşündüler. Viperinin inaktivasyondan nasıl kaçındığı hala belirsiz.
Araştırmacılar, viperini kodlayan genin, RNA’nın yapı taşlarından birinin sentezlenmesinde rol oynayan bir genin yanında olduğunu fark ettiklerinde viperinin işlevi hakkında ipucu buldular. Bu gözlem onları viperinin bu RNA yapı taşını değiştirip değiştiremeyeceğini incelemeye yöneltti.
Bu keşfin ardından araştırmacılar, eski bakterilerden modern bitki ve hayvanlara kadar yaşamın tüm krallıklarında viperinlike proteinleri tespit etti. Bu, viperinin yaşamın erken dönemlerinde, muhtemelen çok hücreli organizmaların ortaya çıkmasından çok önce evrimleşmiş çok eski bir protein olduğu anlamına geliyordu – çünkü bakteriler bile viral enfeksiyonlarla savaşmak zorundaydı.
Daha karmaşık yaşam formları evrimleştikçe, viperin korunmuş ve modern hayvanların karmaşık bağışıklık sistemlerine entegre edilmiştir. Dolayısıyla, bağışıklık sisteminizin virüslere karşı savunmasının en son keşfedilen bu kolu muhtemelen en eski olanıdır.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bağışıklık Sisteminiz Kendi Antiviral İlacını Üretir – Ve Bu Muhtemelen En Eski İlaçlardan Biridir
Hipokampüsün Sırrı: Doğru ve Yanlış Anılar Nasıl Ayrılıyor?
Bağışıklık Sisteminiz Kendi Antiviral İlacını Üretir – Ve Bu Muhtemelen En Eski İlaçlardan Biridir