Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Bilim insanları şimdi ilk kez molekülü aktive eden enzim güdümlü süreci anlamaya çalışıyorlar. Marizomb olarak da adlandırılan anti-kanser molekülü salinosporamid A, bir beyin kanseri olan glioblastomayı tedavi etmek için Faz III klinik denemelerindedir. 

UC San Diego'daki Scripps Oşinografi Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, SalC adlı bir enzimin, ekibin salinosporamid anti-kanser "savaş başlığı" dediği şeyi bir araya getirdiğini buldu. 

Çalışma, deniz bakterisinin salinosporamid molekülüne özgü savaş başlığını nasıl yaptığına dair yaklaşık 20 yıllık bir bilmeceyi çözüyor ve yeni kanser önleyici maddeler üretmek için geleceğin biyoteknolojisine kapı açıyor.

Araştırmanın ortak yazarı, Scripps Oşinografi ve Skaggs Eczacılık ve Eczacılık Bilimleri Okulu'nda Seçkin Profesör Bradley Moore;"Artık bilim adamları bu enzimin salinosporamid A'yı nasıl savaş başlığı yaptığını anladıklarına göre, bu keşif gelecekte enzimleri kullanarak sadece kansere değil, bağışıklık sistemi hastalıklarına ve parazitlerin neden olduğu enfeksiyonlara da saldırabilecek diğer salinosporamid türlerini üretmek için kullanılabilir." dedi.

Salisporamide, Scripps ve UC San Diego'da uzun bir geçmişe sahiptir. Mikrobiyolog Paul Jensen ve Scripps Oşinografi'den deniz kimyacısı Bill Fenical, hem salinosporamid A'yı hem de 1990'da tropik Atlantik Okyanusu'nun tortullarından mikrobu topladıktan sonra molekülü üreten deniz organizmasını keşfetti. İlacın geliştirilmesi sürecindeki bazı klinik deneyler uzun zaman aldı. UC San Diego Health'deki Moores Kanser Merkezi'nde yer. 

Bauman'ın danışmanı olan Moore, “Bu çok zorlu bir 10 yıllık proje oldu. Kate, bitiş çizgisini geçmemiz için 10 yıllık daha önceki çalışmaları bir araya getirmeyi başardı." dedi

Bauman için büyük bir soru, molekülü aktif şekline katlamaktan kaç enzimin sorumlu olduğunu bulmaktı. Birden fazla enzim mi dahil, yoksa sadece bir tane mi? 

Bauman;“Birden fazla para üzerine bahse girerdim. Sonunda, sadece SalC oldu. Bu şaşırtıcıydı" dedi.

Moore, salinosporamid molekülünün kan-beyin bariyerini geçmek için özel bir yeteneğe sahip olduğunu ve bunun glioblastoma için klinik deneylerdeki ilerlemesini açıkladığını söylüyor. Molekül küçük ama karmaşık bir halka yapısına sahiptir. Daha karmaşık bir dairesel şekle katlanan doğrusal bir molekül olarak başlar.

Bauman;“Doğanın bunu yapma şekli güzel ve basittir. Biz kimyagerler olarak doğanın bu molekülü yapmak için yaptığını yapamıyoruz ama doğa bunu tek bir enzimle yapıyor” dedi.

İlgili enzim biyolojide yaygındır; insanlarda yağ asitlerinin ve mikroplarda eritromisin gibi antibiyotiklerin üretimine katılan biridir.

Bauman, Waltham, Mass., Morphic Therapeutics'ten Percival Yang-Ting Chen ve Brezilya Ulusal Enerji ve Malzeme Araştırma Merkezi'nden Daniella Trivella, SalC'nin moleküler yapısını belirledi. Bu amaçla, ABD Enerji Bakanlığı'nın Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda x-ışını ışığı üreten güçlü bir parçacık hızlandırıcı olan Advanced Light Source'u kullandılar.

Bauman, "SalC enzimi, normal bir ketosentazdan çok farklı bir reaksiyon gerçekleştirir." dedi. Normal bir ketosentaz, bir molekülün doğrusal bir zincir oluşturmasına yardımcı olan bir enzimdir. Buna karşılık SalC, iki karmaşık, reaktif halka yapısı oluşturarak salinosporamid üretir.

Tek bir enzim, sentetik kimyagerlerin laboratuvarda yapması zor olan bu halka yapılarının her ikisini de oluşturabilir. Bu bilgiyle donanmış bilim adamları, çeşitli hastalık türlerini bastırma vaat eden formlar bulana kadar enzimi mutasyona uğratabilirler.

Salinispora tropica adı verilen deniz bakterisi, yırtıcıları tarafından yenmemek için salinosporamid yapar. Ancak bilim adamları, salinosporamid A'nın kanseri tedavi edebileceğini bulmuşlardır. Diğer salinosporamidleri izole ettiler, ancak salinosporamid A, kanser hücreleri için tehlikeli hale getiren biyolojik aktivite dahil olmak üzere diğerlerinde bulunmayan özelliklere sahiptir.

Bauman, işe yaramaz veya bozulmuş proteinleri parçalayan protein kompleksinden bahsederek, "Bu proteazomun inhibe edilmesi onu büyük bir kanser önleyici ajan yapar" dedi. Ancak bağışıklık hücrelerinde bulunan başka bir proteazom türü daha var. Bilim adamları salinosporamid A'dan biraz farklı bir salinosporamid tasarlayabilirlerse ne olur? Kansere yatkın proteazomu yetersiz şekilde inhibe eden, ancak immünoproteazomu inhibe etmede üstün olan mı? Böyle bir salinosporamid, bağışıklık sisteminin koruması gereken vücuda yönelmesine neden olan tip olan otoimmün hastalıklar için oldukça seçici bir tedavi olabilir.

Katherine Bauman;"Bu diğer salinosoporamidlerden bazılarını üretmenin arkasındaki fikir budur. Karmaşık halka yapısını kuran bu SalC enzimine erişim, gelecekte bunun kapısını açıyor."şeklinde aktardı.

Makale:nature.com