Fibrinojen keşfi yaraların nasıl iyileştiğine dair anlayışı yeniden şekillendiriyor

Bilim insanları, kanın pıhtılaşmasını sağlayan temel protein fibrinojenin havayla temas ettiğinde nasıl davranacağını yeniden tanımlayarak, yara iyileşmesi konusunda yirmi yıldır var olan bilimsel fikir birliğini altüst etti. Bu, Manchester Üniversitesi’nden Dr. Richard Campbell, İspanya’daki Santiago de Compostela Üniversitesi’nden Profesör Juan Ruso ve Şili’deki Metropolitan Teknoloji Üniversitesi’nden Dr. Natalia Hassan’ın on yılı aşkın uluslararası işbirliğinin sonucudur.

Keşif, hemofili gibi pıhtılaşma bozukluklarının tedavisi veya varfarin gibi kan inceltici ilaçlar alan hastalara sağlık bakımı sağlanması konusunda geniş kapsamlı çıkarımlara sahip olabilir; çünkü kan yüzeyinde oluşan kabuklar, yaraları kapatmak ve bölgeleri enfeksiyondan uzak tutmak için hayati öneme sahiptir.

Bu aynı zamanda, fibrinojenin nefes alma sırasında hava yollarını açık tutan yağlı tabakayı bozması nedeniyle, akut solunum sıkıntısı sendromunda (ARDS) bir akciğerin nasıl çökebileceğini de açıklayabilir.

Sensörler proteinlerin bu yüzeyleri nasıl bozduğunu anlamaya dayandığından, insanların kanlarının nasıl performans gösterdiğini izlemelerine olanak tanıyan biyosensörlerin tasarımını da dönüştürebilir.

Uzun zamandır ayakta kalan model devrildi

20 yılı aşkın bir süredir bu alan, fibrinojen için, uzun protein moleküllerinin ilk başta yüzeyde düz durduğu ve daha sonra daha fazlası geldikçe dik bir şekilde eğildiği “tek eğimli katman” modeline güveniyordu.

Ancak dergide yayınlanan yeni çalışma Amerikan Kimya Derneği Dergisikıyaslama modelinin fibrinojenin düz kaldığını ve kağıt yaprakları gibi istiflenen birden fazla katman oluşturduğunu gözden kaçırdığını gösteriyor. Daha fazla molekül geldikçe bu katmanlar daha kalın ve daha eksiksiz hale gelir.

Bu yeni bilgi, uzun protein moleküllerinin kan yüzeyinde nasıl sıralandığını açıklamaya yardımcı oluyor; burada fibrin adı verilen lifler, yarayı kapatan, kan yüzeyindeki sıvının buharlaşması sırasında oluşan katı bir film olan kabuğun temelini oluşturur.

Nötron reflektometrisinden elde edilen kanıtlar

Bilim adamları, Campbell’in daha önce bulunduğu Fransa’daki Institut Laue-Langevin’de (ILL) nötron reflektometrisi adı verilen gelişmiş bir teknik kullandılar.

Ekip, bu davranışın çok çeşitli konsantrasyonlarda ve çok farklı çözüm koşullarında geçerli olduğunu gösterdi; bu da mekanizmanın nadir görülen bir tuhaflık değil, havayla temas ettiğinde fibrinojenin evrensel bir özelliği olduğunu gösterdi.

Baş araştırmacı Campbell şöyle açıkladı: “Moleküllerin doğada nasıl davrandığına ilişkin yerleşik bir modele meydan okumak asla kolay değildir.

“Ancak ILL araştırma tesisindeki FIGARO cihazında gelişmiş nötron reflektometri tekniğini kullanarak, bu protein yüzeylerinin yapısını bilim adamlarının daha önce gördüklerinden daha ayrıntılı olarak görebildik.

“Geçmişte kaydedilen laboratuvar verileri ‘tek eğimli katman’ modeli konseptiyle uyumlu olsa da, yeni verilerimiz çoklu katmanlamanın temelde farklı bir çalışma şekli olduğunu gösteriyor.”

Pandemi çalışmalarından akciğer hastalığına

Dr. Glenn Coope, eski bir Ph.D. Şu anda İsveç’teki Lund Üniversitesi’nde bulunan Manchester Üniversitesi öğrencisi şunları söyledi: “COVID-19 salgını ortaya çıktığında, evden çalışırken fibrinojenin sıvı yüzeylerde nasıl toplandığına ilişkin yapısal verileri analiz etmek için zaman harcadım.

“Daha sonra üniversitede çalışmaya döndükten sonra ek deneysel yöntemler uyguladım.

“Neredeyse artık tam bir döngü anımız var gibi, çünkü bulgularımız bilim adamlarının, pandemi sırasında trajik bir şekilde pek çok kişinin hayatına mal olan bir durum olan ARDS’den muzdarip hastaların akciğerlerindeki fibrinojenin davranışını daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.”

Campbell şunları ekledi: “Keşifimiz, fibrinojenin protein açısından zengin bir bölgede kanamayı durdurmak için çalıştığı açık bir yaranın yüzeyinde kabukların nasıl oluştuğuna yeni bir ışık tutuyor.

“Sıvı yüzeylerdeki fibrinojenin yapısının daha iyi anlaşılması, yalnızca yaraları iyileşmeyi reddeden hastalar için yeni ve daha iyi tedavilerin araştırılmasına yardımcı olabilir.”