21.kromozomun fazladan biг kopyasını taşıyan Down sendromu olan kişilerin belli kanser türlerine normalden çok daha az oranda yakalandığı bilim insanlarınca yıllardır biliniyor. Boston Çocuk Hastanesindeki araştırmacılar, Down sendromu olan bir kişinin deri hücrelerinden elde edilen kök hücreleri kullanarak kanserden korunmada etkili olan geni tespit ettiler.
Araştırmacılar Nature’da yayımladıkları sonuçlarının kanser tedavisi için ümit vaat edici hedefler ortaya koyduğunu düşünüyor. Ayrıca kök hücre biyologlarına göre bu çalışma aynı zamanda artmakta olan bir eğilimi gösteriyor: hastalığa özel kök hücrelerin, tedaviden ziyade belirli genetik hastalıkların anlaşılması için model olarak kullanılması.
Anjiyogenezi (yeni kan damarları oluşumu) durdurmanın tümörün gelişmesini engelleyebileceği yaklaşımına öncülük etmesiyle tanınan araştırmacı Judah Folkman (1933-2008), Down sendromlularda gözlemlenen düşük kanser oranının 21. kromozomdaki, anjiyogenezi engelleyen genlere dayanıyor olabileceğini öne sürmüştü. Bu nedenle Çocuk Hastanesi’nin Folkman Laboratuvarı üyesi Sandra Ryeom, 21. kromozomun kan damarı oluşumunu düzenleyen DSCR1 adlı bir proteini kodlayan bölgesine odaklandı.
Kromozomları normal bir farede, Dscr1 geninin standart iki kopyası, normal kan damarı oluşumunda kontrolü sağlamaya ancak yetecek miktarda protein üretiyor, ancak bu miktar, gelişmekte olan bir tümörün tetiklediği aşırı anjiyogenezi durdurmaya yeterli olmuyor. Oysa Ryeom, Down sendromunun yapay bir versiyonuna sahip ve dolayısıyla da Dscr1 geninin üçüncü bir kopyasını taşıyan farelerde DSCR1 proteini fazlasının anormal anjiyogenezi ve dolayısıyla tümör gelişimini kontrol altında tuttuğunu keşfetti.
Ryeom ve ekibi, DSCR1 in 21. kromozomdaki başka birkaç genle birlikte çalıştığını düşünüyorsa da bu proteinin tümörün baskılanmasında temel bir rol oynadığını gösterdi. Bir farede 21. kromozomun tamamının değil de Dscr1 geninin tek başına üçüncü kopya olarak bulunması, kanser oluşumunu baskılasa da bu baskılama Down sendromu olan faredeki kadar etkin olmadı.
Ryeom ve ekibi, söz konusu genin insanlarda görülen kanserlerle de bağlantılı olduğunu göstermek için Down sendromlu bir insanın deri hücrelerinden bir kök hücre soyu oluşturdu. Araştırmacılar, nispeten yeni bir teknik olan uyarılmış pluripotent kök hücreleri (İPS) yeniden programlama tekniğini kullanarak, başkalaşmış yetişkin hücrelerinde belirli genlerin anlatımını (genden protein üretilmesini) ve bu hücrelerin gelişim süreçlerindeki daha erken bir duruma dönmelerini sağlayabiliyorlar, bu durumdaki hücreler de çok çeşitli hücre tipleri oluşturabiliyor.
İnsan İPS hücreleri kanser gelişimi üzerine yapılan araştırmalar için uygun bir araç. Bu hücreler, bağışıklık sistemleri zayıflatılmış farelere enjekte edildiğinde çeşitli doku türlerinden oluşan karmaşık fakat iyi huylu tümörler oluşturuyor. Araştırmacılar, kromozomla n normal olan bir bireyden elde edilen İPS hücrelerini farelere verdiklerinde oluşan tümörler, kendilerini besleyebilmek için düzenli kan damarı ağları oluşturdu.Oysa Down sendromlu bir bireyden elde edilen iPS hücreleri verildiğinde oluşan tümörler neredeyse hiç kan damarı oluşturmadı.
Kök hücre yaklaşımı, araştırmacıların 21. kromozom üzerinde anjiyogenezi önleyen başka proteinlere odaklanmasına da imkân verebilir.
Ryeom ve ekibi, DSCR1 mekanizmasının tümörleri engellemedeki önemini gösterdikten sonra şimdi de bu mekanizmayı kanser ilaçlarının hedef alacağı bir alternatif olarak inceleme altına aldı. Proteini küçük parçalara ayırarak anormal kan damarı oluşumuna engel olabilecek en küçük parçayı tespit ettiler. Ryeom bu parçanın sadece kanser tedavisinde değil koruyucu ilaç olarak da kullanılabilmesini tasarlıyor.
Minesota’da Rochesterdaki Mayo Clinic Kanser Merkezi’nde biyokimya ve moleküler biyoloji profesörü olan Debabrata Mukhopadhyay ise konuya daha temkinli yaklaşıyor. DSCR1’in normal gelişimdeki görevi henüz pek anlaşılmadığı için bu biyolojik mekanizmayla oynamanın istenmeyen sonuçlar doğurabileceğini söylüyor; ancak yeni çalışmanın bu mekanizmanın çözülmesine katkıda bulunacağından da ümitli.