Nörolojik Hastalıklarda Kullanılabilecek, “Yürüyen” Moleküller Geliştirildi

Vücuttaki moleküller hidrojen bağı ve Van der Waals kuvvetleri gibi moleküller arası etkileşimler sayesinde daha büyük yapılar oluşturabilir. Bu süreç “kendi kendine kurulma” (self assembly) olarak isimlendirilir. Örneğin polipeptitlerin katlanarak proteinleri oluşturması ya da hücre bölünmesi sırasında DNA’nın histon proteinleriyle birlikte kromatin oluşturması bu duruma birer örnektir.

Vücutta kendiliğinden gerçekleşen bu durumu sentetik malzemelere uygulamak isteyen bilim insanları, 2018 yılında kendiliğinden bir araya gelen ve daha büyük yapılar oluşturabilen nanolif benzeri yapılar geliştirdi.

Nanolif yapılar

2021 yılında ise Northwestern Üniversitesinden bir grup araştırmacı, kendi kendine kurulma özelliğine sahip yeni bir biyomalzeme geliştirdi. Malzeme hidrofobik (suyu sevmeyen) ve hidrofilik (suyu seven) özelliklere sahip iki sıvının, proteinlerdeki anahtar-kilit ilişkisine benzer şekilde, birbirine bağlanarak katı hâle geçmesiyle oluşuyor. Sıvı moleküllerinin birbirine bağlanabilmesi için kendi boyutlarından binlerce kat fazla mesafeyi katetmesi gerekiyor.

Geliştirilen moleküllerin hareket sırasında açılan por benzeri boşlukları ise hücrelerin malzemenin içine girerek biyoaktif sinyallerle uyarılmasına imkân sağlıyor. 

Geliştirilen Malzeme Hastalıkların Tedavisinde Kullanılabilir

Beyin kaynaklı nörotrofik faktörü (BDNF), sinir hücrelerinin büyümesini, canlılığını ve işlevlerini sürdürebilmesini sağlayan bir proteindir. Bilim insanları, bu proteinin omurilik yaralanması geçiren ya da omuriliği ile ilgili bir hastalığa sahip olan kişilerin tedavisinde kullanılabileceğini düşünüyor. Fakat BDNF’nin üretim maliyeti hayli yüksek. Üstelik protein vücutta hızla bozuluyor.

Northwestern Üniversitesinden araştırmacılar tarafından geliştirilen malzemedeki moleküllerden biri ise BDNF proteinini taklit ederek malzeme ile etkileşimde olan sinir hücrelerinin uyarılmasını sağlıyor.  Bilim insanları geliştirilen malzemenin bu özelliğini kullanarak hastalardan alınan kök hücreleri nakil öncesi laboratuvar ortamında olgun sinir hücrelerine dönüştürmeyi hedefliyor.

Sözlük:

Polipeptit: 10 ile 100 arasında amino asit içeren amino asitler zinciri.

Kaynak:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210223110435.htm