beyaz logo.png

Hücre Zarının Hücreler Arası İletişimindeki Rolü

Güncelleme tarihi: 9 Nis

Nurhayat Kayar- Biyoloji Öğretmeni, Muzaffer Çil Anadolu Lisesi


Neredeyse 30 yıl öncesine kadar, hücre dışı sıvıda gözlenen zar parçalarının apoptoz ve diğer hücre ölümü süreçlerinden kaynaklandığına inanılıyordu. Bu öneri son yirmi yılda giderek daha fazla sorgulandı ve şimdi yanlış olduğu biliniyor. Aslında, hücre dışı sıvı, zar parçalarıyla birlikte, ana hücrelerine yakın ve onlardan önemli ölçüde uzakta hareket eden iki tip hücre dışı kesecik (EV), eksozomlar ve ektozomlar içerir.Yakın zamana kadar, eksozomlar ve ektozomlar, her biri kendi özelliklerini sergileyen iki farklı, homojen EV türü olarak sunuldu. Uzun yıllardır inanılan bu homojenlik iddiası, yaklaşık 10 yıl önce, farklı hücrelerden salınan eksozomların paralel olarak araştırılmaya başlanmasıyla sorgulandı. Şimdiye kadar, endotel hücreleri, makrofajlar, hepatositler, adipositler ve düz ve iskelet kası lifleri dahil olmak üzere çok sayıda hücre tipi arasında eksozom heterojenliği bildirilmiştir[1].



Şekil 1: Eksozomların ve ektozomların yapısı ve bileşimi. İki EV tipinin karşılaştırmalı analizi, farklı boyutlarına ek olarak, bu EV tiplerinin hem membranlarının hem de yüklerinin kısmen de olsa birbirinden farklı olduğunu göstermektedir. Eksozomlarda (sarı ), zarlar, hem zar hem de lümen proteinlerini yakalamak için kritik öneme sahip küçük transmembran proteinleri olan tetraspaninler açısından zengindir. Aksine, yapışma proteini ICAM-1'in yalnızca eksozom zarında mevcut olduğu görülmektedir. Ektozomlarda (soluk mavi ). Zar birçok ek protein içerir ve bazı reseptörlerde, glikoproteinlerde ve metalloproteinazlarda bol miktarda bulunur. Her iki EV tipinin lümeninde sıkışan kargolar birçok protein (mor diziler) içerir. Bu proteinler arasında, bu lümen içinde yoğunlaşan veya yüksek oranda konsantre olanlar, EV'lerin tipik özelliği olarak kabul edilir; daha düşük konsantrasyonlu olanlar, EV'ler içinde hapsolmuş genel sitozol için tipik olabilir. EV yüzeyine yakın proteinler, miristoilasyon, palmitoilasyon veya diğer diziler ile plazma zarına sabitlenebilir. Her iki EV tipinin lümeninin merkezinde üç tip nükleik asit (turuncu) tasvir edilmiştir. Bu tuhaf moleküller ve işlevlerinin ardındaki mekanizma nedeniyle, EV'ler hücre fizyolojisinde özellikle önemlidir[1].


Ekzosomlar Üzerinden Hücre Hücre iletişimi


Biyojenez ve eksozomların salgılanma yolu Eksozomlar, hücre içi endositik yolun bir parçası olarak hücrelerin içinde doğal olarak oluşan ve hücre dışı boşluğa salınan nanometrik (50-200 nm)zar vezikülleridir. Doğrudan plazma zarından tomurcuklanarak üretilirler Eksozomlar, plazma zarındaki hücre dışı materyallerin endositozundan (pinositoz) hemen sonra meydana gelen erken endozom aşaması kadar erken bir zamanda gözlenir. Endositik süreç ilerledikçe, geç endozomları veya multiveziküler cisimler (MVB'ler) olarak adlandırılan daha büyük organellerin içinde daha fazla eksozom oluşur. Eksozomların oluşumu veya ayrıntılı moleküler mekanizmalar henüz anlaşılamamıştır, ancak erken ve geç endozomların sınırlayıcı zarı lümen boşluğuna girdiğinde ve dış zardan ayrıldığında oluştuğu bilinmektedir. Geç endozomlar tipik olarak lizozomlarla birleşmeye veya lizozomal enzimler tarafından kargolarının hidrolitik bozunmasına yol açarken, birçoğu bu yolu atlar ve plazma zarına yönlendirilir . Eksozom içeren geç endozomların plazma zarı ile doğrudan füzyonu, eksozomların dışa salınmasına izin verir. Plazma zarının polaritesi, ektozomların biyojenezi sırasında korunur. Ancak, normal plazma zarından farklı olarak, zarın dış yaprağında fosfatidilserin bulunur ve lipit membran çift tabakasının simetrisi daha sonra geri yüklenmez. Plazma zarındaki moleküler yeniden düzenleme, ektozomların biyojenezi sırasında meydana geliyor gibi görünmektedir; bu nedenle, kolesterol ve diasilgliserol ektozomlarda oldukça zengindir ve eksozomların protein bileşimi plazma zarınınkinden farklıdır[2].MP(mikropartikül) tabanlı iletişim sisteminin dikkate değer işlevsel etkinliğine ve uygunluğuna iki anahtar faktör katkıda bulunur: küçük tek bir pakette biyoaktif moleküllerin konsantrasyonu ile MP içeriğinin zenginliği ve yüzey molekülleri ile yoğun güçlenme. Bu yüzey molekülleri, yalnızca seçilen hedef hücrelerle spesifik etkileşimleri kolaylaştıran yapışma molekülleri olarak hizmet etmedikleri, aynı zamanda MP içeriğinin salımını düzenleyen sinyal molekülleri olarak da hareket edebildikleri için transfer sisteminin özellikle daha yüksek bir özgüllüğünü ve verimliliğini sağlayabilir. Benzer şekilde, MP'lerin dahil edilmesi, yüzey reseptörlerinin ekspresyon profiline ve hedef hücrelerin türü ve aktivasyon durumuna bağlıdır. Not olarak, MP klirensinin belirleyicileri ve koşulları hakkında çok az şey bilinmektedir, ancak birçok etkileşimin olduğu öne sürülmektedir. Diğer hücrelerle birlikte MP'ler de dolaşımdan atılmalarının bir mekanizmasını temsil eder. Membrana bağlı reseptörlerin MP'ler tarafından transferi, alıcı hücrelerde fenotipik değişiklik ile sonuçlanır, böylece bu hücreleri yeni etkileşimlere duyarlı hale getirir ve belirli bir hücre tipi tarafından ortaya çıkarılabilen tepkileri zenginleştirir[3].Örneğin birkaç çalışma, eksozomların kardiyak rejenerasyonu korumak ve teşvik etmek için programlanabileceğini göstermiştir. Eşsiz boyutları, içerikleri, kullanım kolaylığı, immünojenik olmayan özellikleri ve hücresel olmayan yapıları nedeniyle eksozomlar, tedavi için çekici yeni bir yoldur. Bu nedenle, sağlık ve hastalıkta eksozomun ayrıntılı biyolojisini ve kalp hastalığı gibi durumlarda yeni tedaviler geliştirmek için nasıl tasarlanabileceklerini anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır[4].


Görülmektedir ki hücre zarından meydan gelen ve dokuya özel heterojenlik gösteren eksozomlar hücreler arası iletişimde önemli bir rol oynamaktadır. Hücre zarının dokuya özel farklılaşması ve kimlik kazanmasının bu yapıların da farklılaşmasında etkili olduğu anlaşılmaktadır. Bu sayede yapılacak olan hücre haberleşmesi çalışmaları bu molekülleri hastalık terapilerinde çalışma alanı konumuna sokacaktır. Hücrede bilginin iletim basamaklarında önemli role sahip bu moleküller için daha ayrıntılı çalışmalara ihtiyaç olduğu açıktır.






Referanslar

1. Meldolesi J. (2018). Exosomes and Ectosomes in Intercellular Communication. Current biology : CB, 28(8), R435–R444. https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.01.059

2. Hwang I. (2013). Cell-cell communication via extracellular membrane vesicles and its role in the immune response. Molecules and cells, 36(2), 105–111. https://doi.org/10.1007/s10059-013-0154-2

3. Mause, S. F., & Weber, C. (2010). Microparticles: protagonists of a novel communication network for intercellular information exchange. Circulation research, 107(9), 1047–1057. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.110.226456

4. Patil, M., Henderson, J., Luong, H., Annamalai, D., Sreejit, G., & Krishnamurthy, P. (2019). The Art of Intercellular Wireless Communications: Exosomes in Heart Disease and Therapy. In Frontiers in Cell and Developmental Biology. https://doi.org/10.3389/fcell.2019.00315

42 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör