İki Haylaz Protein Bir Araya Gelirse

Geçtiğimiz günlerde alanının en saygın dergilerinden Journal of Biological Chemistry, 2018’in en etkili makalelerinin yer aldığı bir seçki yayımlandı. Bu 2018 koleksiyon yayınında yer alan makalelerden biri de Koç Üniversitesi Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Bölümü’nde doktorasını tamamlayan Sıla Özdemir’e ait.

Dr. Sıla Özdemir’in Koç Üniverstesi’nden Prof. Dr. Attila Gürsoy ve Prof. Dr. Özlem Keskin danışmanlığında yaptığı doktora çalışmaları kapsamında yürüttüğü, iki protein arasındaki etkileşim mekanizmasının anlaşılması araştırması, kansere çare olabilecek bir ilacın üretilebilmesi için çok kilit bir noktayı aydınlattığı için çok önemli. Her ne kadar akılda tutması güç olsa da biz yine de kendilerine gerekli saygıyı gösterip adlarını geçirelim bu proteinlerin. RhoGTPaz ve IQGAPs adı verilen bu iki protein ailesinin kanser metastazlarında rol oynadıkları biliniyor zaten. Ama nasıl?

Bu proteinlerden biri kanserlerde yüksek oranında mutasyona uğramış olarak görülüyor. Bu da, bu protein mutasyona uğradığında kansere yol açıyor anlamına geliyor. O nedenle de bu protein ailesi zaten zan altında olduğundan araştırmacılarının odağındaki proteinlerden.

Dr. Özdemir de bu cesur araştırmacılardan biri; bu popüler protein ailesinin peşine düşmüş.

Bu aileden seçtiği proteinin bir özelliği de kanserlerde metastazlarda da rol oynaması. Metastaz kanserin oluştuktan sonra başka organlara yayılması anlamına geldiği için önemli, çünkü tespit edildiğinde kansere karşı daha etkili bir mücadele verilebilirken yayıldığı anda işin boyutu değişiyor; kontrol altına alınması çok daha zor oluyor. Yani metastazı engellemek kanseri kontrol altında tutmanın en etkili yollarından biri sayılıyor. Bu nedenle de metastazda etkili olduğu bilinen bir proteini seçmiş incelemek için. Aslında bu iki protein ailesinin etkileşiminin metastaza yol açtığı bir süredir biliniyor.

Peki neden bu proteinlere karşı bir ilaç ya da başka bir mücadele aracı geliştirilemiyor? Proteinin hücrede birçok farklı görevi var, o nedenle proteine zarar verecek bir yöntem körü körüne uygulanamıyor. Böyle olunca da, proteinin vücuttaki normal faaliyetlerini engellememek için diğer proteinle etkileşim mekanizmasının tam olarak anlaşılması önemli. Böylece sadece metastaza yol açan etkileşime yönelik bir tedbir alınabilir; buna uygun bir ilaç tasarlanabilir.

Dr. Özdemir de araştırmasında bu iki proteinin metastazı aktive eden etkileşimini incelemiş. Çok kalabalık olasılık hesapları gerektirmesi sebebiyle bu iş, çok güçlü bilgisayarlar yardımıyla hesaplamalı simülasyon teknikleri kullanılarak yapılıyor. Hücredeki su yoğunluğu, iyonlar, proteinlerin üç boyutlu yapısı gibi birçok bileşenin bire bir taklit edildiği bir canlandırma ortamı oluşturuluyor. Böylece bu iki proteinin tam olarak nasıl etkileştiği, hangi noktalarda bağlandığı, bu bağlanmanın proteinlerin şekillerinde nasıl değişikliklere yol açtığı gözlemlenebiliyor.

Doğru bağlantıyı bulmak için çok sayıda bağlanma noktasını içeren yine çok sayıda yapıyı bilgisayarla canlandırma kısmı altı ay kadar sürmüş. Bu ham veri elde edildikten sonra da iş devam etmiş. Proteinlerin her hareketinin kaydedildiği bir tür film elde etmişler ve bunun ne anlama geldiğini bulmaları gerekmiş. İki proteinin birbirlerine ne kadar kuvvetli bağlandıklarını anlamak için enerji hesaplamaları yapılmış, proteinde mutasyon oluşturulduğunda bağlantının kopup kopmadığına bakılmış… Kısacası proteinin neredeyse tüm atomları arasındaki etkileşimler incelenmiş. Böylece bu iki proteinin hangi noktalarda ve hangi sırayla bağlandıkları ve bunun sonucunda büyük olan protein kendi eşini bulması ve iki kompleks yapının bir araya gelmesi mekanizması ortaya çıkarılmış. İşte bu oluşan kompleks yapılar da kanserli hücrede metastazı tetikleyen mekanizmaları harekete geçiriyormuş. Bunu kanserli hücrenin hareketliliğinin artması ve dolayısıyla diğer dokulara yayılması olarak algılayabiliriz.

Sıla Özdemir’in bu çalışması ABD’deki NIH’te (National Institutes of Health) bir başka araştırma grubu tarafından laboratuvar ortamında kanser hücreleri üzerinde test edilmiş ve bire bir örtüştükleri gözlemlenmiş. Böylece bilgisayar ortamında elde edilen veriler deneysel ortamda da doğrulanmış. Bu mekanizmanın ortaya çıkarılmasının en büyük katkısı bu hedefe yönelik bir ilacın tasarlanmasına yardımcı olmak.

Dr. Özdemir bundan sonra da çalışmalarını kanserin erken teşhisi ve bu teşhise yönelik tedavi planlama alanında sürdürecek. Sıla Özdemir gibi genç ve tutkulu bilim insanlarının “çağımızın illeti” olarak kabul edilen kanserin tedavisi konusunda yaptıkları bu değerli çalışmalar hepimiz için umut olmaya devam edecek.