Tardigrad DNA’sını radyasyondan ve mutajenik kimyasallardan koruyan proteinin zararsız olduğu düşünülüyordu ancak aslında büyük dezavantajları olabilir.
Tardigrades olağanüstü zorlu koşullara dayanabilir
Uzay gemilerini devasa kurşun katmanlarıyla kaplamadan, uzay kaşiflerini kozmik radyasyondan nasıl koruyabiliriz? Bazıları onlara tardigradlardan elde edilen DNA koruyucu proteinin dozlanmasını önerdi ancak bu o kadar kolay olmayacak.
Vancouver’daki British Columbia Üniversitesi’nden Corey Nislow ve meslektaşları, tardigradlarda üretilen Dsup (hasar bastırıcının kısaltması) adı verilen bir proteinin, radyasyona ek olarak bildiğimizden daha geniş bir yelpazedeki mutasyona neden olan kimyasallara karşı koruma sağlayabildiğini gösterdi. Ama aynı zamanda bir değiş tokuş da var: Hücrelerin uyumunu azaltır ve hatta onları öldürebilir.
Nislow, “Gördüğümüz her faydanın bir bedeli var” diyor.
Tardigradlar, aşırı sıcaklıklara maruz kalma, kurumaya, radyasyona maruz kalmaya ve hatta uzay boşluğuna maruz kalmaya maruz kalma gibi streslere dayanma yetenekleriyle ünlü küçük hayvanlardır. 2016 yılında Dsup’ın dayanıklılıklarının anahtarlarından biri olduğu gösterildi. İnsan hücreleri genetik olarak Dsup üretecek şekilde değiştirildiğinde, bildirilen herhangi bir olumsuzluk olmaksızın radyasyona karşı daha dirençli hale geldiler.
Bu da Dsup verilerek insanların radyasyona ve mutajenik kimyasallara karşı korunabileceği fikrinin ortaya çıkmasına neden oldu. Bunu yapmanın bir yolu, onlara, mRNA covid aşılarında kullanılan teknolojinin aynısı olan, lipid nanopartiküller (LNP’ler) içine yerleştirilmiş Dsup kodlayan mRNA’ların enjekte edilmesi olacaktır.
Nislow, “İki ila üç yıl önce, uzay görevlerindeki mürettebat üyelerine bir LNP’deki Dsup mRNA’yı teslim edelim ve onların genomlarını değiştirmemiş olacaksınız, ancak onlara çok etkili bir DNA hasarına karşı önlem sunmuş olacaksınız” fikrine tamamen katılıyordum” diyor.
Ancak ekibi artık Dsup üretmek üzere değiştirilmiş maya hücreleri üzerinde kapsamlı çalışmalar yürütüyor. Çok yüksek seviyelerin ölümcül olduğunu ve daha düşük seviyelerin bile hücrelerin büyümesini bozduğunu buldular.
Nislow, Dsup’ın DNA’yı fiziksel olarak çevreleyerek koruduğunu söylüyor, ancak bu aynı zamanda proteinlerin RNA yapmak için DNA’ya erişmesini veya hücre bölünmesinden önce DNA’yı kopyalamasını da zorlaştırıyor. Ayrıca DNA onarım proteinlerinin DNA’ya erişimi de daha zordur; ekip, onarım proteini düzeyi düşük olan hücrelerde, Dsup’un ölümcül olabileceğini, bunun da büyük olasılıkla önemli onarımların gerçekleşmemesi nedeniyle olabileceğini buldu.
Nislow, uzay yolculuğu yapan insanları, hayvanları ve bitkileri korumak için Dsup’ı kullanmanın mümkün olabileceğini söylüyor, ancak Dsup’un yalnızca ihtiyaç duyulan hücrelerde ve doğru seviyelerde üretilmesini sağlamak çok önemli olacak.
Ekibi Dsup’ın kanser için radyasyon tedavisi sırasında sağlıklı hücrelerin korunmasına yardımcı olup olamayacağını araştıran Iowa Üniversitesi’nden James Byrne, “Tamamen katılıyorum” diyor.
Byne, Dsup’un insan vücudundaki tüm hücrelerde sürekli olarak üretilmesi durumunda muhtemelen sağlığa önemli bir maliyeti olacağını söylüyor; ancak yalnızca ihtiyaç duyulduğunda geçici olarak üretilmesi durumunda faydalı olabilir.
Fransa’daki Montpellier Üniversitesi’nden Simon Galas, “Belirli bir dozun üzerinde Dsup’un toksik etkilere sahip olabileceği kesinlikle doğrudur” diyor. Ancak ekibi, düşük protein seviyelerinin, nematod solucanlarını oksidatif strese karşı koruyarak ömrünü uzatabildiğini gösterdi. Dsup’ın nasıl çalıştığına dair keşfedilecek çok şey olduğunu söylüyor.
New York eyaletindeki Weill Cornell Medicine’den Jessica Tyler da mayayı Dsup üretecek şekilde değiştirdi. Nislow tarafından test edilenlerden daha düşük seviyelerde, büyüme üzerinde hiçbir etkisi olmayan faydalı etkilerin göründüğünü söylüyor.
Tyler, “Dolayısıyla Dsup tarafından sağlanan korumanın önemli bir maliyet getirdiğini kabul etmiyorum” diyor. Ancak Dsup’un doğru seviyelerde üretilmesini sağlamanın çok önemli olduğu konusunda hemfikir.
Doğru seviyelerde Dsup üretmek için vücutta doğru hücrelerin bulunması mevcut teknolojiyle yapılamaz, ancak Nislow bunun mümkün olacağından emin. “Teslimat sistemlerine çok fazla para ve ilgi var” diyor. “Bu, ilaç sektöründeki pek çok insanın çözmeye motive olduğu bir sorun.”
