Damarlarımızdaki On Yüz Bin Milyon Baloncuk: Eksozomlar
| Yasemen Kesimoğlu |
Günümüzde hastalıkların teşhisi için çok sayıda ve çeşitli yetilere sahip teknolojiler geliştirilmiştir. Kanseri göz önünde bulundurduğumuzda bu yöntemlerin pahalı ve hasta açısından konforsuz olmasının yanı sıra yanlış negatif sonuç verme ihtimalleri de tedavi sürecini olumsuz etkilemektedir. Daha hassas ve avantajlı bir yöntem arayan bilim insanları, hücre dışı vezikülleri (eksozom) biyomarker potansiyelleri açısından değerlendirmektedirler. Eksozomlar hücre zarından temel almakta ve içerisinde hastalık teşhisi açısından avantajlı bulunan protein, nükleik asit ve mikroRNA türevleri taşımaktadır. Tüm bunlara karşın hücre dışı veziküllerin eldesi ve teşhisi 6-8 saat süren oldukça karmaşık laboratuvar tekniklerini ve araçlarını gerektirmektedir.
Kanwar ve arkadaşları eksozomların eldesini kolaylaştırmak amacıyla, miktar tayini ve karakterizasyon yapabilen bir çip (ExoChip) tasarlamışlardır [Chip. 2014 Jun 7;14(11):1891-900]. Çip üzerinde eksozomları yüksek miktarlarda yakalamak için Chan ve arkadaşlarının tercih ettiği immüno affinite (anti-CD63 IgG) tekniği kullanılmıştır. Anti-CD63 antikorunun seçilme sebebi ise eksozomlarda bulunan ve seçiciliği en fazla olan protein grubu olmasıdır. Çipin yüzey alanını arttırmak için ise dairesel kuyular şeklinde tasarlanmıştır. Kuyular yan yana dizilmiş yollar şeklinde plak üzerine yerleştirilmiştir. Bu sayede farklı örneklerin eş zamanlı analizi ya da aynı örnekte farklı analizlerin gerçekleştirilmesine olanak sağlamışlardır.
Çip tarafından yakalanan eksozomlar özel bir floresan boya ile (DiO) boyanmıştır. Bu boyanın bir diğer avantajı da farklı tekniklerle görüntülenemeyen küçük boyutlu veziküllerin görüntülenmesini kolaylaştırması ve diğer floresan boya çeşitlerine nazaran tek aşamalı bir uygulama prosedürüne sahip olmasıdır. Boyama sonrası eksozomların miktar tayini için standart plaka okuyucular kullanmışlardır.
Elde edilen eksozomlar elektron mikroskobu ile incelendiğinde yeni bulgulara rastlanmıştır. Literatürde tek bir eksozomun yaklaşık 30-100 nm boyutunda olduğu yazmaktadır. Fakat ExoChip tarafından yakalanan eksozom boyutlarının ise 30-300 nm aralığında olduğu görülmüştür. Yapılan araştırmalar 300 nm boyutundaki yapının aslında farklı boyutlardaki eksozomların kümelenmesiyle oluşabileceğini göstermiştir. Bu sonuçla 100 nm boyutundaki eksozomların kümelenme eğilimine olduğu gösterilmiştir.
Eksozomları doğal bir sürecin çıktıları olarak düşünmekteyiz. Bu doğal süreçte zar trafiğini düzenleyerek eksozom oluşumuna Rab5 proteinin katkısı olduğu kesinleşmiştir. Araştırmacılar bu bilgi ışığında nano altın partiküllerini kullanarak Rab5’in çip üzerinde immüno tespitini gerçekleştirmişlerdir. Elektron mikroskobu ile yapılan ölçümler de çip izolasyonunun klasik yöntemlere benzer sonuçlar verdiği ortaya konulmuştur. Bu yöntemlerle izole edilen bir çip, 5’i sağlıklı, 5’i ise pankreas kanseri olan 10 bireyden alınan örneklerle de test edilmiştir. Eksozom salınımının kanserli bireylerde arttığı sonucunun yinelenmesinin yanı sıra teşhis için biyobelirteç görevi üstlenebileceğine vurgu yapılmıştır. Eksozomlarda protein analizi gerçekleştirildiğinde hasta bireylerde sağlıklı bireylere göre CD63 düzeyinde 3,17 kat, Rab5 düzeyinde ise 1,75 kat artış gözlemlenmiştir. Bu proteinlerin klinikopatolojik veya prognostik etkilerinin araştırmaya muhtaç olduğu söylenirken biyobelirteç potansiyelleri ise göz ardı edilemeyecek sonuçlarla desteklenmektedir.
Eksozomların kanser prognozunda onkojenlerin aktivasyonu ya da tümör baskılayıcı genlerin inaktivasyon süreçlerinde içerdikleri mikroRNA’lar ile etkili oldukları kanıtlanmıştır. Çip üzerinden elde edilen eksozomların mikroRNA açısından analizleri gerçekleştirildiğinde sağlıklı bireye göre 90 mikroRNA’nın farklı şekilde ifade edildiği görülmüştür. İfadesi değiştirilen genler için alt ve üst eşikler seçildiğinde ifadesi arttırılan hsa-miRNA-29b ve hsa-miRNA-130a proteinlerine rastlanmıştır. Bu proteinler diğer araştırmacılar tarafından da pankreas kanseri hastalarda yüksek ifade edildiği gözlemlenmiştir.
Yapılan analizler eksozomların klinik önemine vurgu yapmakla beraber biyobelirteç potansiyellerini de göz önüne sermiştir. Araştırmacılar tarafından tasarlanan bu çip ise ihtiyaç duyulan maliyeti yüksek laboratuvar şartlarını minimuma indirgemiş ve zaman tasarrufu sağlamıştır. Eksozomlar araştırılmaya ve gün ışığına çıkarılmaya ihtiyaç duyan, içinde cevherler barındıran kanımızdaki baloncuklardır.
