MRNA’ya dayalı ilaç geliştirme

Araştırmacılar, DNA, RNA veya proteinler gibi biyomoleküllerin yapısını belirlemek için en modern fiziksel yöntemleri kullanır. Bundan elde edilen bilgi daha sonra diğer şeylerin yanı sıra yeni aşıların ve ilaçların geliştirilmesine katkıda bulunur. Bu yöntemlerden biri, DESY araştırma merkezindeki PETRA III senkrotron kaynağındaki araştırmacılar tarafından kullanılan X-ışınları ile küçük açılı saçılmadır. Hamburg’daki Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Martin Schroer, Welt der Physik ile yaptığı bir röportajda, bu yöntemlerin koronavirüse karşı uygun aşı arayışına da nasıl yardımcı olduğunu açıklıyor.

Küçük açılı saçılma ile hangi yapıları araştırıyorsunuz?

Martin Schroer: Teknolojimiz, proteinler gibi makromoleküller adı verilen çok büyük moleküllerin yapısı hakkında birçok önemli bulgu sağlıyor. Görüntülerimizin analizi, diğer şeylerin yanı sıra, bazı makromoleküllerin birbirine ne kadar yakın olduğunu gösteriyor. Moleküler yapıdaki hızlı değişiklikleri de gözlemleyebiliriz, örneğin bir proteinin belirli bir aktif bileşene tepki verip vermediğini. X-ışını küçük açılı saçılmasının özel yanı, makromolekülleri çözelti içinde inceleyebilmemizdir. Bu bize bu maddelerin gerçek davranışının vücutta nasıl gerçekleştiğine dair bilgi verir.

Esas olarak hangi örnekleri inceliyorsunuz?

Bunlar çok farklı örnekler olabilir. Malzeme bilimi analizleri de var. Ancak işimizin odak noktası biyolojik, tıbbi ve farmakolojik araştırmadır. Koronavirüse karşı yeni aşı gibi mRNA’ya dayalı ilaçlar geliştiren Mainz Üniversitesi ve BioNTech şirketi ile uzun yıllardır çalışıyoruz. Deneyimizdeki araştırmalarla, BioNTech’teki meslektaşlar, yeni terapötiklerin geliştirilmesinde kullanılan nanopartiküllerin temel yapısal özelliklerine ilişkin önemli bilgiler edindiler.

Bu nanopartiküllerin işlevi nedir?

Yakın zamanda onaylanan aşılar, yeni mRNA teknolojisine dayanmaktadır. Bu durumda, kullanılan mRNA, virüsün inşa edildiği belirli protein parçalarının taslağıdır. MRNA insan hücrelerine getirildiğinde, zararsız virüs parçaları üretirler ve böylece daha sonra tüm virüse karşı koruyan bir bağışıklık reaksiyonunu tetiklerler. Ancak saf mRNA vücutta hızla parçalanır ve bu nedenle bu etkiye sahip olmaz. Bu nedenle vücutta stabil olan ve uygun insan hücreleri tarafından emilen küçük nanopartiküller halinde paketlenirler. Küçük açılı saçılma artık gerçek koşullar altında nanopartiküller hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Bundan, nanopartiküllerin neye benzemesi gerektiği, mRNA’nın içlerinde ne kadar yoğun olması gerektiği ve hücrelere emildiklerinde yapının nasıl değiştiği anlaşılabilir. Bu tür çeşitli nanopartiküllerin analizinde Mainz ve BioNTech Üniversitesinden kullanıcılarımızı destekledik.

Bunun için küçük açılı saçılma nasıl kullanılabilir?

DESY araştırma merkezinde PETRA III senkrotron kaynağından alınan nispeten yüksek enerjili X-ışınları ile çalışıyoruz. X-ışınları bir ışın tüpü içinde EMBL ölçüm istasyonu P12’deki deneyimize yönlendirilir ve burada incelenecek maddeleri içeren bir sıvının aktığı küçük bir tüpe çarparlar. X ışını ışınının bir kısmı numune ile etkileşime girer ve belirli, küçük bir açıyla onun tarafından saptırılır. Bu kısım, daha sonra özel bir X-ışını detektörü ile ölçtüğümüz, saçılma görüntüsü olarak adlandırılan, numunenin yapısına özgü bir model sağlar. Numunenin yapısı hakkında sonuçlar daha sonra bu ölçümlerden çıkarılabilir.

Küçük açılı saçılmanın avantajları ve dezavantajları nelerdir?

Biyolojik makromolekülleri doğal ortamlarında görüntüleyebilmenin yanı sıra, zaman alan numune hazırlama ile de uğraşmak zorunda değiliz. Bizim mahallemizde burada uygulanan X-ışını kristalografisi gibi diğer bazı yöntemlerle aynı yüksek atomik çözünürlüğü elde edemiyoruz. Bu nedenle, moleküller için kesin bir atomik şablon sağlayamıyoruz. Bununla birlikte, birçok makromolekül, kristalografik yöntemler için temel gereksinim olan ilk etapta kristalleştirilemez. Nihayetinde, tüm bu farklı yöntemler, karmaşık biyokimyasal süreçleri daha iyi anlamak için birlikte çalışır – birçok yapı taşı genel resmi sağlar.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir