Balık Proteinleri Kalp Sağlığında Çığır Açabilir
Araştırmacılar, zebrafish’te (zebra balığı) bulunan Hmga1 proteininin, farelerin hasar görmüş kalplerini onararak uyuyan genleri yeniden etkinleştirdiğini keşfettiler. Bu durum, insanlarda kalp yenilenmesi için yeni bir umut sunuyor.
Hubrecht Enstitüsü’ndeki Bakkers grubu bilim insanları, zebrafish’te kalp yenilenmesi için hayati öneme sahip olan Hmga1 proteini sayesinde, hasar görmüş fare kalplerini onarmayı başardı. Farelerde Hmga1, uyuyan onarım genlerini yeniden etkinleştirerek kalbin yan etkiler olmadan, örneğin kalp büyümesi gibi zarar verici durumlar yaşanmadan, iyileşmesini sağladı. Hollanda Kalp Vakfı ve Hartekind Vakfı tarafından desteklenen bu çığır açıcı çalışma, kalp yetmezliğiyle mücadeleye yönelik rejeneratif terapiler geliştirme konusunda önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor. Araştırmanın bulguları bugün (2 Ocak 2025) Nature Cardiovascular Research dergisinde yayımlandı.
Zebra Balığı Proteini Araştırması
Kalp krizi sonrası insan kalbi, milyonlarca kas hücresini kaybeder ve bu hücreler kendini yenileyemez. Bu durum genellikle kanı etkili bir şekilde pompalamakta zorlanan kalp yetmezliğiyle sonuçlanır. Ancak, zebra balıkları hasar görmüş kalp kası hücrelerini yeniden büyütme konusunda olağanüstü bir yeteneğe sahiptir. Kalpleri zarar gördüğünde, 60 gün içinde tam işlevselliğini geri kazandırabilirler.
“Bazı türlerin neden yaralanmadan sonra kalplerini yenileyebildiğini, bazılarının ise bunu yapamadığını anlamıyoruz,” diyor çalışmanın lideri Jeroen Bakkers. “Zebra balıklarını inceleyerek ve diğer türlerle karşılaştırarak kalp yenilenme mekanizmalarını ortaya çıkarabiliriz. Bu, sonunda insanlarda kalp yetmezliğini önleyecek tedavilere yol açabilir.”
Protein Odaklı Kalp Onarımı
Araştırma ekibi, zebra balıklarında kalp onarımını sağlayan bir protein keşfetti. Çalışmanın ilk yazarı Dennis de Bakker, “Zebra balığı kalbini, insan kalbiyle aynı şekilde yenilenemeyen fare kalbiyle karşılaştırdık,” diyor.
“Hasar görmüş ve sağlıklı kalp bölümlerindeki gen aktivitesine baktık,” diye açıklıyor. “Bulduğumuz sonuçlar, Hmga1 proteininin zebrafish’teki kalp yenilenmesinde aktif olduğunu, ancak farelerde aktif olmadığını gösterdi. Bu da Hmga1’in kalp onarımında anahtar bir rol oynadığını ortaya koydu.”
Genellikle, Hmga1 proteini embriyonik gelişim sırasında, hücrelerin hızla büyümesi gerektiğinde önemlidir. Ancak, yetişkin hücrelerinde bu proteinin geninin kapalı olduğu görülür.
Gen Aktivasyonu Mekanizmaları
Araştırmacılar, Hmga1 proteininin nasıl çalıştığını incelediler. Çalışmanın ortak birinci yazarı Mara Bouwman, “Hmga1’in kromatindeki moleküler ‘engel’leri kaldırdığını keşfettik,” diyor.
Kromatin, DNA’yı paketleyen yapıdır. Kromatin sıkıca paketlendiğinde, genler inaktif olur. Ancak, kromatin gevşediğinde, genler tekrar aktif hale gelebilir. “Hmga1, yolu açarak, uyuyan genlerin yeniden çalışmaya başlamasına izin verir,” diye ekliyor.
Balıktan Memelilere Araştırma Çevirisi
Proteinin memelilerde benzer şekilde çalışıp çalışmadığını test etmek için araştırmacılar, proteini hasar görmüş fare kalplerine lokal olarak uyguladılar. Bakkers, “Sonuçlar dikkat çekiciydi: Hmga1 proteini, kalp kası hücrelerini bölünmeye ve büyümeye teşvik etti, bu da kalp fonksiyonunu önemli ölçüde iyileştirdi,” diyor. Şaşırtıcı bir şekilde, hücre bölünmesi yalnızca hasar görmüş alanda gerçekleşti—tam olarak onarımın gerekli olduğu yerde. “Aşırı büyüme veya kalp büyümesi gibi olumsuz etkiler görülmedi. Ayrıca, sağlıklı kalp dokusunda herhangi bir hücre bölünmesi de gözlemlenmedi,” diye vurguluyor Bouwman. “Bu, hasarın kendisinin süreci aktive etmek için bir sinyal gönderdiğini gösteriyor.”
Ekip daha sonra Hmga1 geninin zebrafish, fareler ve insanlarda ne kadar aktif olduğunu karşılaştırdı. İnsan kalplerinde, yetişkin farelerde olduğu gibi, kalp krizi sonrası Hmga1 proteini üretilmez. Ancak, Hmga1 geni insanlar için mevcut olup, embriyonik gelişim sırasında aktiftir. Bakkers, “Bu, insanlarda kalbin rejeneratif potansiyelini açığa çıkarabilecek gen terapileri için bir temel sağlar,” diye açıklıyor.
Gelecek Yönelimleri ve İşbirlikçi Çabalar
Bu bulgular, güvenli ve hedeflenmiş rejeneratif tedavilere kapı aralasa da, yapılacak çok iş var. Bakkers, “Tedaviyi klinikte kullanıma sunmadan önce daha da geliştirmemiz ve test etmemiz gerekiyor,” diyor. “Bir sonraki adım, proteinin kültürde insan kalp kası hücrelerinde de işe yarayıp yaramadığını test etmek olacak. Bunun için UMC Utrecht ile işbirliği yapıyoruz ve 2025’te Summit programı (DRIVE-RM) kalp yenilenmesini daha derinlemesine incelemeye başlayacak.”
Araştırma İşbirliğini Vurgulamak
Bu araştırma, Hubrecht Enstitüsü’nden ve diğer yerlerden bilim insanlarını bir araya getirdi. OUTREACH konsorsiyumu kapsamında gerçekleştirildi ve Hollanda Kalp Vakfı ile Hartekind Vakfı tarafından finanse edildi. OUTREACH konsorsiyumu, Hollanda’daki akademik hastaneler ve araştırma enstitülerinin, doğuştan kalp rahatsızlıkları tedavi edilen hastalar üzerinde birlikte çalıştığı bir işbirliğidir. Bouwman, “Normalde, grubumuz yalnızca zebra balıkları üzerinde yoğunlaşır,” diyor. “Ancak bulgularımızın memelilere nasıl uygulanabileceğini anlamak için Van Rooij grubu ve Christoffels grubu (Amsterdam UMC) ile işbirliği yaptık, fare araştırmalarında uzmanlaşmış ekipler. Hubrecht Enstitüsü’ndeki Single Cell Core sayesinde kalp yenilenmesini detaylı bir düzeyde inceleyebildik.”
“Bu işbirliklerini kurabildiğimiz için çok şanslıyız,” diye devam ediyor Bouwman. “Bu, zebra balıklarından farelere ve umarım nihayetinde insanlara keşifleri aktarabilmemizi sağlıyor. Zebra balığından ve kalbini yenileme konusundaki olağanüstü yeteneğinden çok şey öğreniyoruz.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Bilim İnsanları Bağ Dokusu Hücrelerini Kalp Hücrelerine “Dönüştürdü”