Bakırdan yararlanmanın yeni yolu antibiyotiğe dirençli bakterileri ve kanser hücrelerini daha savunmasız hale getiriyor

Missouri Üniversitesi araştırmacıları vücudun doğal savunmalarından biri olan bakırdan yararlanmanın yeni bir yolunu keşfettiler. Bakır yaşam için gerekli olsa da ve önemli biyolojik süreçlerin güçlenmesine yardımcı olsa da, çok fazla olması toksik olabilir. Hücreler bakır seviyelerini dengede tutmak için bakırın nereye gittiğini ve ne kadar bulunduğunu düzenleyen özel proteinlere ihtiyaç duyar.

dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada Ulusal Bilimler Akademisi BildirileriMizzou ekibi, MKV3 adı verilen, önemli bir tür bakır taşıma proteinini bloke eden, hem bakırın ihtiyaç duyduğu enzimlere verilmesini hem de hücrelerden fazla bakırın dışarı atılmasını bozan ilk bileşiği belirledi.

Mizzou Tıp Fakültesi ve Tarım, Gıda ve Doğal Kaynaklar Koleji’nde biyokimya profesörü, Mizzou Christopher S. Bond Yaşam Bilimleri Merkezi’nde baş araştırmacı ve çalışmanın kıdemli yazarı Michael Petris, “Bakır, bağışıklık sisteminin doğal savunmalarından biridir” dedi. “Yaptığımız şey, kanser hücrelerini ve mikropları buna karşı daha savunmasız hale getirmenin bir yolunu bulmak.”

MKV3 ilk olarak Mizzou Veteriner Fakültesi’nde veteriner patobiyolojisi alanında yardımcı doçent, Bond Yaşam Bilimleri Merkezi’nde baş araştırmacı ve çalışmanın ortak yazarı olan Kamal Singh tarafından tanımlandı. İlaç adayını tasarlamaya yardımcı olmak için bilgisayar modellemeyi kullandı. Daha sonra ekip, beklendiği gibi çalıştığını doğrulamak için onu laboratuvarda test etti ve özelliklerini daha ayrıntılı olarak inceledi.

MKV3, antibiyotiğe dirençli enfeksiyonlarla mücadelede ve kanser hücrelerini hedef alan tedavilerin geliştirilmesinde yeni yaklaşımların kapısını açabilir.

Enfeksiyonlar ve kanser için potansiyel yeni tedaviler

Birçok patojenik bakteri, enfeksiyon sırasında bu bakır ihraç sistemine bağımlıdır. İnsan bağışıklık sistemi istilacı mikroplara saldırdığında doğal bir savunma olarak yüksek düzeyde bakır kullanır. Bakteriler hücrelerindeki fazla bakırı dışarı pompalayarak savaşır.

Mizzou ekibi, MKV3’ün bu bakır ihraç pompalarını inhibe ederek bakterileri bakırın toksik etkilerine karşı daha savunmasız hale getirdiğini buldu. Örneğin, laboratuvar testlerinde MKV3, tedavisi en zor antibiyotiğe dirençli bakterilerden biri olan MRSA’yı bakıra karşı önemli ölçüde daha duyarlı hale getirdi.

Petris, “Antibiyotik direnci büyük bir küresel sağlık sorunu olmaya devam ediyor” dedi. “Bulgularımız bakır taşınmasını hedeflemenin vücudun enfeksiyonlarla savaşmasına yardımcı olmak için tamamen yeni bir strateji olabileceğini gösteriyor.”

Bu keşif aynı zamanda kanser araştırmaları için de önemli sonuçlar doğurabilir çünkü bakır metabolizması kanserde potansiyel bir hedef olarak ortaya çıkıyor. MKV3, bakır taşınmasını engelleyerek bu metabolik bağımlılığa iki şekilde saldırır.

Bond Yaşam Bilimleri Merkezi’nde baş araştırmacı ve çalışmanın baş yazarı olan Veteriner Fakültesi’nde yardımcı araştırma profesörü olan Vinit Shanbhag, “Kültürlenmiş kanser hücrelerinde bakırın birikmesine ve bakırın neden olduğu bir hücre ölümü türü olan kuproptoza karşı duyarlılığın artmasına neden oldu” dedi.

“Aynı zamanda MKV3, tümör istilası ve metastazla bağlantılı olan bu enzime bakır dağıtımını sınırlayarak lisil oksidazın aktivitesini azalttı. Birlikte, bu bulgular MKV3’ün kanser tedavisi için potansiyel bir strateji olarak daha fazla araştırılmasını destekliyor.”

Hayat ağacını kapsayan bir keşif

Keşif insan sağlığının çok ötesine geçiyor. Araştırmacılar, MKV3’ün yalnızca memelilerde değil aynı zamanda mantarlarda, bitkilerde, balıklarda ve hastalığa neden olan mikroplarda da bakır taşıma proteinlerini etkilediğini gösterdi.

Shanbhag, “Bu keşfi özellikle güçlü kılan şey, MKV3’ün milyonlarca yıllık evrimle ayrılmış organizmalar arasındaki bakır taşıyıcılarda korunan bir cebi hedeflemesidir” dedi. “Araştırmacılar ilk kez bakteri, mantar, bitki ve hayvanlarda aynı temel taşıma mekanizmasını araştırmak için kimyasal bir araca sahip; bu da bir sistemdeki keşiflerin diğer sistemdeki çalışmalara ışık tutmasını sağlıyor.”

MKV3, herhangi bir tıbbi uygulama için değerlendirilmeden önce ek testler gerektirecek erken aşamadaki bir keşif olmaya devam ediyor. Ancak araştırmacılar, bu temel bakır taşıma sistemini hedef alabilecek ilk bileşiğin belirlenmesinin tıp, tarım ve temel biyoloji alanlarında gelecekteki keşifler için bir temel oluşturduğunu söylüyor.