Peptid Sinyali Kesin İlaç Dağıtımı İçin Ekzosomları Kullanıyor
İlaç keşfi ve yeni hastalık tedavileri, sürekli yeniliklerle birlikte önemli araştırma alanlarıdır. Bu ilaçları ve tedavileri eksiksiz ve kesin bir şekilde sunmak, araştırmacıların boğuşmaya devam ettiği büyük bir engel olmuştur.
Şimdi, rejeneratif tıp programı direktörü Dr. Michael Rudnicki liderliğindeki Ottawa Hastanesi’ndeki bir araştırma ekibi, proteinlerin ekzosomlara binerek vücuttaki içerikleri belirli hedeflere taşımasını sağlayan 18 amino asitlik bir dizi tanımladı. “Ekstraselüler veziküllerde salgılanmayı yönlendiren Wnt sinyal peptidinin tanımlanması (Identification of the Wnt signal peptide that directs secretion on extracellular vesicles)” başlıklı çalışmaları Science Advances’ta yayınlandı.
Hücreyi çeşitli içeriklerle ve lipid nanopartiküller (LNP’ler) gibi amaçlanan konumlarla terk eden küçük veziküller olan ekzosomlar, etkili ilaç dağıtımı ve hücre terapisi sistemleri üzerine yapılan birçok araştırmanın odak noktasıdır. İlaç dağıtımı potansiyelleri, DelveInsight’ın yakın zamanda yayınladığı bir raporda bu alanda “muazzam” bir büyüme öngörülmesiyle akademi ve endüstride önemli bir ilgi uyandırdı.
LNP’ler sentetik yapıları nedeniyle özelleştirilebilirken, ekzosomlar doğal olarak oluştukları için daha biyouyumlu olabilir. Ancak, ekzosomları etkili ve hassas bir ilaç dağıtım yöntemi olarak kullanmak zorlu olmuştur.
Rudnicki, “Proteinler vücudun kendi ev yapımı ilaçlarıdır, ancak vücutta mutlaka iyi bir şekilde dolaşmazlar.” dedi. Doğal olarak üretilen malzemeleri, vücutta belirli hedeflere yönlendirilmiş bir şekilde hareket edebilen malzemelerle birleştirmek, ilaç dağıtım araştırmalarının birincil hedefidir.
Ottawa Hastanesi ve Ottawa Üniversitesi’nden Dr. Michael Rudnicki liderliğindeki bir keşif, ekzosom tedavisinde bir devrimin kapısını açıyor.
Yeni çalışma, gelişim, büyüme, rejenerasyon ve kanser için gerekli bir protein olan Wnt7a’ya odaklandı. “Araştırmacılar yıllardır Wnt7a’yı bir kas rejenerasyonu ilacına dönüştürmeye çalışıyorlar, ancak vücut sıvısıyla iyi karışmayan yağlı moleküllerle kaplı olduğu için Wnt7a’yı vücuda dağıtmak çok zor,” diyor ilk yazar Uxia Gurriaran-Rodriguez, PhD, Biyolojik Bilimlerde İşbirlikli Araştırma Merkezi (CIC bioGUNE).
Wnt7a, kas yaralanmasından sonra ekzosomların yüzeyinde bulunan uzun mesafeli bir sinyal molekülü olarak tanımlandı. Birçok hidrofobik bileşeni nedeniyle, bir ekzoma bağlanmak için gereken en küçük işlevsel segmenti belirlemek için Wnt7a proteininin daha küçük kısımlarını izole etmek gerekiyordu. Wnt7a’nın çeşitli bileşenlerinin seçici olarak silinmesi yoluyla, ekip ekzosom bağlanması için gereken en küçük işlevsel segmenti buldu.
Bu segmentin, ekibin Ekzosom Bağlayıcı Peptit (EBP) adını verdiği 18 amino asitlik bir dizi olduğu ortaya çıktı. Ekip, “EBP’nin ilgisiz bir proteine eklenmesinin, hücre dışı veziküllerde salgılanmayı yönlendirdiğini” buldu. EBP, ekzosomlar üzerindeki zarla bağlı taşıma veziküllerini kaplayan proteinler olan koatomer proteinlerine bağlanır ve takip eden yapısal deneyler yoluyla ekip, bunun Wnt protein ailesi genelinde korunan bir işlev olduğunu belirledi. EBP, diğer proteinleri ekzosomlara yönlendirmek için kullanılabilir ve ekzosomların ve içeriklerinin hedeflenen şekilde iletilmesini etkili bir şekilde sağlar.
Gurriaran-Rodriguez, “Artık Wnt7a’nın ekzosomlara nasıl bağlandığını bildiğimize göre, bu sorunu çözdük ve artık Duchenne kas distrofisi gibi yıkıcı hastalıklar için ilaçların geliştirilmesini hızlandırabiliriz,” dedi.
Çalışmanın yazarları, bulgularının dönüştürücü potansiyelini vurguluyor. Rudnicki, “Bu keşif, vücuttaki herhangi bir proteini iletmek için ekzosomları kullanmamızı sağlıyor,” dedi. “Tamamen yeni bir ilaç geliştirme alanının kapısını açıyor.” Proteinlerin ekzosomların doğal taşıma sisteminden yararlanmasını sağlayarak araştırma, sistemik protein iletimi ve yenilikçi tedavi stratejileri için yeni yollar açıyor.
