Hücresel kimlik, somatik hücrelerin gelişim sürecinde özelleşmiş işlevler kazanması ile oluşmaktadır. Hücrelerin yeniden programlanması ise hedeflenen hücre tiplerinin oluşturulması için hücrelerin kimliğini değiştirme imkânı sunmaktadır. İnsan somatik hücrelerinin yeniden programlanması ile türetilen pluripotent kök hücreler (PSC) günümüzde rejeneratif tıp, ilaç keşfi ve hastalık mekanizmalarının aydınlatılması gibi çok çeşitli araştırmalarda kullanılmaktadır. Hücresel yeniden programlama sırasında oosit sitoplazması ya da transkripsiyon faktörleri gibi hücre bileşenlerinin kullanılması, hücresel kimliğin değiştirilmesinde birtakım zorluklar oluşturmaktadır; bununla birlikte insan somatik hücrelerinin kararlı epigenomik profilleri ve azalmış plastisiteleri dolayısıyla dirençli bir yapı sergilemeleri kimyasal olarak uyarılmalarını da zorlaştırmaktadır.
Guan ve arkadaşları çalışmalarında, çok yönlü hücresel farklılaşma süreçlerini hedefleyerek geliştirdikleri ara plastik durum (intermediate plastic state) protokolüyle insan somatik hücrelerinin embriyonik kök hücre (ESC) benzeri özellikler sergileyen ve kimyasal olarak indüklenebilen PS hücrelerinin (human chemicallly induced pluripotent stem cell, hCiPS) yeniden programlanmasını gerçekleştirmiştir. Bu kimyasal yeniden programlama yaklaşımı, gen manipülasyonu olmaksızın hücre sinyal yollarını ve epigenetik düzenleyicileri kolayca hedefleyerek standart bir yaklaşım elde etmek için önemli avantajlar sunmaktadır.
Yapılan çalışmada, JNK (c-Jun N-terminal kinaz inhibitörü) yolu inhibisyonu ile proinflamatuar genler baskılanarak rejenerasyon programı indüksiyonunun önemi ortaya konulmuştur. İnflamasyon seviyeleri, doku rejeneratif yetenek seviyeleri ile ilişkili olup, bir iltihaplanma tepkisi ile refrakter dönemde bazı omurgalılarda rejeneratif yeteneği geri kazanabilmektedir. Bu nedenle, JNK yolu insanda doku rejenerasyonunu incelemek için yeni bir hedefi temsil etmektedir. Ek olarak, insan somatik hücrelerinde hücre plastisitesini indüklemek için hücrelerin kimyasal açıdan yeniden programlanması, plastik popülasyonun varlığını ortaya çıkaran ve farklı türlerde gelişimiyle rejenerasyonun başlatılmasını teşvik eden SALL4, LIN28A, MSX1, MSX2 ve HOXB9 genlerini eksprese eden gen programlarının belirlenmesini sağlamıştır. Araştırmacılar çalışmalarında, insan hücre plastisitesinin hücresel regülasyonu hakkında mekanik bilgiler sağlayarak rejenerasyon için yeniden programlama uygulamasının önemini vurgulamıştır.
Özetle, geliştirilen kimyasal yeniden programlama analizi biyomedikal açıdan insan PSC’lerinin üretilmesi ve uygulanması için avantajlı bir platform sağlamaktadır. Gelecekte yapılacak çalışmalar ile insanlarda hücre yapılarını değiştirmek için iyi tanımlanmış kimyasallar kullanan çeşitli rejeneratif terapötik stratejilerin geliştirilmesi öngörülmektedir.
Yazar: İrem Doğruoğlu
Editör: İrem Coşkuntan
Referans: Guan, J., Wang, G., Wang, J. et al. Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells. Nature 605, 325–331 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04593-5
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlenmesi ile hazırlanmaktadır.
Kadir Has Üniversitesi, biyoinformatik ve genetik departmanında lisans öğrencisi.
Linkedin: https://www.linkedin.com/in/irem-doğruoğlu-681762201