Kopenhag Üniversitesi'nden araştırmacılar, doğuştan kalp hastalıklarının oluşumunda rol oynayabilecek yeni bir hücresel iletişim mekanizması belirledi. Çalışmada, hücrelerin yüzeyinde bulunan birincil siliyum adı verilen yapının içinde TAK1 ve TAB2 proteinleriyle bağlantılı bir sinyal sisteminin kalp gelişimini düzenlediği ortaya konuldu. Araştırmacılar, bu mekanizmadaki bozulmaların bazı doğuştan kalp kusurlarıyla ilişkili olabileceğini belirtiyor.
KALP GELİŞİMİNDE BİRİNCİL SİLİYUMUN ROLÜ ARAŞTIRILDI
Birincil siliyum, hücre yüzeyinden dışarı uzanan ve çevreden gelen sinyalleri algılayarak hücre içindeki süreçlerin düzenlenmesine katkıda bulunan mikroskobik bir yapı olarak tanımlanıyor. Kopenhag Üniversitesi'nin Cilia Group araştırmaları, bu yapıdaki sinyal sistemlerinin embriyonik gelişimde ve çeşitli hastalıkların oluşumunda oynadığı role odaklanıyor.
Yeni çalışmada araştırmacılar, özellikle TAK1 olarak bilinen protein ile TAB2 arasındaki bağlantıyı inceledi. Elde edilen sonuçlara göre bu proteinlerin birincil siliyumda bir araya gelmesi, kalp kası hücrelerinin gelişim sürecinde görev yapan sinyalleşmenin bir bölümünü oluşturuyor. PKA'nın da TAK1 aktivasyonunda rol oynadığı belirlendi.
Bu mekanizma, embriyonun gelişimi sırasında kök hücrelerin kalp kası hücrelerine farklılaşmasına yardımcı olan biyolojik süreçlerle ilişkilendirildi. Araştırmacılar, TAK1 veya TAB2 işlevinin bozulmasının kalp hücrelerinin gelişimini olumsuz etkileyebildiğini deneysel modellerde gözlemledi.
GENETİK VERİLER VE ZEBRA BALIĞI DENEYLERİ KULLANILDI
Çalışmanın önemli bölümlerinden biri, insanlardan elde edilen genetik verilerle laboratuvar deneylerinin birlikte değerlendirilmesi oldu. Araştırma ekibi, doğuştan kalp kusuru bulunan binlerce kişinin genetik verisini inceleyerek TAK1 ve TAB2 genlerindeki nadir değişikliklerin hastalıkla ilişkisini araştırdı.
Araştırmada 1.471 sendromik doğuştan kalp hastalığı, 2.405 izole doğuştan kalp hastalığı vakası ve 45.082 kontrol grubuna ait genetik veriler karşılaştırıldı. TAK1 ve TAB2'deki nadir varyantların özellikle kalp kusuruna başka organlardaki gelişim sorunlarının eşlik ettiği vakalarda daha fazla görüldüğü bildirildi.
Bilim insanları daha sonra elde edilen bulguları zebra balıkları, insan hücreleri ve fare kök hücreleri üzerinde test etti. Genetik olarak değiştirilen zebra balıklarında kalbin yapısı ve işleviyle ilgili bozukluklar gözlendi. Bu modellerde kalbin bazı bölümlerinde genişleme, kalp kası dokusunun gelişiminde bozulma, hızlı kalp atımı ve kasılma gücünde azalma gibi değişiklikler tespit edildi.
GENETİK DEĞİŞİKLİKLER HÜCRESEL İLETİŞİMİ BOZABİLİYOR
Deneyler, hastalıkla ilişkili bazı TAK1 değişikliklerinin proteinin birincil siliyumda bulunmasını azalttığını gösterdi. Araştırmacılar ayrıca TAK1 veya TAB2'nin genetik olarak değiştirilmesinin ya da TAK1'i baskılayan moleküllerin kullanılmasının, fare kök hücrelerinin kalp kası hücrelerine dönüşme sürecini engellediğini belirledi.
Bu sonuçlar, hücrenin yüzeyindeki siliyumun yalnızca pasif bir yapı olmadığını, kalbin embriyonik gelişimi sırasında farklılaşma süreçlerini yönlendiren sinyal ağlarının düzenlenmesinde görev aldığını gösteren bulgularla örtüşüyor. Birincil siliyumların gelişim sırasında hücrelerden gelen sinyalleri organize ettiği ve bu yapıdaki bozuklukların doğuştan kalp hastalıklarıyla bağlantılı olduğu daha önceki çalışmalarda da ortaya konulmuştu.
BULGULAR BAŞKA ORGAN HASTALIKLARININ ARAŞTIRILMASINA DA KATKI SAĞLAYABİLİR
Birincil siliyumların işlevindeki bozuklukların yalnızca kalple sınırlı olmadığı biliniyor. Bu yapıdaki sinyal mekanizmaları beyin, böbrek ve iskelet sistemi dahil olmak üzere farklı organların gelişiminde de rol oynuyor. Kopenhag Üniversitesi araştırma grubu, siliyer sinyal ağlarındaki bozulmaların çeşitli gelişimsel hastalıklar ve genetik sendromlarla bağlantısını araştırıyor.
Yeni çalışma, özellikle sendromik doğuştan kalp hastalıklarında görülen genetik değişikliklerin biyolojik etkilerini anlamak açısından yeni bir araştırma alanı oluşturuyor. Araştırmacılar, mekanizmanın daha ayrıntılı biçimde anlaşılmasının gelecekte tanı ve tedavi çalışmalarına katkı sağlayabileceğini belirtiyor. Ancak mevcut bulguların doğrudan yeni bir tedavinin kullanılabileceği anlamına gelmediği, çalışmaların önemli bölümünün deneysel modeller üzerinden yürütüldüğü görülüyor.
