Bilim adamları, sıradan bir laboratuvar molekülünün beklenmedik antikanser özelliklerini keşfetti

Okuma süresi: ∽3 dakika

Nobel ödüllü bilim adamı Dr. Aziz Sancar'ın UNC Tıp Fakültesi laboratuvarında yapılan deneyler sonucu, DNA etiketlemesi için sıradan bir moleküler aracın, özellikle beyin kanserleri için daha fazla araştırmaya değer antikanser özelliklerine sahip olduğunu gösteriyor. 

Nobel laureate Dr. Aziz Sancar at an event in 2016

UNC Tıp Okulu'ndaki bilim adamları, DNA'yı etiketlemek için laboratuvar deneylerinde yaygın olarak kullanılan EdU adlı bir molekülün, aslında insan hücreleri tarafından DNA hasarı olarak tanındığını ve sonunda kaçak bir DNA onarımı sürecini tetiklediğini şaşırtıcı bir şekilde keşfettiler. 

Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabında yayınlanan keşif, toksisitesi ve hızlı bölünen hücreler için seçiciliği göz önüne alındığında, EdU'yu kanser tedavisinin temeli olarak kullanma olasılığına işaret ediyor.

UNC School of Medicine'de Sarah Graham Kenan Biyokimya ve Biyofizik Profesörü ve çalışmanın kıdemli araştırıcısı Dr. Aziz Sancar, “EdU'nun beklenmedik özellikleri, potansiyeli hakkında, özellikle beyin kanserlerine karşı daha fazla çalışma yapmanın faydalı olacağını gösteriyor” dedi. UNC Lineberger Kapsamlı Kanser Merkezi üyesi. "Bunun temel ama önemli bir bilimsel keşif olduğunu vurgulamak istiyoruz. EdU'nun gerçekten kansere karşı bir silah haline gelip gelemeyeceğini anlamak için bilim camiasının önünde çok iş var.”

EdU (5-etinil-2′-deoksiüridin) esasen, ilk olarak 2008 yılında, adenin DNA kodundaki “T” harfini temsil eden DNA yapı taşı timidinin bir analogu veya kimyasal taklidi olarak sentezlenen popüler bir bilimsel araçtır. A), sitozin (C), guanin (G) ve timin (T). Bilim adamları, DNA'daki timidinin yerini almak için laboratuvar deneylerinde hücrelere EdU ekler. Diğer timidin analoglarının aksine, floresan prob moleküllerinin sıkıca bağlanacağı uygun bir kimyasal "tutamak"a sahiptir. Bu nedenle, örneğin hücre bölünmesi sırasında DNA replikasyon süreci çalışmalarında, DNA'yı etiketlemek ve izlemek için nispeten kolay ve verimli bir şekilde kullanılabilir.

2008'den bu yana bilim adamları, binlerce çalışmada yayınlandığı gibi, EdU'yu bu şekilde bir araç olarak kullandılar. DNA onarımı konusundaki çığır açıcı çalışmasıyla 2015 Nobel Kimya Ödülü'nü kazanan Sancar, böyle bir bilim insanıdır. Laboratuvarı EdU'yu kullanmaya başladığında ekibi beklenmedik bir şekilde EdU etiketli DNA'nın ultraviyole ışığı gibi DNA'ya zarar veren maddelere maruz kalmadığında bile bir DNA onarım yanıtını tetiklediğini gözlemledi.

Sancar, "Bu büyük bir şoktu" dedi. "Bu yüzden onu daha fazla keşfetmeye karar verdik."

Garip gözlemin ardından ekip, EdU'nun hala belirsiz nedenlerden dolayı DNA'yı nükleotid eksizyon onarımı adı verilen bir onarım yanıtını tetikleyecek şekilde değiştirdiğini keşfetti. Bu işlem, kısa bir hasarlı DNA dizisinin çıkarılmasını ve bir yedek ipliğin yeniden sentezlenmesini içerir. Ultraviyole ışık, sigara dumanı ve DNA'yı değiştiren kemoterapi ilaçlarından kaynaklanan çoğu hasarı onaran mekanizma budur. Araştırmacılar, EdU'nun neden olduğu eksizyon onarımını yüksek çözünürlükte haritaladılar ve bunun genom boyunca gerçekleştiğini ve görünüşe göre tekrar tekrar meydana geldiğini buldular, çünkü her yeni onarım zinciri EdU'yu içeriyor ve böylece onarım yanıtını yeniden tetikliyor.

EdU'nun hücreler için orta derecede toksik olduğu biliniyordu, ancak toksisitesinin mekanizması bir gizemdi. Ekibin bulguları, EdU'nun, sonuç olarak hücrenin apoptoz adı verilen programlanmış bir hücre ölümü süreci aracılığıyla kendisini sonlandırmasına yol açan, sonuçsuz bir eksizyon onarımı sürecini başlatarak hücreleri öldürdüğünü kuvvetle önermektedir.

Sancar, bu keşfin başlı başına ilginç olduğunu, çünkü DNA'yı etiketlemek için EdU'yu kullanan araştırmacıların, onun kaçak eksizyon onarımını tetiklemesini hesaba katmaları gerektiğini öne sürdüğünü söyledi.

Sancar, "Biz konuşurken, yüzlerce ve belki de binlerce araştırmacı, insan hücrelerinin bunu DNA hasarı olarak algıladığını bilmeden laboratuvar deneylerinde DNA replikasyonu ve hücre çoğalmasını incelemek için EdU'yu kullanıyor." dedi.

Sancar ve meslektaşları ayrıca, EdU'nun özelliklerinin onu etkili bir beyin kanseri ilacı için temel oluşturabileceğini fark ettiler çünkü EdU, DNA'ya yalnızca aktif olarak bölünen hücrelerde dahil olurken, beyinde çoğu sağlıklı hücre bölünmez. Böylece, prensipte, EdU bölünmeyen sağlıklı beyin hücrelerini korurken hızlı bölünen kanserli beyin hücrelerini öldürebilir.

Sancar ve ekibi, EdU'nun bir antikanser ajanı olarak özelliklerini araştırmak için diğer araştırmacılarla takip işbirliklerini sürdürmeyi umuyor.

Sancar, "Önceki çalışmalar, EdU'nun beyin kanseri hücreleri de dahil olmak üzere kanser hücrelerini öldürdüğüne dair kanıtlar buldu, ancak garip bir şekilde, hiç kimse bu sonuçları takip etmedi." Dedi. 

KAYNAK