Araştırmacılar, özellikle yetişkin kalp hücrelerinin farklı bir hücre durumuna dönüştürülmesi için gereken moleküler geçişlerin neden zorlandığını anlamaya odaklandı. Miyokard enfarktüsü gibi durumlarda kalp dokusunda hasar oluşurken, deri gibi bazı dokulara kıyasla yetişkin kalbin kendi kendini yenileme kapasitesi belirgin şekilde sınırlı. Bu fark, rejeneratif tıp yaklaşımlarının kalp dokusunda daha büyük zorluklarla karşılaşmasına neden oluyor. Hücre reprogramlama denemelerinde, hedef hücrelerin yeni bir kimliğe geçiş yapabilmesi için genetik düzenleme ağlarının ve kromatin erişilebilirliğinin yeniden şekillenmesi gerekirken, olgun kardiyak hücrelerin bu değişimlere karşı direnç gösterdiği biliniyor.

Çalışmada, Sanford Burnham Prebys Tıbbi Keşif Enstitüsü ve Johns Hopkins Üniversitesi iş birliğiyle, bu dirençte rol oynayabilecek “glikozilasyon” ilişkili enzim mekanizmaları incelendi. Glikozilasyon, proteinlerin yüzeyinde veya iç bölgelerinde şeker gruplarıyla yapılan kimyasal düzenlemeleri ifade eder. Araştırmanın odağında ise karbonhidrat sülfotransferazlar yer alıyor. Bu enzim sınıfının proteinlere sülfat benzeri kimyasal grupları ekleyerek hücresel sinyal ağlarını ve hücre davranışlarını etkileyebileceği düşünülüyor.

Bu biyokimyasal yolak içinde özellikle CHST7 öne çıktı. Hem fare hem de insan hücrelerinden elde edilen deneysel bulgularda CHST7’nin, terapötik amaçlarla yapılan hücre reprogramlama girişimlerine karşı güçlü bir bariyer oluşturduğu gözlendi. Başka bir ifadeyle, hedef hücre kimliğini değiştirmeyi amaçlayan programların ilerlemesini zorlaştıran; hücreyi mevcut durumunda tutan bir mekanizma olabileceği anlaşıldı.

Çalışmanın mekanistik kısmı, CHST7’nin yalnızca “bir marker” olarak görülmediğini; reprogramlama sürecinin gerekli geçişlerini fiilen engelleyen bir rol üstlendiğini gösteriyor. Araştırmacılar, hücrelerin kimliğini koruyan glikozilasyon temelli sinyal düzenlemelerinin, reprogramlama için gereken moleküler basamaklarla etkileşime girebildiğini vurguluyor. Bu noktada glikozilasyonun, hücrelerin yüzey reseptörleri ve hücresel sinyal iletimi üzerinden transkripsiyonel programları etkileyebileceği fikri, çalışma kapsamındaki bulgularla uyumlu biçimde ele alınıyor.

İlginç bir şekilde, araştırmada kalp dokusu reprogramlama ile ilişkilendirilen bazı moleküler bileşenlerin de değerlendirilmesi dikkat çekiyor. Bu bileşenler arasında CD44 ile ilişkili hücresel plastisite sinyallerinin, bazı transkripsiyon faktörleri ve kromatin erişilebilirliğiyle bağlantılı süreçlerin bulunduğu belirtiliyor. CHST7’nin bu ağlarla nasıl kesiştiği, reprogramlama bariyerinin biyolojik “düğüm noktası” olabileceğine işaret ediyor.

Bu bulgular, kalp rejenerasyonu alanında stratejilerin daha rafine hale getirilebileceğine dair erken bir yol haritası sunuyor. Zira günümüze kadar reprogramlama zorlukları sıkça “genel olgunluk direnci” şeklinde yorumlanmış olsa da, burada glikozilasyon kökenli özgül bir bariyerin tanımlanması, yaklaşımı daha hedefli hale getirme potansiyeli taşıyor. Yine de araştırmanın kapsamı, hücresel ve deneysel düzeydeki mekanizmayı aydınlatmaya odaklanıyor; klinik uygulamalara doğrudan geçişin hızını veya sonuçların kesinliğini göstermez.

Bilim insanları için bir sonraki adım, CHST7’nin biyolojik etkisinin hangi düzeylerde ve hangi hücresel devreler aracılığıyla gerçekleştiğini daha ayrıntılı ortaya koymak ve reprogramlama bariyerinin ortadan kaldırılmasının kalp hücreleri üzerindeki diğer etkilerini değerlendirmek olacak. Yetişkin kalp hücrelerini daha “esnek” kılmanın, yalnızca tek bir bariyerin aşılmasıyla mı yoksa çok katmanlı bir müdahale gerektiren çoklu bir problem olarak mı şekilleneceği, önümüzdeki çalışmaların belirleyeceği kritik bir soru.

Kaynak: https://scienmag.com/scientists-break-barriers-to-regenerating-damaged-heart-tissue/