İnsan vücudundaki hücrelerin ürettiği protein tiplerine göre SARS-CoV-2 virüsüne yönelik farazi hedefleri belirleyen bilim insanları, bu patojen karşısında hangi tip hücrelerin en savunmasız olabileceğini keşfetti.
2000’lerin başlarında meydana gelen esas SARS salgını sırasında araştırmacılar; resmî şekilde SARS-CoV olarak adlandırılan ve hastalığın sorumlusu olan virüsün, hücrelere iki proteinin yardımıyla bulaştığını bulmuşlar: Bunlar; virüsün hücrelere bağlanmasına yardımcı olan ve angiotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2) adı verilen bir reseptör ve hücrenin bulaşına aracılık eden, Tip 2 transmembran serin protaz (TMPRSS2) adı verilen bir enzimmiş.
Bu yılın başlarında bilim insanları, SARS-CoV-2’nin de (COVID-19’a sebep olan virüs) aynı proteinlerden faydalandığını bulmuşlar. Bu durum araştırmacılara, virüsün hücresel seviyede en savunmasız hedeflerini belirlemek üzere çok önemli bir ipucu sunuyor: Bu hedefler; solunum ve sindirim sistemi dokularında bulunan ve Hem ACE2’yi, hem de TMPRSS2’yi ifade eden hücreler.
Boston Çocuk Hastanesi’nde bağışıklıkbilimci olan Jose Ordovas-Montanes şöyle söylüyor: “Bu proteinlerin rollerinin biyokimyasal şekilde doğrulandığını fark eder etmez, bu genlerin mevcut veri dizilerimizde nerede olduğunu araştırmaya başladık”
“Bu virüsün gerçekte hedefleyebileceği hücreleri araştırmaya başladığımızda, cidden iyi bir yerde bulunuyorduk.”
Birden fazla enstitünün ve çok sayıda bilim insanının katıldığı bu devasa çalışmada araştırmacılar; insanlar, insan dışı primatlar ve farelerdeki binlerce farklı hücre türüne ait bilgileri derleyerek, birden fazla RNA dizilimi içeren veri kümelerini derinlemesine incelemişler.
Araştırma takımı özellikle; akciğerler, burun boşlukları ve bağırsaklardaki yüzlerce farklı hücre türünde genlere yönelik ifade kalıpları bulmaya çalışmış (bilinenlere göre vücudun bu bölgeleri, SARS-CoV-2’yi barındırabiliyor).
MIT’de çalışan kimyasal fizikçi Alex Shalek şöyle söylüyor: “Elimizde bu inanılmaz bilgi deposu olduğundan, hangi hücrelerin enfeksiyon açısından muhtemel hedefler olabileceğini araştırmaya başlayabilmiştik”
“Bu veri kümeleri, [SARS-CoV-2 üzerinde] çalışma yapmak için özel olarak tasarlanmamışsa da; orada amacımıza uygun olabilecek bazı şeyleri hızlı bir şekilde belirlememizi sağlamıştı.”
Nihayetinde, yapılan analiz; insanlardaki solunum ve sindirim sistemi hücrelerinin yalnızca ufak bir kısmında hem ACE2, hem de TMPRSS2 ifade eden genlerin bulunduğunu ortaya çıkarmış.
Bunların arasında ise üç temel hücre tipi belirlenmiş. Bu hücre tipleri ise, alveoller olarak bilinen hava keseciklerinin sürdürülmesine yardım eden ve tip 2 pnömositler olarak adlandırılan akciğer hücreleri; vücudun besinleri özümsemesine yardımcı olan ve enterositler adı verilen sindirim hücreleri; ve burun boşluğunda bulunan, mukus salgılayan kadeh hücreleriymiş.
Hem ACE2’nin, hem de TMPRSS2’nin aynı hücrede bulunmasının gerekip gerekmediği veya TMPRSS2’nin çözünebilir biçimlerinin etrafta dolaşarak aynı işi yapıp yapmadığı; gelecekteki çalışmalarda araştırılacak. Araştırmacılar, en aşikar hedefleri meydana getiren hücre tiplerini bilmenin, gelecekteki çalışmalara büyük bir kolaylık sağlayabileceğini söylüyor. Bu çalışmalar arasında, salgınla mücadelede kullanılabilecek antivirüs ilaçlarının geliştirilmesine yönelik yapılacak araştırmalar da bulunuyor.
“Bu çalışma her şeyi açıklamıyor olabilir fakat, sahanın daha önceki haline göre kesinlikle çok daha kesin bir tablo çiziyor” diye açıklıyor Ordovas-Montanes.
“Artık, biraz da kendimize güvenerek; bu reseptörlerin, bu dokulardaki belli hücrelerde ifade edildiğini söyleyebiliriz.”
Takım, yeni sonuçlar arasında şaşırtıcı bir keşif de gerçekleştirmiş. Genelde vücudun enfeksiyonları yenmesine yardımcı olan ve interferonlar adını taşıyan bir bağışıklık proteinleri ailesinin, ACE2 proteinini üreten ACE2 genini harekete geçirdiği ortaya çıkmış.
Bunun sebebi tam olarak bilinmiyor fakat bu durum şu anlama geliyor; vücudumuzun patojenlere karşı doğal savunma mekanizmalarından biri, bu örnekte, virüsün hücrelere tutunmak için kullandığı reseptörün üretimini artırarak aslında SARS-CoV-2’yi destekler hale gelebilir.
Eğer durum böyleyse; bu durum, sinsi bir evrim adaptasyonunun örneği olabilir. Ancak araştırmacılar, neler olduğunun anlaşılması için daha fazla çalışmanın yapılması gerektiğini söylüyor.
“Bunun başka örnekleri de var” diye açıklıyor Ordovas-Montanes.
“Esasında, hücrelere ulaşmak için interferon ile faaliyete geçirilen genleri hedef alan koronavirüsler ile başka virüsler var. Bir bakıma bu, konağın verdiği en emniyetli cevap.”
Bulgular Cell bülteninde sunuldu.
Yazar: Peter Dockrill/ScienceAlert. Çeviri: Ozan Zaloğlu.
