Bağışıklık sisteminin yeni kıtası(!) keşfedildi

İnsan Genomu Projesi ile başlayan ve diğer canlıların gen dizilerinin belirlenmesi ile de zenginleşen bir “om”lar dönemini yaşıyoruz. Genom*, transkriptom, proteom, lipidom, mikrobiyom, metabolom, eksom, immunopeptidom gibi kelimelerle daha fazla karşılaşır olduk. Bir organizmanın genetik malzemesinin tümü genom olarak, mesajcı RNA’sının tümü transkriptom, proteinlerinin tümü proteom, bir organizma ile ortak yaşam süren mikroorganizmaların bütünü mikrobiyom, bir organizmadaki immunopeptidlerin tümü immunopeptidom olarak adlandırılmakta. Bu alanlardaki bilimsel çalışmaların sayılarında son yıllarda görülen hızlı artış aslında bu kelimelerle karşılaşma sıklığımızı açıklamakta. Bu alanlarda yürütülen çalışmalar çok önemli bilimsel bulgular da açığa çıkarılmakta. Bunlardan biri de geçtiğimiz hafta Science dergisinde immünopeptidomlar üzerine yayımlanan çalışma . Çalışmayı gerçekleştiren ekipten Prof. Stumpf çalışmadaki bulgularını bir coğrafyacının yeni bir kıtayı keşfetmesine ya da bir gök bilimcinin güneş sisteminde yeni bir gezegeni keşfetmesine benzetmekte .

Hücrelerimiz hem kendi vücudumuzda bulunan, hem de vücudumuza yabancı organizmaların (örneğin çeşitli bakteri ve virüslerin) proteinlerini daha küçük protein parçacıklarına (peptidlere) parçalar. Bu proteinlerin bu küçük parçaları epitop olarak adlandırılır ve bu parçacıklar hücre yüzeyinde sergilenirler. Bağışıklık sistemi hücrele-rimiz hücre yüzeyindeki bu parçacıkları tarar ve yabancı olarak tanımlarsa, bu parçacıkları yüzeyinde bulunduran hücreler bağışıklık sistemi hücreleri tarafından yok edilir. Bu hücrelerin yok edilişi olası bir enfeksiyonun yayılmasını önlemek içindir. İnsan hücrelerinde bu epitoplar insan lökosit antijeni (HLA) adı verilen moleküller tarafından sergilenir. İşte bu epitopların tümü immünopeptidomu oluşturmaktadır. Londra’da Imperial College’da yürütülen çalışma ile insan immunopeptidomunu oluşturan protein parçacıklarının çeşitlilik bakımından yüzde 30-40’ının, epitop sayısı bakımından ise çeyreğinin splicing (kırpılma) adı verilen bir mekanizma ile oluştuğunu ortaya çıkardı. Aslında bu kırpılmış epitoplar daha önce de gözleniyordu. Bu çalışmanın öncesinde bilim insanları bu tür epitopların nadiren oluştuğunu, protein parçacıklarının sıralı bir şe-kilde kesilerek hücre yüzeyinde sergilendiğini düşünmekte idi. Bu çalışma ile hücrede protein parçacıklarının da kesilerek birleştirilebildiği bir mekanizmanın da sıklıkla kullanıldığı ortaya çıktı. Bu kesilip birleştirilen epitoplar, bağışıklık sistemine (Hücreleri taraması için) daha fazla imkan sunmakta ve böylece bağışıklık sisteminin enfeksi-yonlu hücreleri tanıma olasılığını arttırmaktadır. Diğer yandan ise karıştırılarak yeni kombinasyonlarda hücre yüzeyinde sergilenen bu epitoplar, bazı hücrelerin bağışıklık sistemi tarafından yanlış tanımlanmasının da olasılığını arttırmaktadır. 

Bu araştırma insan bağışıklık sisteminin işleyiş mekanizmalarından birini ortaya çıkarması bakımından oldukça önemli.  Araştırmacılar ortaya çıkarılan bu yeni mekanizma ile Multiple Skleroz, Tip 1 Diyabet, Lupus gibi insan bağışıklık sisteminin kendi hücrelerini “yabancı” olarak tanımladığı otoimmün hastalıkların oluşum mekanizmalarının daha iyi anlaşılabileceğini, yeni immünoterapilerin, aşıların geliştirilebileceğini ummakta. 

* Okuyucuya küçük bir not: Genom kelimesinin kökenini ve ilk kullanımını araştırırken ilginç tarihsel bilgilerle karşılaştım. Genom ismi aslında ilk defa 1920 yılında Botanikçi Hans Winkler tarafında kullanılmış. Winkler’in sırasıyla gen ve kromozom anlamına  gelen İngilizce “gene” ile “chromosome” sözcüklerini birleştirerek  genom anlamına gelen “genome” sözcüğünü oluşturduğu düşünülmekte.  Winkler’in 1937 yılında Hitler’in partisi NSDAP’a (Nasyonal Sosyalist Alman İşçi Partisi) katıldığı da bilinmekte. (Noguera-Solano et al., Genome: twisting stories with DNA, Endeavour (2013) 37 (4):213-219;https://en.wikipedia.org/wiki/Hans_Winkler)

Michele Mishto et al. A large fraction of HLA class I ligands are proteasome-generated spliced peptides. Science, October 2016 DOI: 10.1126/science.aaf4384

Imperial College London. “Overlooked molecules could revolutionize our understanding of the immune system.” ScienceDaily. ScienceDaily, 20 October 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161020141101.htm>.