Pandemi öncesi gelişmiş ülkelerin başlıca popüler gündemi olan uzay çalışmaları askeri veya global iletişim (internet, TV), ulaşım (GPS) konuları için gerekli olmakla birlikte bilim ve teknolojinin heyecanla hızla ilerlediği bir süreçtir. Özellikle uzay turizmi ve Mars’ta kolonileşme çoğunluğumuz tarafından bilinen bir proje olsa uzay madenciliği ve bu yazının asıl konusu diyebileceğim uzayda üretim ve bilim bu çalışmaların asıl ve bilinmeyen gündemidir.
Peki yeryüzündeki bilimi uzaya taşıyan sebep nedir ? Tabii ki de cevap : Yerçekimi. Bazı biyoteknolojik ilaçlar yerçekimsiz ortamda daha başarılı şekilde üretilebiliyor. İlaçlar genel anlamda aşırı aktif bir proteini inhibe eder. Örneğin, aşırı aktif kinaz enzimleri, hücrelere stasyoner fazında bölünmeleri için sinyal verir ve bu kansere yol açabilir. Hedef proteinin yapısı iyi karakterize edildiğinde bu hedefe karşı bir inhibitör ilaç geliştirmek çok daha başarılı olur.
Daha Kaliteli Protein Kristalizasyonu
Protein yapısını belirlemek için, araştırmacıların önce proteinin kristalize bir formunu elde etmelidir fakat bu yerçekimli ortamda pek de mümkün olmayan bir durumdur. Bu sebepledir ki uzayda, mikro yerçekimli ortamda, biyoteknoloji çalışmaları yapılmaktadır. Bir ilaç firması NASA ile işbirliği içinde protein kristalizasyon deneyleri yürütüyor. Ayrıca mikro yerçekiminin biyolojik ilaç formülasyonu için çok önemli olan protein dondurarak kurutma ve katı-sıvı-gaz karışımı işleme sürecini kolaylaştırma potansiyelini araştırılıyor. Bir başka çalışmada ise bir bağışıklık kontrol noktası inhibitörü ilacının formülasyonunu ve dağıtımını geliştirmek amacıyla protein kristalizasyon çalışmaları yürütüyor Yapılan çalışmalar mikro yerçekiminde üretilen protein kristallerinin kalitesinin ve boyutunun genellikle Dünyada yapılanlardan çok daha yüksek olduğunu göstermiştir [1].
Osteoporoz Tedavisi
Mikrogravite araştırmalarıyla en çok ilişkilendirilen terapötik alan, kemiklerin zayıf, kırılgan ve kolayca kırılmasına neden olan osteoporoz hastalığıdır. Sağlıklı insanlarda kemik hücreleri sürekli olarak yıkıma uğrar ve yenilenir. Kemiklerdeki yıkım yenilenme hızından fazla ise, kemik kütlesi kaybı olan osteoporoza rahatsızlığı ortaya çıkar. Yerçekimsiz ortama uzun süre maruz kalan astronotlarda kemiklerinde ciddi zayıflama olduğu görülmüş bu durumdan yola çıkarak da uzayda osteoporoz hastalığına karşı çeşitli araştırmalar yapılmaya başlanmıştır.
FDA onaylı bir osteoporoz ilacı olan Prolia, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki (ISS) farelerde test edildi. Prolia kemiği parçalayan hücreleri inhibe eden bir monoklonal antikordur [1].
T Hücreleri
Bağışıklık sisteminin belirli hücreleri, yaşla birlikte yanlış davranma eğilimi gösterir ve yaşlıları hastalıklara karşı daha savunmasız hale getirir. Bu durum uzay uçuşu sırasında gözlemlenmiştir ve bağışıklık sistemindeki değişiklikler, T hücresi davranışı da dahil olmak üzere, uzayda hızla meydana gelir. Bozulmuş T hücresi aktivasyonu ve hızlı T hücresi üretimi bu değişiklikler arasındadır. Araştırmacılar bağışıklık sistemimizin yaşlandıkça nasıl değiştiğini daha iyi anlamak için mikro yerçekiminin bağışıklık hücreleri üzerindeki etkilerini inceliyorlar. Bu çalışmadan elde edilen sonuçların genel nüfus için geçerli olacağını umuyorlar.
Leukin-2, uzay istasyonunda bir santrifüjde yapay yerçekimi kontrol örnekleriyle mikro yerçekiminde yan yana T-hücresi aktivasyonunu karşılaştıran ilk çalışmadır. Sağlıklı donörlerden alınan modifiye edilmemiş T-hücreleri 30 günlük bir uzay yolculuğuna çıkartılmıştır. Örnekler Dünya'ya döndüğünde, bilim ekibi, gen ekspresyonu ve protein sentezindeki değişiklikler için uzay yolculuğuna çıkan örnekleri ve yeryüzünde bulundurdukları kontrol örneklerini analiz etmişlerdir. Bunun sonucunda beklendiği gibi uzaya gönderilen örnekler bağışıklık sistemi baskılanmış yaşlı bireylerden alınan T-hücreleriyle aynı özellikleri göstermiştir. Ayrıca, hücresel davranışı etkileyen ancak bir proteini kodlamayan küçük bir RNA molekülü olan mikroRNA olarak bilinen bir molekül türü için numuneler de incelenmiş ve en az bir tür mikroRNA’a yerçekimi kaynaklı değişiklikler görülmüştür. MikroRNA'lar, genleri düzenlediği bilindiği için farmasötik gelişim için umut verici adaylardır. MikroRNA'ları kullanarak bağışıklık sisteminin düzenlenmesi için yeni yollar bulunabilir. Bu sayede de bağışıklığı baskılanmış hastalar için bağışıklık tepkisini artıracak ilaçlar geliştirebilir veya otoimmün ve inflamatuar hastalıkları tedavisi gerçekleştirilebilir [2].
Aşı Çalışmaları
Uluslararası Uzay İstasyonu’nda yapılanlar çalışmalar uzay ortamının, mikrobiyal büyüme oranlarındaki değişiklikler, antibiyotik direnci, konak dokusunun mikrobiyal istilası, organizma virülansı ve mikrop içindeki genetik değişiklikler dahil olmak üzere, bulaşıcı hastalıklarla doğrudan ilgili olan mikrobiyal hücrelerde önemli değişikliklere neden olduğu gösterilmiştir. (Wilson ve diğerleri, 2007, 2008). Bu mikro yerçekimi kaynaklı değişikliklerin her birinden elde edilen bilgiler, aşılar dahil olmak üzere yeni ve gelişmiş terapötiklerin yanı sıra özellikle patojeni yok etmeyi amaçlayan biyolojik ve farmasötik ajanlar geliştirmek için önemli birer fırsattır. Organizmaların uzayda artan virülansı sağlayan bileşenlerini tanımlanabilir ve daha sonra bu bilgileri aşılar dahil antimikrobiyal terapötikler için hedefleri belirlemek için uygulanabilir.
Salmonella bakterileri üzerine araştırmalar, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda uzay mekiği görevlerinde 2006'dan 2008'e kadar yürütülmüştür. Bu çalışmalar sonucu bu organizmanın virülansının mikro yerçekiminde arttığını göstermiştir. Salmonella araştırması, bu patojen için potansiyel bir aday aşının keşfi ile sonuçlanmıştır. Dünya çapında, Salmonella ishali bebek ölümlerinin ilk üç nedeninden biri olmaya devam etmekte, bu nedenle bir aşı, gelişmekte olan ülkelerde sağlıkta etkili ilerlemeler sağlayabilir.
Bu uzay tabanlı araştırmaların hepsi Uluslararası Uzay İstasyonunun Ulusal Laboratuvar olarak Dünya'nın yararına kullanılabilecek değerli bir kaynak olduğunun ispatıdır [3].
KAYNAKÇA
[1] Biotech in Space, Emily Burke, PhD , Jul 12, 2018
[2] For an Immune Cell, Microgravity Mimics Aging, Kristine Rainey, 21.04.2014 “https://www.nasa.gov/”
[3] Vaccine Development, 12.08.2021 tarihinde “https://www.nasa.gov/” sitesinden esinlenilmiştir
Görseller
Biyoteknolojinin Bilim Kurguyla Buluştuğu 5 Gerçek Uygulama, İsmail YİĞİT, 25.02.2018, “www.bilimkurgukulubu.com”
Yerçekimi (Kütle Çekimi) Nedir, Özellikleri Nelerdir?, Berk TURGUT, 2020, “https://beyinsizler.net/”
Protein Kristalizasyonu için Geliştirilen Yeni Yöntem, İnovatif Kimya Dergisi
NASA'dan osteoporoza tedavi, Michelle Roberts, BBC Sağlık editörü, 31.05.2012
Kanımızdaki "Seri Katiller": T Hücreleri ve Yaptıkları "Katliamın" Anlık Görüntüleri!, Osmancan Sarıyurt, 21,05.2015
Bilim insanları koronavirüs aşısı için yarışıyor!, 12.08.2021 tarihinde “www.haberturk.com” e sitesinden esinlenilmiştir
Comments