Həddindən artıq spirtli içki qəbulu qaraciyərin ən diqqətəlayiq qabiliyyətlərindən birinə, yəni zədədən sonra özünü bərpa etməyə və bərpa etməyə mane ola bilər. Yeni tədqiqatlar göstərir ki, spirtli içki ilə əlaqəli zədələnmə qaraciyər hüceyrələrini anormal orta vəziyyətdə saxlaya bilər, insan içkini dayandırdıqdan sonra belə normal fəaliyyət göstərə və ya regenerasiya prosesini tamamlaya bilməz.

İllinoys Urbana-Champaign Universiteti, Duke Universiteti və Chan Zuckerberg Biohub Chicago tədqiqatçıları bu hüceyrə limbosunun, hüceyrələrin genetik təlimatları işləyən zülallara çevirmək üçün istifadə etdiyi vacib bir mərhələ olan RNT splaysinqini pozan iltihabdan qaynaqlandığını aşkar etdilər.

“Nature Communications” jurnalında dərc olunan tədqiqatın nəticələri , alkoqol ilə əlaqəli ağır qaraciyər xəstəliyinin diaqnozu və potensial müalicəsi üçün yeni yollara işarə edə bilər.

Qaraciyər niyə özünü bərpa etməyi dayandırır

Qaraciyər əsas insan orqanları arasında qeyri-adi haldır, çünki əhəmiyyətli zədələnmədən və ya hətta qismən çıxarıldıqdan sonra bərpa oluna bilir. Normal şəraitdə sağ qalan qaraciyər hüceyrələri müvəqqəti olaraq kimliklərini dəyişə, çoxala və sonra itirilmiş toxumanı bərpa etmək üçün yenidən yetkinləşə bilər.

Bu qabiliyyət, dünyada qaraciyərlə əlaqəli ölümlərin əsas səbəbi olan və hər il təxminən 3 milyon ölümlə əlaqəli olan alkoqolla əlaqəli qaraciyər xəstəliyində pozula bilər.

“Biz bilirdik ki, alkoqollu hepatit və sirrozlu xəstələrdə, hətta xəstə spirtli içki qəbulunu dayandırdıqda belə, qaraciyərin fəaliyyətini dayandırır və bərpasını dayandırır, amma bunun səbəbini bilmirdik”, – tədqiqata Dyuk Universiteti Tibb Məktəbinin professoru Anna Mey Diel ilə birlikdə rəhbərlik edən I.U. biokimya professoru Auinash Kalsotra bildirib. “Xəstə bu xəstəliklərdə qaraciyər çatışmazlığı mərhələsinə çatdıqdan sonra yeganə həyat qurtaran müalicə variantı transplantasiyadır. Amma bu qaraciyərlərin niyə sıradan çıxdığını başa düşsəydik, bəlkə də müdaxilə edə bilərdik.”

Kalsotra və Diehl illərdir qaraciyərin özünü yenidən qurmasına imkan verən molekulyar prosesləri öyrənirlər. Onların əvvəlki işləri göstərib ki, bərpa olunan qaraciyər hüceyrələri müvəqqəti olaraq hansı genləri istifadə etdiklərini yenidən proqramlaşdırır.

Bərpa prosesinə başlamaq üçün yetkin qaraciyər hüceyrələri fetusa bənzər progenitor vəziyyətinə qayıdır. Progenitor hüceyrələr bölünə və yeni toxuma yarada bilən daha az ixtisaslaşmış hüceyrələrdir. Çoxaldıqdan sonra hüceyrələr normal olaraq bu prosesi tərsinə çevirir və yenidən yetkin, tam funksional qaraciyər hüceyrələrinə çevrilirlər.

Bu əvvəlki kəşf tədqiqatçıları alkoqolla əlaqəli qaraciyər xəstəliyində bu regenerativ dövrdə nəyin səhv olduğunu soruşmağa vadar etdi.

Qaraciyər Hüceyrələri Həddən Artıq Qalmış

Komanda sağlam qaraciyər nümunələrini alkoqolla əlaqəli hepatit və ya sirrozlu insanların qaraciyər toxuması ilə müqayisə etdi. Xəstə nümunələr Milli Səhiyyə İnstitutlarının bir hissəsi olan Alkoqolizm və Alkoqolizm üzrə Milli İnstitutun dəstəklədiyi təşəbbüs vasitəsilə Cons Hopkins Universiteti Xəstəxanasından əldə edildi.

Tezliklə diqqət çəkən bir nümunə ortaya çıxdı.

Xəstə qaraciyərlərdəki hüceyrələr yetkin vəziyyətlərindən uzaqlaşaraq regenerativ vəziyyətə doğru irəliləməyə başlamışdılar, lakin keçidi başa çatdıra bilməmişdilər. Bunun əvəzinə, ikisi arasında ilişib qalmışdılar.

Tədqiqatın həmmüəllifləri olan IU aspirantları Ullas Chembazhi və Sushant Bangru bildiriblər ki, “Onlar nə funksional yetkin hüceyrələr, nə də proliferativ progenitor hüceyrələrdir. Fəaliyyət göstərmədikləri üçün qalan hüceyrələrə daha çox təzyiq yaranır. Beləliklə, onlar bərpa olunmağa çalışırlar və hamısı bu məhsuldar olmayan kvazi-progenitor vəziyyətinə düşür və qaraciyər çatışmazlığına səbəb olan da budur”.

Nəticə zərərli bir dövrdür. Daha çox hüceyrə bu məhsuldar olmayan vəziyyətə düşdükcə, qaraciyərin normal işini yerinə yetirmək üçün daha az hüceyrə qalır. Qalan sağlam hüceyrələr daha böyük tələblərlə üzləşir və bərpa olunmağa çalışırlar, lakin sonradan tələyə düşmək riski ilə üzləşirlər.

RNT Splaysinqi Əsas Problem Kimi Ortaya Çıxır

Hüceyrələrin regenerasiyasını tamamlamasına nəyin mane olduğunu anlamaq üçün tədqiqatçılar qaraciyər hüceyrələrinin içərisində istehsal olunan zülalları, eləcə də DNT-dən bu zülalları quran hüceyrə mexanizminə genetik təlimatlar daşıyan RNT molekullarını araşdırdılar.

RNT, DNT-də saxlanılan genetik kodla hüceyrənin işinin çox hissəsini yerinə yetirən zülallar arasında vasitəçi rolunu oynayır. Bir çox RNT molekulundan istifadə edilməzdən əvvəl, onların hissələri kəsilməli və RNT splaysinqi adlanan bir prosesdə birləşdirilməlidir.

Bu redaktə addımı vacibdir, çünki RNT seqmentlərinin müxtəlif kombinasiyaları fərqli funksiyalara malik zülallar istehsal edə və ya onları hüceyrə daxilində fərqli yerlərə yönəldə bilər.

Bir çox tədqiqatlarda olduğu kimi, sadəcə RNT və zülalın ümumi miqdarını ölçmək əvəzinə, Kalsotranın komandası RNT fraqmentlərinin necə birləşdirildiyini araşdırmaq üçün dərin RNT ardıcıllığı və hesablama analizindən istifadə etdi.

İllinoys ştatındakı Karl R. Voese adına Genom Biologiya İnstitutu ilə əlaqəli olan Kalsotra bildirib ki, “Nümunələri müqayisə edərkən, RNT-nin minlərlə gendə alkoqolla əlaqəli qaraciyər xəstəliyində geniş şəkildə səhv yerləşdirildiyini və zülalların əsas funksiyalarına təsir etdiyini gördük”.

Problemin miqyası böyük idi. Minlərlə gendə səhv splaysinq meydana çıxdı və bu da zədələnmiş qaraciyər hüceyrələrində zülalların necə vacib funksiyasını dəyişdirə bilərdi.

Əskik Zülal Zərəri İzah Etməyə Kömək Edə Bilər

Tədqiqatçılar bu geniş yayılmış səhvlərin mümkün səbəblərindən birini müəyyən etdilər: ESRP2 adlı bir zülalın aşağı səviyyəsi.

ESRP2 RNT-yə bağlanır və düzgün şəkildə birləşməsi təmin edilir. Alkoqoldan zədələnmiş qaraciyər hüceyrələrində tədqiqatçılar ESRP2-nin çatışmazlığını aşkar etdilər.

Nəticələr yalnız bir zülalın istehsal olunub-olunmaması ilə məhdudlaşmırdı. Bir çox hallarda, RNT səhvləri zülallara hüceyrənin içərisində hara getməli olduqlarını göstərən molekulyar təlimatları dəyişdirdi.

“Zülallar hüceyrədə çox spesifik bir yerdə fəaliyyət göstərir və bu, zülalın içərisindəki ardıcıllıqlar tərəfindən idarə olunur və zülalın həmin yerə çatdırılmasını təmin edir. Bir çox hallarda zülalın hüceyrə daxilində harada yerləşdiyini müəyyən edən ardıcıllığın səhv birləşdirildiyini aşkar etdik. Buna görə də apardığımız çoxsaylı analizləri aparmağımız vacib idi”, – deyə Çan Zuckerberg Biohub Chicago-nun üzvü Kalsotra bildirib. “Eyni miqdarda RNT və zülal var idi, lakin zülal funksiya yerinə yetirmək üçün lazımi yerdə deyildi. Yanlış birləşdirmə səbəbindən məhsuldar qaraciyərin bərpası üçün tələb olunan əsas zülallar nüvədə olmalı olduqları halda sitoplazmada ilişib qalırdı.”

Nüvə hüceyrənin DNT-sini ehtiva edir və gen fəaliyyətinin tənzimlənməsində mərkəzi rol oynayır. Sitoplazma bir çox digər hüceyrə proseslərinin baş verdiyi ətraf ərazidir. Regenerasiya üçün lazım olan zülallar nüvəyə çatmaq əvəzinə sitoplazmada qalırsa, normal miqdarda mövcud ola bilər, lakin nəzərdə tutulan işlərini yerinə yetirə bilmirlər.

Siçan təcrübələri ESRP2 əlaqəsini gücləndirir

ESRP2 itkisinin regenerasiya uğursuzluğuna səbəb olub-olmadığını yoxlamaq üçün tədqiqatçılar zülalı istehsal edən gendən məhrum olan siçanları araşdırdılar.

Bu heyvanlarda qaraciyər zədələnməsi və uğursuz regenerasiya nümunələri inkişaf etmişdir ki, bu da alimlərin alkoqolla əlaqəli inkişaf etmiş hepatitli insanlarda müşahidə etdiklərinə bənzəyir.

Bu, başqa bir vacib sualı doğurdu: ESRP2 ilk növbədə niyə azaldıldı?

Tədqiqatçılar problemi iltihaba bağladılar.

Spirt qaraciyər tərəfindən emal edildikdə, toxumalara zərər verə və immun hüceyrələrini və qaraciyərin dəstəkləyici hüceyrələrini təsirlənmiş bölgələrə cəlb edə bilər. Tədqiqata görə, bu hüceyrələr yüksək səviyyədə iltihab faktorları və böyümə faktorları ifraz edir.

Tədqiqatçılar bu siqnalların həm ESRP2 istehsalını, həm də fəaliyyətini basdırdığını aşkar etdilər.

İltihabın qarşısının alınması Normal birləşməni bərpa edir

Daha sonra komanda bu iltihab siqnallarından birinin kəsilməsinin problemi aradan qaldıra biləcəyini sınaqdan keçirdi.

Qaraciyər hüceyrələrinin laboratoriya kulturalarında tədqiqatçılar iltihabı artıran bir amilin reseptorunu bloklayan bir molekuldan istifadə etdilər. Müalicədən sonra ESRP2 səviyyələri bərpa olundu və RNT birləşməsi daha normal hala gəldi.

Bu nəticə göstərir ki, bu yol potensial müalicə hədəfinə çevrilə bilər. Gələcək müalicələr zədələnmiş qaraciyər toxumasını birbaşa əvəz etməyə çalışmaq əvəzinə, hüceyrələrin bərpasını tamamlamasına mane olan iltihab siqnallarını kəsməyə çalışa bilər.

Tədqiqatçılar həmçinin potensial diaqnostik istifadəni də görürlər. Qeyri-adi şəkildə birləşdirilmiş RNT molekulları potensial olaraq alkoqolla əlaqəli qaraciyər xəstəliyini müəyyən etməyə və ya izləməyə kömək edən bioloji markerlər kimi xidmət edə bilər.

Kalsotra dedi: “Ümid edirəm ki, bu tapıntılar gələcək klinik tədqiqatlar üçün başlanğıc nöqtəsi olacaq. Bu səhv birləşdirilmiş RNT-lərdən diaqnostik markerlər kimi istifadə edə və ya iltihabı cilovlaya biləcək müalicələr hazırlaya bilərik. Əgər birləşdirmə qüsurlarını düzəldə bilsək, bəlkə də sağalmanı yaxşılaşdıra və zədələnmiş qaraciyərləri bərpa edə bilərik”.

Tədqiqat Qrupu və Dəstək

Tədqiqat qrupuna həmçinin İncəsənət Universitetinin biokimya üzrə aspirantları Diptatanu Das və Subhaşis Natua; İncəsənət Universitetinin bakalavr tələbələri Katelyn Toohill, Ishita Purwar və Anuprova Bhowmik; Cons Hopkins Universitetinin Tibb Məktəbindən Brandon Peiffer və Zhaoli Sun; Şimal-Qərb Universitetindən Aurelia Leona və Yogesh Goyal və Duke Universitetinin Tibb Məktəbindən Rajesh Dutta daxil idi.

Milli Səhiyyə İnstitutları, Çan-Zukerberq Biohub Çikaqo, Dyuk Fondu və Əzələ Distrofiyası Assosiasiyası bu işi dəstəkləyib. Milli Səhiyyə İnstitutları bu işi R01-AA010154, R01-HL126845, R21-HD104039, R01-AA010154, 5R01-DK077794, 1R56-DK1343340 və R24 AA025017 qrantları vasitəsilə dəstəkləyib.