Su Ayısı ‘Biyostaz’ Mekanizması İnsan Uzun Ömürünü Artırmanın Anahtarını Barındırabilir

Biyostaz ve dayanıklı su ayıları

Araştırmacılar, farklı canlıların stres direnci ve yenilenme özelliklerinden yararlanmanın yollarını inceliyor. Ancak köpek balıkları kansere tamamen dirençli değildir; denizanasının yaşam döngüsü veya hayvanlardaki kalori kısıtlaması sonuçları da insanlarda ölümsüzlük ya da daha uzun yaşam kanıtı sayılmaz.

Tardigradlar, su ayıları olarak da bilinen çok küçük omurgasızlardır. Çoğu bir milimetreden küçüktür ve su içeren çok farklı ortamlarda yaşar. Tür sayısı yeni tanımlamalarla değişir.

Kaynak: Britannica

Bazı tardigradlar, olumsuz koşullarda metabolik etkinliklerini büyük ölçüde azaltarak kriptobiyoz durumuna geçebilir. Kuruma sırasında oluşan büzülmüş biçime “tun” denir. Dayanıklılık tür ve deney koşullarına bağlıdır.

Bu durum bazı türlerin uzun süre susuzluğa dayanmasına yardımcı olur. Her bireyin her koşulda yıllarca yaşayacağı anlamına gelmez.

Aşırı sıcaklık, vakum ve oksijensizlik deneylerinde hayatta kalma bildirilmiştir. Ancak farklı tür ve durumlarda elde edilen süre ve sıcaklıkları tek bir canlının sınırsız dayanıklılığı gibi birleştirmek doğru değildir.

Bu mekanizmaların anlaşılması biyolojik malzemelerin korunmasına katkı sağlayabilir. İnsanlarda güvenli biyostaz veya yaşam süresi artışı ise bu hayvan deneylerinden çıkarılamaz.

Biyostaz Proteinleri

Wyoming Üniversitesi araştırmacıları Silvia Sanchez-Martinez ve Thomas Boothby’nin yer aldığı ekip, CAHS adı verilen sitoplazmik, bol bulunan ve ısıda çözünebilen tardigrad proteinlerini inceledi.

Çalışma, ”Bir tardigrad proteininin geri dönüşümlü birleşmesi biyostazı tetikliyor” başlığıyla yayımlandı. Buradaki “labile assembly”, “laboratuvar montajı” değil, kolayca değişebilen ve geri dönüşümlü moleküler birleşme anlamına gelir.

Aynı araştırma alanındaki önceki çalışmalar, bazı tardigrad proteinlerinin pıhtılaşma faktörü VIII gibi hassas biyomoleküllerin korunmasına yardımcı olabileceğini göstermişti. Bu, onaylı bir oda sıcaklığında saklama ürününün bütün gerekliliklerinin karşılandığı anlamına gelmez.

Biyostaz Proteinlerini Anlamak

Araştırmacılar CAHS D proteininin hangi bölgelerinin birleşme ve koruyucu işlev için önemli olduğunu ve bu süreçlerin nasıl bağlantılı olduğunu araştırdı.

Protein, belirli koşullarda jel benzeri yapılar oluşturabilir ve koşullar değiştiğinde yeniden dağılabilir. Bu özellik, kuruma sırasında hücresel ortamın korunmasına katkıda bulunabilir.

Çalışma, proteinin uç bölgeleri ile bunları bağlayan orta bölgenin farklı rollerini ve moleküller arası etkileşimlerini inceledi. Tek bir sabit üç boyutlu şekil bütün davranışı açıklamaz.

Kaynak: Protein Science

Uç bölgelerdeki β-tabaka etkileşimleri ve diğer yapısal özellikler daha büyük birleşimlerin oluşumunda rol oynar. Bulgular incelenen protein ve koşullarla sınırlıdır.

Kaynak: Protein Science

Hücre içindeki birleşmeler metabolik süreçleri yavaşlatabilir. Deneyler bu yavaşlama ile stres dayanıklılığı arasında bağlantı gösterdi; tardigradların bütün koruyucu mekanizmalarını yalnızca bu etkiye indirgemek doğru değildir.

Kaynak: Protein Science

Tardigradların Biyostaz Yoluyla Dayanıklılığını İnsanlara Uygulamak

İnsan Hücrelerinde CAHS Proteinleri

Araştırmacılar laboratuvarda yetiştirilen insan hücrelerine CAHS proteini ürettirdi. Bu hücrelerde ozmotik stres karşısında daha yüksek sağkalım gözlendi.

Kaynak: Protein Science

Proteinin birleşme özelliklerini değiştiren varyantlarla yapılan deneyler, bu özelliklerin hücresel korumadaki rolünü destekledi.

İnsan hücre kültüründeki metabolik yavaşlama geri dönüşümlüydü. Bu sonuç bütün insanlarda biyostaz uygulandığı veya güvenli biçimde geri çevrildiği anlamına gelmez.

Yaşlanma Karşıtı Uygulamalar

Yaşlanma, metabolizma ve oksidatif stres dahil birçok süreçle ilişkilidir. Metabolizmayı yavaşlatmak tek başına yaşlanmanın önlenmesini sağlamaz.

Kalori kısıtlaması bazı deney canlılarında yaşam süresini etkiler, ancak sonuçlar tür, beslenme ve koşullara göre değişir; insanlarda aynı yarar garanti değildir.

CAHS proteinleri hücresel stres araştırmaları için bir araç olabilir. Bu çalışma insanlarda yaşam süresini uzattıklarını veya yaşlanmayı tedavi ettiklerini göstermedi.

Biyoteknoloji Uygulamaları

Tıp

Olası uygulamalar arasında biyomoleküllerin ve hücresel ürünlerin saklanması bulunur. mRNA ürünleri, hücre tedavileri veya başka malzemeler için her formülün etkinliği ve güvenliği ayrı ayrı incelenmelidir. Soğuk zincirin her durumda gereksizleşeceği söylenemez.

Tarım

CAHS proteinlerinin kuruma stresindeki rolü bitkiler için de araştırılabilir. Hayvan hücrelerinde gözlenen koruma doğrudan tarımsal kuraklık dayanıklılığına eşit değildir. İklim değişikliğinin tarım üzerindeki etkileri bu araştırmayı önemli kılabilir.

İlgili araştırma alanlarında çalışan şirketler

1. MeiraGTx Holdings

MeiraGTx (MGTX ) çeşitli hastalıklar için gen tedavileri geliştiren bir şirkettir. AAV vektörleri genetik materyalin hücrelere taşınmasında kullanılır. Şirketi genel bir yaşlanma tedavisi üreticisi olarak tanımlamak doğru değildir.

Farklı AAV kapsidleri farklı hücrelere ulaşma özellikleri gösterebilir. Hedefleme başarısı ve güvenlik her vektör ve uygulama için ayrıca değerlendirilir.

Şirket ayrıca gen ifadesinin küçük moleküllerle kontrol edilmesini amaçlayan riboswitch teknolojisini araştırıyor. Bu, her hastada sınırsız ve kusursuz açma-kapama kontrolünün kanıtlandığı anlamına gelmez.

Araştırma alanları arasında göz hastalıkları, Parkinson dahil nörolojik hastalıklar ve tükürük bezi hastalıkları bulunur.

Aralık 2023’te MeiraGTx, Janssen ile 415 milyon dolara kadar potansiyel ödeme içeren bir varlık satış anlaşması yaptı. X’e bağlı retinitis pigmentosa programına ilişkin anlaşma, 65 milyon dolar başlangıç ödemesi dahil belirli ödemeler ve koşullu kilometre taşları içeriyordu; toplam tutar peşin alınmış gelir değildir.

Kaynak: MeiraGTX

Gen ifadesinin kontrolü gelecekte farklı tedaviler için yararlı olabilir, ancak bu CAHS proteinlerinin insanlarda güvenli kullanıldığını göstermez.

Belirli dokularda CAHS ifadesini kontrol etme fikri varsayımsaldır. MeiraGTx’in bu araştırmayı klinik bir CAHS veya yaşlanma tedavisine dönüştürdüğü gösterilmemiştir.

2. Lineage Cell Therapeutics

Lineage, pluripotent hücrelerin belirli hücre tiplerine farklılaştırılmasına dayanan hücre tedavileri geliştiriyor. Çok sayıda hücre tipi üretme kapasitesi, bunların hepsinin onaylı ürün olduğu anlamına gelmez.

Klinik ve klinik öncesi programların aşamaları zamanla değişir. Erken çalışmaların başarıları kesin tedavi etkisinden ayrılmalıdır.

Kaynak: Lineage

Genentech ile geliştirilen OpRegen, yaşa bağlı makula dejenerasyonuna ikincil coğrafi atrofi için araştırılan bir retina pigment epitel hücresi tedavisidir. Anlaşmada 50 milyon dolar başlangıç ödemesi ve 620 milyon dolara kadar koşullu kilometre taşı ödemeleri bulunuyordu. Küçük erken çalışma bulguları bütün hastalarda retina yenilenmesinin kanıtı değildir.

OPC1, omurilik yaralanmaları için oligodendrosit öncü hücrelerini araştıran bir programdır. Erken gözlemler umut verici olabilir, fakat kontrol grubu ve uygun çalışma tasarımı olmadan iyileşmenin tedaviden kaynaklandığı kesinleştirilemez.

Kaynak: Lineage

“İçemiyor, kendimi besleyemiyor, mesaj yazamıyor, neredeyse hiçbir şey yapamıyordum. Yaşamıyordum; yalnızca var oluyordum.” – Kris Boesen, OPC1 çalışması katılımcısı.

CAHS ile hücre dayanıklılığını artırmak, gelecekte hücre saklama veya üretim süreçleri için araştırılabilir. Lineage Cell Therapeutics (LCTX ) tarafından böyle bir klinik ürünün geliştirildiği bu çalışmada gösterilmedi.

3. Bayer Crop Science

Bayer’in Crop Science bölümü tohumlar, bitki özellikleri ve bitki koruma ürünleri üzerinde çalışır. Grubun ilaç bölümünün yanı sıra tüketici sağlığı faaliyetleri de vardır.

Kaynak: Bayer

Bitki koruma portföyü herbisit, fungisit ve insektisitleri içerir. Verim katkısı ürüne, bölgeye ve koşullara bağlıdır; tek bir küresel yüzde bütün uygulamalar için geçerli değildir.

Şirket bitki ıslahı ve tarımsal biyoteknoloji üzerinde de araştırma yürütür.

Herbisit toleransı veya başka özellikler bazı üretim koşullarında yararlı olabilir. Çevresel etkinin azalması ise ürün, kullanım şekli ve karşılaştırılan sisteme bağlıdır.

Kuraklık önemli tarımsal kayıplara yol açar. Belirli bir dolar tutarı kullanılırken bölge, dönem ve hesaplama yöntemi belirtilmelidir.

CAHS proteinlerinin bitkilerde güvenli ve etkili koruma sağladığı gösterilirse, bu yeni araştırmalara yol açabilir. Bu fikir, Bayer’in mevcut genetiği değiştirilmiş bitkileri veya gen düzenleme araştırmaları ile aynı ölçüde olgunlaşmış bir ürün değildir.