Diyabetle Savaşta Beklenmedik Kahramanlar: Meyve Yarasalarının Genetik Zaferi
Dünya genelinde insanlar aşırı miktarda şeker tüketiyor. Vücut, şekerleri etkili bir şekilde işleyemediğinde kanında yüksek glikoz seviyelerine neden olabilir ve bu durum diyabete yol açabilir. Dünya Sağlık Örgütü’ne göre, 2019 yılında diyabet dünya genelinde ölümlerin dokuzuncu sırasında yer aldı.
Şeker tutkusu sadece insanlara özgü değildir; meyve yarasaları da şekerli meyveleri sever ve günlük vücut ağırlıklarının iki katı kadar şeker tüketirler. Ancak ilginç bir şekilde, meyve yarasaları yüksek şeker içeren bir diyetle beslenmelerine rağmen diyabete yakalanmazlar. Bu durumu anlamak amacıyla, meyve yarasalarının genetik ve hücresel özelliklerini, özellikle pankreas ve böbreklerindeki önemli metabolik genlere odaklanarak incelemeye karar verdik.
Nature Communications dergisinde yayımlanan yeni araştırmamızda, meslektaşlarımız Seungbyn Baek ve Martin Hemberg ile birlikte, Jamaika meyve yarasası Artibeus jamaicensis’in genomunu inceledik. Bu çalışmada, meyve yarasasının genetik yapısını, özellikle pankreas ve böbreklerle ilgili genleri ve düzenleyici DNA bölgelerini analiz etmek için tek hücre DNA analiz teknolojilerini kullandık.
Genellikle DNA’nın yaklaşık %2’si, hücrelerin belirli özellikleri oluşturmak için kullandığı talimatları içeren genlerden oluşur. Geri kalan %98’lik kısım ise genleri düzenleyen ve kodladıkları özelliklerin varlığını ya da yokluğunu belirleyen DNA parçalarıdır.
Meyve yarasalarının yüksek şekerli bir diyetle nasıl başa çıktığını anlamak için, meyve yarasaları ile böcek yiyen yarasalar arasındaki genetik ve hücresel farklılıkları inceledik. Özellikle, pankreas ve böbreklerde metabolizmada rol oynayan genlere, düzenleyici DNA’lara ve hücre tiplerine odaklandık.
Pankreas, insülin ve glukagon gibi hormonları salgılayarak kan şekerini ve iştahı düzenler. Jamaika meyve yarasasının büyük kahverengi yarasa türünden daha fazla insülin ve glukagon üreten hücrelere sahip olduğunu ve pankreas hücrelerinin düzenleyici DNA’sının insülin ve glukagon üretimini başlatmaya hazırlık yaptığını gözlemledik. Bu iki hormon, meyve yarasalarının yüksek şeker tüketimine rağmen kan şekerini dengede tutmalarına yardımcı olur.
Böbrekler, kandaki metabolik atıkları filtreler, su ve tuz dengesini korur ve kan basıncını düzenler. Jamaika meyve yarasasının böbrek hücrelerinin bileşimlerini diyetlerine göre ayarladıklarını, idrar yoğunlaştırıcı hücrelerin sayısını azalttıklarını ve bu sayede idrarlarının büyük kahverengi yarasalara kıyasla daha seyreltik olduğunu tespit ettik.
Diyabet, dünya genelinde en pahalı kronik hastalıklardan biridir. 2022 yılında ABD, diyabetle ilgili doğrudan tıbbi maliyetler ve dolaylı maliyetler için toplamda 412,9 milyar ABD doları harcamıştır.
Diyabet için yeni tedaviler geliştirmeye yönelik pek çok yaklaşım, fareler gibi geleneksel laboratuvar hayvanlarına dayanmaktadır çünkü bu hayvanlar kolaylıkla çoğaltılabilir ve laboratuvar koşullarında incelenebilirler. Ancak, doğada yüksek şeker yüklerine dayanacak şekilde evrimleşmiş meyve yarasaları gibi memelilerin varlığı, diyabetin anlaşılması ve tedavisi için yeni yaklaşımların keşfedilmesine olanak tanır.
Yeni hücre karakterizasyon teknolojilerini bu model olmayan organizmalara uygulayarak, meyve yarasalarının metabolizma adaptasyonunu anlamak ve bu bilgileri diyabet tedavisi için kullanmak mümkündür. Bu çalışma, araştırmacıların laboratuvar dışındaki doğal organizmaların genetik ve metabolik özelliklerini inceleyerek hastalık tedavileri için yeni yaklaşımlar geliştirebileceğini göstermektedir.
Ancak, çalışmamızın sınırlamaları da vardır. Elde ettiğimiz bulgular, meyve yarasalarının metabolizmasını anlamamıza yardımcı olabilir, ancak bu bilgilerin doğrudan insanlara uygulanabilirliği için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.
Ayrıca, meyve yarasası türlerinin sayısının fazla olması da dikkate alınmalıdır. Çalışmamız sadece Jamaika meyve yarasası türüne odaklanmıştır, ancak 200’e yakın meyve yarasası türü bulunmaktadır. Daha fazla tür üzerinde yapılan araştırmalar, hangi meyve yarasası DNA dizilerinin diyabet tedavisiyle ilgili olduğunu daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır.
Son olarak, çalışmamız sadece pankreas ve böbrekleri incelemiştir. Karaciğer, ince bağırsak gibi diğer metabolik organların analiz edilmesi, meyve yarasası metabolizmasının daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına ve uygun tedavilerin tasarlanmasına katkıda bulunabilir.
Ekibimiz şu anda meyve yarasalarının metabolizmasını yönlendiren düzenleyici DNA dizilerini test ediyor. Bu, farelerdeki düzenleyici DNA dizilerini meyve yarasalarınınkilerle değiştirerek, bu farelerin glikoz seviyelerini nasıl yönettiklerini inceleyerek gerçekleştirilmektedir.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Diyabetle Savaşta Beklenmedik Kahramanlar: Meyve Yarasalarının Genetik Zaferi