Geliştirilen yeni kimyasal yöntem, zor çözünen proteinlerin laboratuvarda üretimini mümkün kılarak bilim dünyasında önemli bir dönüm noktası yaratıyor. İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü ETH Zurich’ten kimyagerler, bor atomu içeren benzersiz bir bileşiği kullanarak, protein sentezinde karşılaşılan temel zorluğu aşmayı başardı. Bu yöntem, kanser tedavisi gibi hassas tıbbi uygulamalarda kullanılabilecek özel protein terapilerinin geliştirilmesine kapı aralıyor.
Modern tıpta kritik öneme sahip pek çok protein, özellikle de hücre zarına bağlanarak görev yapan reseptörler, kimyasal açıdan çözünürlüğü düşük olduğundan üretimleri büyük sıkıntılar yaratıyor. Bu tür proteinler belirli bir yoğunluğun üzerine çıktığında bir araya gelip işlevlerini kaybedebiliyorlar. Dolayısıyla, laboratuvarda sentetik olarak bu proteinlerin çoğaltılması güçleşiyor. Çünkü laboratuvar ortamında, protein parçalarının birleştirilmesi için kullanılan yöntemler ancak yeterince yüksek çözeltide gerçekleşebiliyor.
ETH Zurich’te Jeffrey Bode liderliğindeki ekip ise bor elementinin kimyasal özelliklerinden faydalanarak, bu sınırı aşan yeni bir sentez yöntemi geliştirdi. Araştırmacılar, bor atomlarının karbon bazlı moleküllere eklenmesiyle gerçekleşen reaksiyonun hızını 1000 kat artırdı ve böylece protein parçalarının çok daha düşük konsantrasyonlarda bile etkili bir şekilde bağlanmasını sağladı. Bode, “Klasik karbon bazlı yöntemlerde reaksiyon hızının sınırı vardı. Bor bazlı yeni kimyasallar kullanarak, daha önce mümkün olmayan hızlı ve etkili biyomolekül bağlama reaksiyonlarına ulaştık” ifadelerini kullandı.
Bor, doğada yaygın olmayan ancak reaksiyonlarda benzersiz davranışlar sergileyen bir metaloid. Metal ile bağlandığında yüksek sertlikte alaşımlar oluştururken, karbon, oksijen veya azotla birleştiğinde yeni ve sıradışı reaksiyon özellikleri gösteriyor. 2010 Nobel Kimya Ödülü’nün bu tür bor temelli reaksiyonların geliştirilmesine verilmesi, alanın ne kadar yenilikçi olduğunu ortaya koyuyor.
ETH araştırmacıları, bor iyonlarının asitli ortamda bozulmasını engellemek için uzun yıllar koruyucu bir kimyasal yapıyı hayata geçirmek için uğraştı. Nihayetinde, doktora öğrencilerinin deneme yanılma yöntemiyle ulaştığı üç yönlü koruma mekanizması sayesinde borun hassas kimyasal yapısı laboratuvar robotlarının zorlu koşullarına dayanıklı hale getirildi. Bu buluş, otomatik protein sentez robotlarının bu yeni sentez yöntemini kullanabilmesini mümkün kıldı.
Yeni yöntem sadece zor çözünen proteinlerin sentezini kolaylaştırmakla kalmıyor; aynı zamanda istenen pozisyona yapay amino asitlerin yerleştirilmesine de imkan tanıyor. Bu da proteinlere hedefe yönelik ilaç bağlanmasını sağlayarak, kanser tedavisinde güçlü ve seçici antibiyotik-ilaç konjugatlarının geliştirilmesini destekliyor. Böylece, sağlıklı dokulara zarar vermeden kansere karşı etkili tedavi yöntemleri oluşturulabiliyor.
Bu yöntem klinikte henüz yaygın olarak kullanılmasa da ETH Zurich’in teknoloji tabanlı şirketlerinden Bright Peak Therapeutics, yöntemi kanser immünoterapileri üzerine uygulayarak ilk klinik denemelerini başlattı. Bor temelli bu yeni teknik, gelecekte hem ilaç geliştirme süreçlerinde hız ve verimlilik sağlayacak hem de kanser gibi zor hastalıklara karşı yeni nesil moleküler tedavilerin kapısını aralayacak potansiyele sahip. Bilim insanları, önümüzdeki yıllarda bu alandaki gelişmelerin sağlık endüstrisinde ciddi ilerlemeler getireceğini öngörüyor.
📎 Kaynak: phys.org
