Potansiyel Diyabet Terapisi: Kan Şekerini Kontrol Eden Mühendislik

Diyabetik farelerde glukozu algılamak ve insülin salımı olan hiperglisemiyi önlemek için
programlanan hücreler.
Glikoza yanıt olarak hücrelerin insülin üretmesini programlamak için
biyomühendisler üç protein kullandı. Glikoz taşıyıcılar , şekeri hücrelere
yönlendirir ve burada adenozin trifosfat (ATP) üretmek üzere metabolize olur.
Artan ATP seviyeleri, potasyum iyonlarını hücreden çıkaran potasyum iyonu
kanallarını kapatır. Bu akışı durdurmak, hücre zarındaki voltajı değiştirir ve bu da
voltaj kapılı kalsiyum iyonu kanallarını etkinleştirir. Kalsiyum iyonları hücrenin
içine akar ve insülin geni ifadesini tetikler.
Tip 1 diyabetli insanlar günde birkaç kez kendilerine insülin enjekte etmelidir. Çünkü
bağışıklık sistemi sağlıklı bir kan şekeri seviyesini korumak için insülin salgılayan
pankreasdaki hücreleri yok eder.
Biyomühendislerden oluşan bir ekip bu hücrelerin, bu tür enjeksiyonlara alternatif
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
olabileceğini bildiriyor. Araştırmacılar insan böbrek hücrelerini pancreatic β hücreleri gibi
davranmaları için, yani kan glikoz düzeylerini algılamak ve buna göre insülin üretmek üzere
tasarladılar. Tip 1 diyabetli farelere implante edildiğinde, hücreler hiperglisemi olarak da
bilinen yüksek kan şekeri seviyelerini engeller.
“ Şu anda, diyabet hastalarının hastalıklarıyla baş etmeye çalıştıklarında, kan
şekeri seviyelerini ölçmelerini ve sonra bir hormon enjekte etmelerini sağlıyoruz”
diyen Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden Martin Fussenegger,” Hücreler her
ne kadar bu işe yarasa da dozun doğru hale getirilmesi zor olabilir, yeni bir hastalık
tedavisi kavramına öncülük ettik.” açıklamasını yaptı.
Bilim adamları, diyabetik hastalarda β hücrelerini geri yükleme yolları üzerinde çalışıyor.
Örneğin, doktorlar, β hücreleri içeren adacık hücrelerini hastalara naklettikleri terapileri
test ettiler. Ve diğer araştırmacılar, transplantasyon için kök hücrelerden β hücreleri
türetmeye çalıştılar. Fussenegger, bu potansiyel terapilerin tümünün de aynı sorunun
üstesinden geldiğini söylüyor: Bağışıklık sisteminin sonunda yok edeceği hücreleri
içeriyorlar. “Β hücreleri çok sağlam hücreler değildir; Bu yüzden şeker hastalığımız var,
“diyor.
Bu nedenle, Fussenegger ve meslektaşları, insan embriyonik böbrek (HEK) hücresinin daha
kalıcı bir hücre türünü, hassas β hücreleri gibi davranmaya karar verdiler. Bunu yapmak için
pankreatik hücrelerin kan şekeri seviyelerine tepki vermesine izin veren hücresel devreleri
çoğaltırlar.
Temel olarak, β hücreleri membranlarında oturan üç tip protein yardımıyla glikoz
seviyelerini düzenler: glukoz taşıyıcıları, potasyum kanalları ve voltaj kapılı kalsiyum
kanalları. Glikoz, glikoz taşıyıcıları vasıtasıyla β hücrelerine girer. Hücreler daha sonra
glikozu metabolize ederek adenosin trifosfat (ATP) üretirler. ATP seviyeleri arttıkça
potasyum kanalları kapanarak potasyum iyonlarının hücre dışına akmasını durdururlar. Bu,
hücre zarındaki voltajı değiştirir ve bu da voltaj kapılı kalsiyum iyonu kanallarını
etkinleştirir. Kalsiyum iyonları daha sonra hücrenin içine akar ve insülin üretimini tetikleyen
gen ekspresyon yollarını açar.
HEK hücrelerinin zaten bir glikoz taşıyıcı ve bir potasyum kanalı var, bu nedenle
Fussenegger ve arkadaşları, hücreleri kalsiyum kanalını ifade etmek için ve insülin üretimi
için kalsiyuma bağımlı bir gen devresinde mühendislik yapmak zorunda kalmışlardı.
Ortaya çıkan hücreleri test etmek için ekip onları aljinat boncuklar halinde kapsülledi ve β
hücreleri kimyasal olarak yok edilmiş farelere implante etti. Hayvanlar, üç haftalık deney
boyunca hayatta kalırken, işe mühendis olmayan hücreler alan fareler birkaç gün sonra
öldüler ve β hücresi taklidlerinin ölümcül olan insülin eksikliğini geri döndürebileceğini
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
gösterdiler. İşlenmiş hücreler, normal glukoz seviyelerini implante edilen insan adacık
hücrelerinden daha hızlı geri kazandırdı.
King’s College’daki diyabet ve metabolizma profesörü John Pickup, “Klinisyenler ve
diyabetliler, bu yeni araştırmayla ve pankreas adacık hücrelerinden türetilmemiş
mühendislik glukozuna cevap veren insülin salgılayan hücrelerin genel görüşüyle ​heyecanlı
olacak” diyor. Londra. Adlet hücresi tabanlı tedavilerin, yüksek maliyetler ve gerekli
bağışıklık baskılayan ilaçlardan kaynaklanan yan etkiler de dahil olmak üzere birçok
dezavantaja sahip olduğunu söylüyor.
Yine de, Pickup bu yeni stratejinin erken aşamalarında olduğunu söylüyor. Örneğin,
mühendislik hücrelerinden insülin salınımının kinetiği, β hücrelerini daha iyi taklit etmek
için daha fazla ayarlamaya ihtiyaç duyar. Doktor, implante edilen hücrelerin, hormonun bir
kişinin gün boyunca yaşadığı tipik kan şekeri dalgalanmalarını takip edecek kadar hızlı
serbest bırakmadığını belirtti.
Fussenegger, ekibinin hücresel devrenin işlevini ve hücrelerin sağlamlığını geliştirmeye
çalıştıklarını söyledi.
Kaynak : acs.org
Haberi Çeviren : Zehra Oruç
Üniversite : Mersin Üniversitesi (Lisans Öğrencisi)
Bölüm : Kimya Mühendisliği
Mail : [email protected]
Not : Haberlerin dergi yönetimi ile çevirene haber verilmeksizin yayınlanması,
kopyalanması, kendi web sitenize eklenmesi kesinlikle yasaktır. Bir yerde yayınlamayı
düşünenler [email protected] adresine ve de haberi çeviren
arkadaşımıza mail atarak durumu belirtmeleri gerekmektedir.
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.