ECM Bazlı İskele, Multipl Skleroz Tedavisine Yardımcı Olabilir

  Multipl skleroz için ilaca dayalı tedaviler, hastalığın nükseden formları için – çoğunlukla iltihabı yönetmek için – lisanslı hastalık değiştirici tedavileri içerirken, bunlar sinir dejenerasyonu ile karakterize ilerleyici MS için etkili değildir.Multipl Skleroz projesinde, bu karşılanmayan klinik ihtiyacı, hücre dışı matris tabanlı bir iskele kullanan bir terapi ile ele almak için yola çıkıldı.

  AB destekli Multipl Skleroz projesi, MS ile ilişkili nöroinflamasyonun neden olduğu hasarı azaltabilecek biyolojik bir iskele geliştirdi. Geliştirilen iskele, hücrelere yapısal ve biyokimyasal destek sağlayan kolajen ve enzimler gibi doğal olarak oluşan bir moleküller ağı olan hücre dışı matristen (ECM) yapılmıştır.

 Projeye ev sahipliği yapan Galway İrlanda Ulusal Üniversitesi’nden Marie Skłodowska-Curie arkadaşı Sergio Martin Saldaña, “Bu, MS saldırılarının hem şiddetini hem de sıklığını potansiyel olarak azaltabilir” diyor. Yaklaşım ayrıca aksonlar olarak bilinen demiyelinizan sinir liflerinde ECM skar oluşumunu da önleyebilir. Proje süpervizörü Abhay Pandit, “Bildiğimiz kadarıyla, ilk kez progresif MS’i tedavi etmek için etkili bir ECM tabanlı biyomateryal tedavisi belirledik” diye ekliyor.(1)

MS

 Multipl skleroz (MS), nöronları koruyan miyelin kılıfının hasar gördüğü (demiyelinizasyon) merkezi sinir sisteminin (MSS) kronik inflamatuar bir hastalığıdır. Sinir sinyalizasyonunu bozan, diğer işlevlerin yanı sıra biliş, hareket ve duyudan ödün veren bir dizi zayıflatıcı semptomlara neden olur.

 Tedavisi olmayan, enjekte edilebilir veya oral ilaçlar sadece hastalığın ilerlemesini yavaşlatabilir ve ataklardan sonra işlevi geri getirebilir. Bununla birlikte, bunların ciddi yan etkileri olabilir, bu nedenle tedavi genellikle kişiye göre ayarlanmalıdır.(1)

ECM

  İnsan vücudu hiyerarşik biçimde düzenlenmiş kompleks bir yapıdadır. İnsan vücudu sistemlerden, sistemler organlardan, organlar dokulardan, dokular ise hücreler ve hücre dışı matristen (ECM) oluşmaktadır. Bir hücre ile çevresi veya diğer hücreler arasındaki etkileşimler, hücre yüzey proteinleri tarafından yönetilir. Hücreler biyolojik ortamlarında nanofiber formdaki proteinlerden oluşan bir ekstraselüler matris (ECM) içerisinde bulunmaktadır.

  Ekstraselüler matris, çok hücreli bir organizmada bazı hücreler tarafından salgılanan, hücreler arasını dolduran ve tanımlanmış bir alanda hücreleri tutan bağlayıcı madde olarak işlev gören çeşitli proteinler ve polisakkaritler için genel bir terimdir

  Doku mühendisliği; amaca uygun doku ve organ oluşturmak üzere canlı hücrelerin, genellikle polimerlerden oluşan doku iskelesi, üzerinde bu hücrelerin ve dokunun biyolojik işleyiş ve organizasyonunun oluşturulmasına yönelik bir multidisipliner bilim dalıdır (Uslu ve Arbak, 2010). Doku mühendisliğinde oluşturulan doku iskeleleri ECM’yi taklit edecek biçimde tasarlanmaktadır.Ekstraselüler matris, başlangıçta asal bir iskelet olarak düşünülmüş ve ana rolü mekanik kuvvet sağlamak iken, günümüzde biyolojik süreçlerin düzenlenmesinde, fiziksel koruma ve sinyallerin sağlanmasında, çoğalma, farklılaşma, oryantasyon gibi hücre davranışlarının yönlendirilmesi ve kolaylaştırılması için aktif bir rol oynayarak, hücrelerin hayatta kalmasını sağlayan üç boyutlu bir yapı olarak kabul edilmektedir.

  Temel olarak, ECM molekülleri; su, polisakkaritler ve proteinlerden oluşur ancak her doku fibroblastlar, epitel ve yağ hücreleri, proteinler gibi farklı hücresel bileşenler arasındaki doku gelişimi sırasında ortaya çıkan dinamik etkileşimlerin sonucu spesifik bir kompozisyona ve topolojiye sahip olurlar. Yani ECM molekülleri farklı organlarda farklı miktarlardadır. Beyin ve spinal kanalda çok az bulunurken kemik ve kıkırdakta çok fazla bulunmaktadır. ECM molekülleri her dokuda dokunun fonksiyonel özelliklerine göre farklı özellik taşımaktadırlar; kemik ve dişte kalsifiye (kireçleşmiş) olmuştur. Kornea da şeffaf, tendonlarda ip gibidir ve çok sağlamdır.(2)

Uygun biyomekanik özelliklere sahip ECM iskelesinin bulunması

 Multipl Skleroz projesi ECM’nin, CNS’nin korunmasında oynadığı kritik rolü gösteren çalışmalardan ilham almıştır.Birkaç molekül içermesinin yanı sıra, nöral ECM’nin ana bileşenleri, hem nöronlar hem de glial hücreler olarak bilinen nöronal olmayan hücreler tarafından sentezlenen kondroitin sülfat proteoglikanlar ve hyaluronik asit gibi polimerleri içerir. Bu moleküller normal fizyolojik koşullarda düzenlenir, ancak nöroinflamasyon ve nörodejenerasyon sırasında “yukarı regüle edilir”, yani hücresel aktivite artar ve hasara neden olur.

  Pandit, “ECM tabanlı bir yaklaşımın hasta dostu olacağını ve bir MS saldırısından sonra ECM değişikliklerini potansiyel olarak azaltabileceğini varsaydık” diyor.

  Ekip, relapsing-remitting (RRMS) fazı sırasında astrosit hücreleri tarafından sentezlenen polimerlere dayanan yeni bir yaklaşım kullanarak farklı ECM benzeri iskele formülasyonları ile deneyler yaptı.(RRMS, hastalığın en yaygın şeklidir.)

  Bu aşama, yeni semptomlar ortaya çıktığında geçici nüks veya alevlenme dönemleri ile karakterize edilir.Yanıt olarak, glial hücreler, enflamatuar yanıtı aşağı regüle ederek CNS dengesini geri kazanmak için ECM polimerlerini salgılar.

 ECM tabanlı yapı iskelelerinin CNS içinde nasıl bozulabileceğini simüle etmek için yapay beyin omurilik sıvısına yerleştirildiler ve bir ay boyunca reoloji ve elektron mikroskobu kullanılarak değerlendirildiler. Tedavinin etkinliğini test etmek ve yapı iskelesinin uyumluluğunu değerlendirmek için bir dizi beyin hücresiyle in vitro çalışmalar yapıldı.

  Farmakoloji tekniklerini ve in vitro görüntülemeyi uygulayan ekip, 7 güne kadar hiçbir formülasyonun olumsuz etkilere neden olmadığını buldu.En önemlisi, glial hücrelerdeki membran reseptörleri ile etkileşime girerek, ECM tabanlı yapı iskelesi, bu hücrelerin anti-inflamatuar bir versiyonunu teşvik etmişti. İmmünositokimya, kontrol gruplarına kıyasla karışık glial hücrelerde inflamasyonun azaldığını doğruladı.

  Martin Saldana, “Sonuçlarımız, yaklaşımımızın bir MS atağı üzerinde modülatör bir etkiye sahip olabileceğini, iltihabı azaltabileceğini ve böylece semptomları azaltabileceğini gösteriyor” diye açıklıyor.

Hızlı kullanılabilirlik

  MS, Avrupa’da 700.000’den fazla insanı etkileyen, genç yetişkinler arasında en yaygın görülen nörolojik bozukluktur. MS, günlük işleyişi etkileyerek yaşam kalitesini önemli ölçüde düşürür.

  “Bir sonraki adım, klinik öncesi MS benzeri hayvan modellerinde umut verici sonuçlarımızı doğrulamak olacaktır. Matris diğer uygulamalarda klinik olarak kullanım için zaten onaylanmış olduğundan, teknoloji hızla kullanılabilir hale gelebilir.” diyerek sözlerini sonlandırıyor Pandit.(1)

KAYNAKLAR

2- https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/464692

1- https://cordis.europa.eu/article/id/428566-extracellular-matrix-based-scaffold-could-help-treat-multiple-sclerosis

Yaren Su MELEK