Hücresel metabolizmadaki keşif hastalık teşhisinde devrim yaratabilir

UCP protein serileri pek çok hastalığın erken tanısı için kullanılabilir
Hücreler, kendi fonksiyon ve gereksinimlerine göre değiştirilebilen bir metabolizmaya sahiptir. Eğer hücresel metabolizma kesintiye uğrarsa, tüm organizmanın hastalanmasına yol açabilir. PLOS ONE Dergisi’nde yayımlanan yeni bir çalışmaya göre, Viyana Tıp Üniversitesi’nden araştırmacılar, UCP2 ve UPC4 proteinlerini birbirinden ayırmanın, farklı hücresel metabolizma tiplerine katıldığını keşfettiler. Proteinler hücrelerin kondisyonu hakkında bilgi sağlarlar. Sonuç olarak, hücre değişimleri bu zamana kadarkinden çok daha erken tespit edilebilir.

UCP’ler veya ayrılma proteinleri, vücutta her bir hücrenin santrali olan mitokondrilerde bulunur. Bilinen beş UCP’nin çoğunun (UCP2-UCP5) fonksiyonu gizemini korurken, bugüne kadar sadece UCP1’in bilinen fonksiyonu keşfedilmiştir. UCP1, bebeklerde ve kış uykusundaki hayvanlarda,  kas aktivitesi yetersiz olduğunda ısı üretiminden sorumludur. Viyana’daki Veteriner Tıp Üniversitesi Fizyoloji ve Biyofizik Bölümündeki araştırmacı ekibi, ilk kez UCP2 ve UPC4’ün fonksiyonu için temel açıklayıcı bir konsept sağlayabildiler. Bu proteinlerin her biri farklı tiplerdeki hücre metabolizmasına katılıyorlar.

Kök hücrelerde ve kanser hücrelerinde UCP2

İmmün hücrelerin ilk çalışmalarında, Prof. Dr. Anne Rupprecht, UCP2’nin artan metabolizmaya katılabildiğini daha önce göstermişti. Embriyonik kök hücreler, tıpkı kanser hücreleri gibi, hızla ve sürekli bölündükleri için tam olarak artan bir metabolizma sergilerler. Prof. Dr. Rupprecht, farelerin embriyonik kök hücrelerindeki çeşitli UCP’leri araştırdı ve aslına bakılırsa UCP’yi buldu. Prof. Dr. Rupprecht’e göre, “Çok yüksek miktarlardaki UCP2, metabolizmada özellikle güçlü bir artışı işaret eder. Diğer çalışmalarda UCP2 daha önce kanser hücrelerinde de ayrıca tespit edilmişti.”

Sinir hücrelerinde UCP4

UCP2’nin aksine, UCP4 sadece sinir hücrelerinde bulunur. Sinir hücreleri tamamen farklı bir metabolizmaya sahiptir. Kök hücrelerden ve kanser hücrelerinden farklı olarak, nadiren bölünürler. Prof. Dr. Elena Pohl’un araştırma ekibi bu nedenle kültürde sinir hücrelerine farklılaşan embriyonik kök hücreleri inceledi. Bu model sistemine dayanarak, araştırmacılar UCP2’nin hızla çoğalan kök hücrelerde hala bulunduğunu, fakat farklılaşma anında UPC4 ile yer değiştirdiğini gösterebildiler.

Elde ettikleri sonuçları değerlendiren Prof. Dr. Pohl, “Çalışmamızda, kök hücrelerden nöronlara hücre farklılaşmasının doğal sürecini inceledik. Farklılaşma süresince metabolizmanın değiştiğini biliyoruz. Gerçek şu ki, bir durum da UCP2 bulduk ve diğerinde UCP4 ilk kez bu proteinlerin çeşitli tipteki hücre metabolizmasıyla ilişkili olduğunu kanıtladı” diyor.

Araştırmacılar, örneğin UCP2’yi sadece nöroblastoma hücrelerinde  -malin değişikliklere sahip sinir hücreleri- buldular. UCP4, sinir hücrelerinin olağan proteini tespit edilemedi. UPC4, hızla çoğalan kanser hücreleri haline gelme yolunda değişen sinir hücrelerinde belirgin bir şekilde kayboldu.

Hastalığın erken tespitinde UCP’ler

Prof. Dr. Rupprecht, çalışmasının geçerliliğini şöyle tarif ediyor: “Hücrelerdeki UCP’lerin bileşimi, mevcut durumları hakkında bilgiyi açığa çıkarmaktadır. Bu nedenle UCP2, eğer bir hücre kanser hücresi haline gelme yolundaysa, erken evre için işaret verebilir. Hatta, tümörün malignansi durumunun sınıflandırması bile, eninde sonunda mümkün olabilir. Sinir hücrelerindeki kusurlu bir mekanizma, fonksiyonel bir bozukluğa ve örneğin, Parkinson hastalığı gibi nörodejenratif bir hastalığa neden olabilir.”

Kaynak:  Uncoupling Protein 2 and 4 Expression Pattern during Stem Cell Differentiation Provides New Insight into Their Putative Function. Anne Rupprecht, Dana Sittner, Alina Smorodchenko, K. Hilse, Justus Goyn, R. Moldzio, A. Seiler, Anja U. Bräuer, Elena E. Pohl. PLoS ONE, 2014; 9 (2): e88474 DOI: 10.1371/journal.pone.0088474

Makalenin tam metnine aşağıdaki linkten ulaşılabilmektedir:
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0088474

Abstract
Apart from the first family member, uncoupling protein 1 (UCP1), the functions of other UCPs (UCP2-UCP5) are still unknown. In analyzing our own results and those previously published by others, we have assumed that UCP’s cellular expression pattern coincides with a specific cell metabolism and changes if the latter is altered. To verify this hypothesis, we analyzed the expression of UCP1-5 in mouse embryonic stem cells before and after their differentiation to neurons. We have shown that only UCP2 is present in undifferentiated stem cells and it disappears simultaneously with the initiation of neuronal differentiation. In contrast, UCP4 is simultaneously up-regulated together with typical neuronal marker proteins TUJ-1 and NeuN during mESC differentiation in vitro as well as during murine brain development in vivo. Notably, several tested cell lines express UCP2, but not UCP4. In line with this finding, neuroblastoma cells that display metabolic features of tumor cells express UCP2, but not UCP4. UCP2’s occurrence in cancer, immunological and stem cells indicates that UCP2 is present in cells with highly proliferative potential, which have a glycolytic type of metabolism as a common feature, whereas UCP4 is strongly associated with non-proliferative highly differentiated neuronal cells.

YORUMUNUZ VAR MI?

Label

İsim*

Email*

Δ

Label

İsim*

Email*

Δ

0 Yorum

Inline Feedbacks

Tüm yorumları gör