Hastalık yapan mikropları kontrol altında tutmak için, vücudumuzda sürekli yüksek ölçüde karmaşık süreçler meydana geliyor: Bağışıklık sistemimizin T hücreleri, sürekli antijen aramakla meşgul. Bu şüpheli moleküller, T hücrelerinin belli almaçlarına tıpkı bir anahtarın kilide uyması gibi oturuyor. Bu durum T hücresini faaliyete geçiriyor ve bağışıklık sisteminin savunma mekanizmaları harekete geçiyor.
Bu sürecin moleküler seviyede nasıl meydana geldiği halen çok iyi anlaşılmış değil. Fakat açık olan bir şey varsa, o da antijenlerin T hücresine kenetlenmesinde kimyanın rol oynadığı kadar; mikro kimyasal etkilerin de önem taşıması. Hücre yüzeyindeki mikrometre altı yapılar, mikroskobik gergi yayları gibi davranıyor. Bunun sonucunda meydana gelen ufak kuvvetler, antijenlerin tanınmasında çok önemli olabilir. Viyana Teknoloji Üniversitesi’nde, yüksek ölçüde gelişmiş mikroskobi yöntemleri yardımıyla bu kuvvetleri doğrudan gözlemlemek artık mümkün. Viyana Teknoloji Üniversitesi, Berlin Humbold Üniversitesi, Zürih Teknoloji Enstitüsü ile Viyana Tıp Üniversitesi’nin ortaklaşa çalışması sayesinde ortaya çıkan bulgular, Nano Letters bilim bülteninde yayımlandı.
Biz insanların duyusal organları, fizik kanunları bakımından tamamen farklı şekillerde çalışıyor. Koklayabiliyoruz, yani maddeleri kimyasal olarak tespit edebiliyoruz; dokunabiliyoruz, yani nesneleri bize sundukları mekanik dirence göre sınıflandırabiliyoruz. T hücrelerinde de benzer şeyler oluyor: Bu hücreler, belirli moleküllerin özgün yapılarını tanıyabiliyorlar fakat antijenleri mekanik bir şekilde de “hissedebiliyorlar”.
Viyana Teknoloji Üniversitesi Uygulamalı Fizik Enstitüsü’nde biyofizik çalışma grubu başkanı olan Prof. Gerhard Schütz, “T hücreleri, mikrovili adı verilen ve küçük kıllara benzeyen ufak yapılara sahip” diyor. Yapılan deneylerin gösterdiği üzere, bu mikrovililer bir cisimle temasa geçtiğinde kayda değer etkiler ortaya çıkabiliyor: Mikrovili, bükülen bir parmağın kalemi tutmasına benzer şekilde cismi kuşatıyor. Hatta sonradan genişleyebiliyor ve bu sayede parmak benzeri bu çıkıntı, nihayetinde uzamış bir silindir haline gelerek cismi ters çeviriyor.
“Bu süreçte, bir nanonewton’dan küçük ölçekteki ufak kuvvetler ortaya çıkıyor” diyor Gerhard Schütz. Bir nanonewton, bir milimetrenin yirmide biri çapına sahip bir su damlasının uygulayacağı ağırlık kuvvetine hemen hemen eşit.
Hidrojelde kuvvet ölçümü
Böylesi küçük kuvvetleri ölçmek kolay değil. “Hücreyi, özel olarak geliştirilmiş bir jeldeki ufak test boncuklarına yerleştirerek başarıya ulaştık. Bu boncuklar, yüzeylerinde T hücrelerinin tepki verdiği moleküller taşıyor” diye açıklıyor Gerhard Schütz. “Eğer jelimizin bu boncuklara uyguladığı direnci bilirsek ve boncukların, T hücresinin yakın çevresinde tam olarak ne kadar uzağa hareket ettiğini ölçersek; T hücresi ile boncuklar arasında faaliyet gösteren kuvveti hesaplayabiliyoruz.”
Bu küçük kuvvetler ve mikrovilinin davranışı, muhtemelen moleküllerin tanınması ve dolayısıyla bir bağışıklık cevabının tetiklenmesi açısından önem taşıyor. “Proteinler gibi biyomoleküllerin, mekanik kuvvetlerce deforme oldukları veya bağlar sadece çekildiği zaman farklı davranış sergilediklerini biliyoruz” diyor Schütz. “Bu gibi mekanizmalar, antijenlerin tanınmasında da rol oynuyor olabilir. Geliştirdiğimiz ölçüm yöntemleriyle birlikte, bunların üzerinde artık ilk defa çalışma yapılabiliyor.”
Kaynak: Viyana Teknoloji Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
