2016 Nobel Tibb Mükafatı autofagiya tədqiqatlarına görə Yoshinori Ohsumi-yə verildi

Nobel Fiziologiya və ya Tibb Mükafatı Nobel Fondu tərəfindən fiziologiya və ya tibb sahəsində üstün kəşflər üçün ildə bir dəfə verilən mükafatdır. Alfred Nobel-in 1895-ci il vəsiyyətinə əsasən 1901-ci ildən alimlərə sahələrində seçkin töhfələrinə görə verilməyə başlamış kimya, fizika, ədəbiyyat və sülh ilə birlikdə beş Nobel mükafatından biridir. Hər laureata medal, diplom və illərə görə dəyişən pul mükafatı 10 dekabrda, Nobelin ölüm ildönümündə verilir.

2016 Nobel Fiziologiya və ya Tibb Mükafatına hüceyrə komponentlərinin parçalanması və təkrar emalının əsas prosesi autofagiyanın mexanizmlərini kəşf edib aydınlaşdıran yapon alimi Yoshinori Ohsumi layiq görülmüşdür.

Autofagiya (autofaqositoz) sözü yunanca autóphagos “özünü yemək” və kýtos “oyuq” sözlərinin birləşməsidir. 60-cı illərdə ortaya çıxan anlayış ilk müşahidə ediləndə hüceyrənin lizosom adlanan kisəyəbənzər kisəciklər yaradaraq öz tərkibini parçalamaq üçün təkrar emal bölməsinə daşıdığı və məhv edə bildiyi görülmüşdür.

90-cı illərin əvvəlinədək, Yoshinori Ohsumi-nin çörək mayaları ilə parlaq təcrübələr aparıb autofagiya üçün əsas genləri müəyyən etməsinədək bu işin anlaşılması çətin qeyri-adiliyi az bilinirdi. Sonra Yoshinori mayalarda autofagiya mexanizmlərinə işıq tutacaq və bu mürəkkəb sistemin bənzərinin hüceyrələrimizdə də istifadə edildiyini göstərəcəkdi.

Ohsumi-nin kəşfləri hüceyrə tərkibinin təkrar emalını anlamağımıza yeni yanaşma gətirmişdir. Bu, aclığa uyğunlaşma və infeksiyaya cavab kimi bir çox həyati prosesdə autofagiyanın əsas əhəmiyyətini anlamağa imkan vermişdir. Autofagiya genlərindəki mutasiyalar (gen dəyişiklikləri) xərçəng və nevroloji xəstəliklər daxil autofagiya prosesləri ilə əlaqəli bir çox xəstəliyə səbəb olur.

"Parçalanma" – Bütün canlı hüceyrələrdə mərkəzi funksiya

1950-ci illərin ortalarında alimlər karbohidratları, zülalları və yağları həzm edən fermentli yeni hüceyrə bölməsi müəyyən etmişlər. Lizosom kimi bilinən bu xüsusi bölmə hüceyrə komponentlərini parçalayan stansiya kimi işləyir. 1960-cı illərdə isə çoxlu hüceyrə komponentinin, hətta bəzən müəyyən vəzifəli bütöv hüceyrə bölməsinin lizosomlarda ola bildiyi müşahidə edilmişdir.

Hüceyrələrdə lizosomlara daşınmanı təmin edən böyük yükdaşıma üsulunun olduğu görülmüşdür. Uzun biokimyəvi və mikroskopik analizlərdən sonra parçalanma üçün lizosomlara hüceyrə yüklərini daşıyan yeni kisəcik növü tapılmışdır. Bu yeni kisəcik autofaqosom adlanır.

1970 və 1980 illərindəki araşdırmalarda zədələnmiş zülalları parçalayan başqa sistem üzərində dayanılmışdır. Proteasom adlanan bu mexanizmi izah edən tədqiqatın müəllifləri 2004 Nobel Kimya Mükafatına layiq görülmüşlər. Buna görə proteasom sistemi zülalları bir-bir parçalayır, lakin hüceyrələrin daha böyük zülal komplekslərindən və köhnəlmiş hüceyrə vahidlərindən necə qurtulduğu izah olunmamışdı. Autofagiya bu prosesə izah verir.

Dönüş yaradan təcrübə

Yoshinori Ohsumi müxtəlif araşdırma sahələrində işləmişdi, lakin 1988-də öz laboratoriyasında başlayanda insan hüceyrəsinin lizosomuna uyğun gələn zülalparçalayıcı hüceyrə vahidinə diqqət yönəltdi. Maya hüceyrələrini seçdi, onları araşdırmaq nisbətən asan idi və adətən insan hüceyrələrini modelləşdirməkdə istifadə edilirdi. Xüsusilə mürəkkəb hüceyrə proseslərində mühüm genləri müəyyən etməkdə faydalı idilər. Lakin bu, Ohsumi üçün çətinlik də idi; maya hüceyrələri kiçik idi, daxili quruluşlarını mikroskopda ayırmaq asan deyildi. Buna görə bu orqanizmdə autofagiyanın olub-olmadığından belə əmin deyildi. Ohsumi hüceyrə vahidində autofagiya aktivkən parçalanmanı dayandırmağı düşündü. Beləcə autofaqosomlar hüceyrə vahidində toplanıb mikroskopda görünməli idi. Bu məqsədlə maya hüceyrələrini kimyəvi maddəyə məruz qoyaraq genləri pozulmuş, parçalayıcı fermentləri əskik maya kulturası yaratdı və eyni vaxtda hüceyrələri ac saxlayaraq autofagiyanı stimullaşdırdı. Nəticələr diqqətçəkən idi! Saatlar içində hüceyrə vahidi parçalanmamış kiçik kisəciklərlə dolmuşdu. Bunlar autofaqosomlar idi və təcrübə maya hüceyrələrində autofagiyanın olduğunu sübut etmişdi. Daha vacibi prosesin əsas genlərini müəyyən edəcək yeni üsul tapmışdı və bu böyük dönüşün nəticələrini 1992-də dərc etdi.

Autofagiya – Hüceyrələrimizin əsas mexanizmi

Mayada autofagiya mexanizmi müəyyən edildikdən sonra başqa mühüm sual yarandı: digər orqanizmlərdə bu prosesi idarə edəcək uyğun mexanizm vardımı? Yaxın vaxtda demək olar eyni mexanizmlərin öz hüceyrələrimizdə də işlədiyi ortaya çıxdı.

Ohsumi sayəsində autofagiyanın həyati funksiyalardakı mühüm rolunu və hüceyrə komponentlərinin parçalanıb təkrar emalındakı vəzifəsini bilirik. Autofagiya komponentlərin yenilənməsi üçün lazımi quruluş vahidlərini və enerjini sürətlə təmin edir. Beləcə aclıq və hər hansı stimul zamanı hüceyrə cavabı alınır. İnfeksiyadan sonra autofagiya hüceyrədaxili bakteriya və virusları məhv edə bilər. Autofagiya embrion inkişafına və hüceyrə fərqlənməsinə töhfə verir. Hüceyrələr həmçinin zədələnmiş zülalları və hüceyrə vahidlərini aradan qaldıraraq yaşlanmanın mənfi nəticələrini önləyən kritik nəzarət mexanizmi rolunu oynayır.

Autofagiya pozulduqda isə Parkinson xəstəliyi, Tip 2 Diabet və digər narahatlıqlar irəli yaşda yaranır. Autofagiya genlərində pozuntular genetik xəstəliklərə səbəb ola bilər. Autofagiya mexanizmində pozuntular həmçinin xərçənglə əlaqələndirilir. Müxtəlif xəstəliklərdə autofagiyanı hədəfləyən dərmanların hazırlanması da son dövrün intensiv araşdırma mövzularındandır.

Autofagiya 50 ildən çox bilinsə də, həyati və tibbi əsas əhəmiyyəti 90-cı illərdə Yoshinori Ohsumi-nin qəlibləri qıran araşdırması ilə təsdiqini tapmışdır.

Autofagiya və osteoartrit

Autofagiya yaşla azalır və yaş osteoartritin əsas səbəbidir. Autofagiyanın rolu bu xəstəliyin inkişafına təsir edir. Autofagiyada iştirak edən zülallar yaş artdıqca həm insan, həm siçan oynaq qığırdaqlarında azalır. Həmçinin qığırdaq zədələri də autofagiya zülallarını azaldır. Bu nəticələr autofagiyanın oynaqlarda qoruyucu sistem olduğunu göstərir.

Autofagiya və xərçəng

Autofagiya xərçəngləşmədə çox vacibdir. Şiş basqılayıcı xüsusiyyəti erkən mərhələlərdə görünür. Xərçəngləşdirən zülallar və ya hüceyrə elementləri parçalanaraq zədələnmiş hüceyrələr aradan qaldırılır. Lakin gec mərhələlərdə xərçəng hüceyrəsi autofagiyanı “yaşamaq” üçün istifadə edir. Başqa sözlə, müalicənin yaratdığı metabolik və hüceyrə stressindən qurtulmaq üçün zədələnmiş hissələrini autofagiya ilə məhv edir. Həmçinin son araşdırmalarda xərçəngdə çoxsaylı dərman müqaviməti səbəbləri arasında autofagiya da yer alır.

Autofagiya və Parkinson xəstəliyi

Parkinson xəstəliyi ölü beyin hüceyrələrində və kök hüceyrələrində sinir sistemi toxumalarının pozuntusundan qaynaqlanır. Bir neçə genetik mutasiya xəstəlikdə təsirlidir. Bu genlərdə funksiya itkisi mitoxondri toplanmasına və zülal qruplaşmasına zərər verir, hüceyrə pozulmasına səbəb olur. Mitoxondri Parkinson xəstəliyi ilə əlaqəlidir. Mənşəyi bilinməyən Parkinson xəstəliyi adətən funksiyasız mitoxondrilər, hüceyrə stressi, autofagiya dəyişiklikləri və zülal yığıntılarından qaynaqlanır.

Başqa tədqiqatda 2-4 gün yalnız su içməklə edilən uzanmış aclığın immun sistemimizi yenidən başlada bildiyi göstərilmişdir. Dövri aclığın yuxuda olan kök hüceyrələrin immun hüceyrələrə çevrilməsini, köhnə/zədələnmişlərin təmizlənməsini də tətiklədiyi göstərilmişdir. Aclıq kimi stimullarla autofagiya aktivləşdiyi üçün orucu təqlid edən kalori məhdudlaşdırmasının xərçəng, diabet və ürək-damar xəstəlikləri üçün bir sıra risk amillərini azaldaraq daha sağlam həyata imkan yaradacağını bildirərkən autofagiyanın yaşlanmanın mənfi təsirlərini önləməkdə əhəmiyyətinə diqqət çəkirik.