SARS-CoV koronavirüsünün küresel bir salgın tehdidi sergilemesinden bu yana 17 yıl geçti. Enfeksiyon salgınlarını kontrol altına almayı amaçlayan hızlı müdahaleler sayesinde, dünya nüfusu en kötüsünden kurtuldu.
Fakat bu sefer o kadar şanslı değiliz. SARS-CoV-2‘yi selefine göre bu kadar fazla bulaşıcı hale getiren şeyin tam olarak ne olduğu, artık çözmeye bir adım daha yaklaştığımız bir soru. Araştırmacılar yaptıkları yeni çalışmada, virüsün hücrelerimize girmede kullandığı başka bir yolu daha ortaya çıkarmışlar.
Almanya’daki Münih Teknik Üniversitesi ile Finlandiya’daki Helsinki Üniversitesi’nde çalışan araştırmacıların önderliğinde yürütülen çalışmada, nöropilin-1 adı verilen bir almacın (reseptör), koronavirüse dokularımıza bulaşırken yardım ettiği keşfedilmiş.
Bu özel protein, burun boşluğunu kaplayan hücrelerde nispeten bol miktarda bulunuyor. Bu sayede virüsün hücrelerimize yerleşmesi, çoğalması ve daha sonra yeni bir konağa yayılması daha kolay hale geliyor.
Bu yılın başlarında anjiyotensin dönüştürücü enzimi 2 (ACE2) adı verilen bir almacın, koronavirüsün hücre yüzeylerine bağlanmasına yardım ettiği ve Tip 2 transmembran serin protazı (TMPRSS2) adlı bir enzimin ise virüsün giriş yapmasında önemli olduğu keşfedilmişti.
Bu tip moleküler maymuncuklar, her iki SARS koronavirüsünün de akciğerlerimizi kaplayan dokudan, sindirim sistemimize kadar vücutlarımızda bulunan geniş bir doku çeşitliliğine neden bu kadar zarar verdiğini çok iyi açıklıyor.
Fakat virüslerden birinin niçin diğerine kıyasla daha iyi yayıldığını söylemiyor.
Helsinki Üniversitesi’nde virüsbilimci olan Ravi Ojha, şöyle söylüyor: “Çalışmamızın başlangıç noktası, 2003 yılında çok daha ufak bir salgına yol açan SARS-CoV koronavirüsü ile SARS-CoV-2’nin; aynı ana reseptör ACE2’yi kullanıyor olsalar bile neden böyle farklı bir şekilde yayıldığı sorusuydu”
Bulmacanın önemli parçalarından biri, bu iki virüs genomu karşılaştırıldığı zaman ortaya çıkmış: SARS-CoV-2, diğer fena patojenlerin konak dokulara tutunmak için kullandıklarından farklı olmayan; dikenli bir ‘çengel’ dizisi üretmekten sorumlu dizilimler kazanmış.
Kendisi de Helsinki Üniversitesi’nde virüsbilimci olan Olli Vapalahti şöyle aktarıyor: “Eski akrabasıyla karşılaştırıldığı zaman yeni koronavirüs, yüzey proteinlerinde ‘fazladan bir parça’ kazanmış ki bunlar; Ebola, HIV ve diğer virüslerin yanısıra yüksek oranda patojenik kuş gribi soyları gibi insanları mahveden pek çok virüsün dikenlerinde de bulunuyor”
“Bu durumun, bizi cevaba ulaştırabileceğini düşündük. Peki nasıl?”
Dünya genelindeki meslektaşlarına danışan araştırmacılar, yaygın bir etmen olarak nöropilin-1’e yoğunlaşmışlar.
Genel olarak bu almaç, özellikle sinirler arasında olmak üzere doku gelişiminde önem taşıyan büyüme faktörlerine cevap verilmesinde rol oynuyor. Fakat pek çok virüs için bu almaç, konak hücrelere zorla girecek kadar uzun süre tutunmada kullanışlı bir araç.
SARS-CoV-2 parçacıklarını kaplayan yüzey dikenlerinin elektron mikroskobunda çekilen görüntüleri, bu almaç ile kesinlikle bir ilişki potansiyeli olduğunu işaret etmiş.
Araştırmacılar bunu doğrulamak için, sıradan nöropilin-1 erişimini engellemesi amacıyla özel olarak seçilen; fakat değiştirilip biraz farklı bir yapı kazandırılan mutant çeşitlere erişimi etkilemeyen monoklonal antikorlardan faydalanmışlar.
Beklendiği gibi, SARS-CoV-2 proteinleri barındıran ‘sahte virüsler’ (sonrasında meydana gelen çoğalma meselesi olmadan, virüslerin hücrelere girişini izlemek için harika bir yöntem), nöropilin-1 engellendiği zaman hücreye girerken çok daha zorlanmışlar.
“Eğer ACE2’yi hücreye girişte bir kapı kilidi olarak düşünürseniz, o halde nöropilin-1 de virüsü kapıya yönlendiren bir etmen olur” diyor Balistreri.
“ACE2, çoğu hücrede çok düşük seviyelerde ifade ediliyor. Bu yüzden virüs, kolay kolay girecek kapı bulamıyor. Nöropilin-1 gibi diğer etmenler, virüsün kapıyı bulmasına yardım edebilir.”
Nöropilin-1’in, burun boşluğu içerisindeki sinir dokularında büyük miktarlarda ifade edilmesi sebebiyle, virüslü bir damlacığı burnumuza çektiğimiz anda SARS-CoV-2’nin önüne kırmızı bir halı serildiğini düşünebiliriz.
Vefat etmiş COVID-19 hastalarından alınan ve nöropilin-1 ifade eden doku örneklerine yakından bakılınca, şüpheler artmış. Farelerin yer aldığı bir deney, virüsün sinir sistemimize girişine yardım etmede almacın rolünün onaylanmasına yardımcı olmuş.
Bu durum, SARS-CoV-2 enfeksiyonlarının beynin işlevi üzerinde neden böylesi travmatik bir etki oluşturabildiğini açıklamaya yardımcı olur mu? Bu soru gelecekteki araştırmalara kalıyor.
Münih Teknik Üniversitesi’nde çalışan sinirbilimci Mika Simons şöyle söylüyor: “Nöropilin-1’in, en azından bizim deneylerimizdeki koşullar altında beyne taşınmayı desteklediğini belirleyebildik. Fakat bunun SARS-CoV-2 için de geçerli olup olmadığına karar veremiyoruz. Bu güzergâhın, çoğu hastada bağışıklık sistemi tarafından baskılanıyor olması çok muhtemel.”
İçimizden, yeni tip antivirüs ilaçlarının ufukta olduğunu düşünmek geliyor. SARS-CoV-2 her ne kadar suç kabiliyetlerini hızla ortaya çıkarsa da, hücre almaçlarını kapatmak muhtemelen sağlığımız için iyi olmaz.
Fakat bu durum, keşfin fırsat barındırmadığı anlamına gelmiyor.
“Şu an laboratuvarımız, virüs ile nöropilin arasındaki bağlantıyı kesmek üzere özel olarak tasarladığımız yeni moleküllerin etkisini test ediyor” diyor Balistreri.
“Ön sonuçlar çok umut verici. Yakın gelecekte ise canlı organizmalar üzerinde doğrulama yapmayı umuyoruz.”
Araştırma Science bülteninde yayımlandı.
Yazar: Mike McRae/ScienceAlert. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
