SARS-CoV-2'nin hedefindeki hücreler

İnsan Hücre Atlası (Human Cell Atlas -HCA), temeli 2016 yılında Londra’da atılan ve farklı ülkelerden çok sayıda bilim insanından oluşan büyük bir bilimsel çalışma grubu. İnsan hücrelerinin haritalarını çıkararak, referans bir hücre atlası oluşturmaya çalışan bu büyük konsorsiyum şimdiye kadar pek çok önemli yayına imza attı. COVID-19 konsorsiyumları ile de iş birliği yapan çalışma grubu hastalığın biyolojisini SARS-CoV-2 virüsünün ve yol açtığı COVID-19 pandemisine dair bilimsel anlayışımızı geliştirmek ve derinleştirmek için çalışmalara başladı. Bu ortak çalışmalar sonucunda ortaya çıkan bilimsel yayınlardan iki tanesi Cell ve Nature Medicine dergilerinde online olarak bu hafta yayımlandı. Bu yayınların her ikisinin de bilimsel hakem süreçlerinden geçtiğinin altını çizelim*.

Bildiğiniz gibi SARS-CoV-2 virüsü, akciğerler ve hava yollarını etkiliyor. Nature Medicine dergisinde hızlı iletişim kategorisinde yayımlanan araştırma, İnsan Hücre Atlası Akciğer Biyolojik Ağı (HCA Lung Biological Network) ile çalışma grubuna üye bilimciler tarafından yürütüldü. Çalışma grubu, COVID-19 ile enfekte olmamış 20 farklı insan dokusuna ait tek hücre RNA-dizilemesi veri setlerinin analizini yaptı. Bu veri setlerinin içeriğinde akciğer, burun boşluğu, göz, bağırsak, kalp, böbrek ve karaciğer hücreleri bulunuyordu. Araştırmacılar, SARS-CoV-2’nin insan hücrelerine girişini aktifleştiren ACE-2 reseptör proteini ile spike proteinini kesen TMPRSS2 isimli proteaz enzimini kodlayan mRNA’ların hangi hücrelerde birlikte ve daha fazla üretildiğinin analizini yaptılar. Virüse ait spike proteininin insan ACE-2 reseptörüne bağlandığı, insan TMPRSS2 proteazı başta olmak üzere konak hücre proteazlarının ise spike proteinini keserek virüsün hücrelere girişini sağladığı biliniyor. Dolayısıyla bu iki proteini aynı anda ifade eden (bulunduran, üreten) hücreler, virüsün hedefinde olacaktır. Araştırmacılar, havayolunda bulunan hücreler arasında bu iki proteinin RNA’sının en fazla mukus üreten goblet hücrelerinde ve silli hücrelerde olduğunu ortaya çıkardı. Dolayısıyla araştırmacılar, virüsün büyük ihtimalle bu hücrelerden vücuda giriş yaptığını öne sürüyorlar.   

Aynı grubun ikinci araştırması ise Cell’de önemi ve konunun aciliyeti nedeniyle pre-proof (Hakem sürecinden geçmiş ancak yayın için editoryal sürecini tamamlamamış) olarak yayımlandı. Araştırmacılar insan, primat ve fare hücrelerine ait tek hücre RNA dizileme veri setlerinin analizlerini yukarıdaki çalışmaya benzer şekilde yaparak, SARS-CoV-2’nin hedefindeki spesifik hücreleri bulmaya çalıştılar. Yapılan analizlerde, ACE-2 ve TMPRSS2’yi aynı anda ifade eden hücrelerin akciğer tip II pnömositleri, ileal absorptif enterositler (İnce bağırsakta yer alan hücreler) ve yukarıdaki çalışmada da bahsi geçen nazal goblet hücreleri olduğu ortaya çıkarıldı. Bunun yanı sıra, araştırmacıların havayolu epitel hücrelerindeki  in vitro çalışmaları ACE-2 geninin interferon tarafından uyarılan bir gen olduğunu açığa çıkardı. Araştırmacılar, SARS-CoV-2’nin türe özgü interferon tarafından yönetilen ACE-2 artışını enfeksiyonu ilerletmek üzere kullanabileceğini öne sürüyor. İnterferonun viral enfeksiyonla savaşmak üzere, viral replikasyona müdahale ettiği ve bağışıklık hücrelerini harekete geçirdiği biliniyor. Aynı zamanda interferonun hücrede viral enfeksiyonla savaşta kullanılan bir dizi geni de aktifleştirdiği biliniyordu. Önceki çalışmalar, ACE-2’nin akciğer hasarına karşı bir işlevi olduğunu söylüyordu. Mevcut çalışma ile ACE2, hücrelerin interferon cevabı ile de ilk defa ilişkilendirilmiş oldu.

*Burada şöyle bir parantez açalım: Her ne kadar saydığımız bilimsel dergiler dünyanın en saygın yayınlarından sayılsa ve güvenilirlikleri yüksek olsa da bilimsel hakem süreçlerinin yüzde yüz güvenilir olamayabileceğini vurgulamak isterim. Bu nedenle, bilimde sürekli sorgulama esastır. Kaldı ki bu tarz saygın dergilerde bile başka araştırmacılar tarafından tekrarlanamayan, doğruluğu kanıtlanamayan birçok araştırma daha sonra yayından geri çekilebilmektedir. Dr. Elisabeth Bik (@microbiomdigest) gibi araştırmacıların paylaşımlarından, retractionwatch, Pubpeer gibi sitelerde hangi makalelerin geri çekildiğini, alanda çalışan diğer araştırmacıların yayın sonrası eleştiri/sorgulama süreçleri ve çalışmalara dair getirdikleri eleştirileri, bunların araştırmacılar tarafından nasıl yanıtlandığını/yanıtlanmadığını görebilir, durumu daha iyi gözlemleyebilirsiniz. @microbiomdigest gibi Twitter hesapları, hakem sürecini bir şekilde geçmiş bilimsel sahtekarlıkları ifşa etmeye çalışmaktadır. Bu hafta ülkemizdeki tartışmalar ve bilimcilerin bu konuyu toptancı ele alış biçimleri bu parantezi zorunlu kıldı.