Bilim insanları, hatalı hücrelerin tanımlanması, işaretlenmesi ve gelişmekte olan zebrafişlerde apoptoz yoluyla eliminasyonu için bazı hassas mekanizmaları ortaya koydu. Özellikle, Foxo3 proteininin zebrafiş ve farelerde hücre rekabetinin evrensel bir işareti olabileceğini keşfettiler. Bu bulgular, doğuştan gelen hastalıklar, kanser ve yaşlanma üzerinde önemli etkiler yaratabilir ve yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine yol açabilir.
Hayatın başlamasıyla birlikte, hücreler hızlı bir şekilde bölünmeye başlar ve kendilerini kopyalayarak organizmayı oluştururlar. Ancak bu süreç her zaman kusursuz değildir. Genetik materyalin kopyalanması sırasında hatalar meydana gelebilir ve bu da düzgün çalışmayan “uygunsuz” hücrelerin oluşmasına yol açar. Hücreler, gelişimi düzgün bir şekilde sürdürmek için hücre rekabeti adı verilen bir kalite kontrol sistemi kullanır. Ancak bu mekanizmanın nasıl işlediği hala tam olarak anlaşılamamıştır.
Japon araştırmacılar, zebrafişleri kullanarak, spinal kord ve kas dokusundaki hücre desenlerini görselleştirdiler. Apoptoz (programlanmış hücre ölümü) engellendiğinde, bu dokularda değişen hücre desenleri gözlemlendi. Bu bulgu, apoptozun, uygunsuz hücrelerin hücre rekabeti yoluyla ortadan kaldırılmasındaki önemini vurguladı.
Ekip, bu soruyu cevaplamak için, gelişmekte olan zebrafiş dokularında belirli bir aktivite gradyanı gösteren Sonic Hedgehog (Shh) proteinini inceledi. Şaşırtıcı bir şekilde, Shh aktivitesi, hücrelerin bulunduğu yerle uyumsuz olan hücreler yüksek düzeyde apoptoz işaretleri gösterdi. Ayrıca, apoptoz engellendiğinde bu uygunsuz hücrelerin sayısı arttı ve Shh gradyanı bozuldu. Bu, anormal Shh aktivitesi gösteren hücrelerin ölüm sürecine girdiğini gösterdi.
Zebrafişlerde, N-kadherin adlı bir membran proteini, komşu hücrelerin bu uygunsuz hücrelerin Shh aktivitelerini algılamasına ve buna yanıt vermesine yardımcı olur. Bu süreç, Smad/Foxo3/reaktif oksijen türleri/Bcl2 yolu ile gerçekleştirilir.
Foxo3, uzun ömürle bağlantılı olan ve hücre rekabeti yoluyla uygunsuz hücreleri ortadan kaldıran önemli bir protein olarak tanımlandı. Foxo3, zebrafiş ve farelerde farklı hücre rekabeti türlerinde hücrelerin eliminasyonunda evrensel bir aracı olabilir. Ayrıca, Foxo3’ün düşük aktivitesi yaşa bağlı hastalıklarla ilişkilidir ve bu, yaşlanma ve kanser başlangıcında büyük riskler oluşturabilir.
Bu bulgular, doğuştan gelen hastalıklar, kanser, yaşa bağlı hastalıklar ve yaşlanma gibi sağlık sorunlarıyla mücadele edebilecek yeni tedavi olanaklarını ortaya çıkarabilir. Foxo3’ün, hücrelerin sağlıklı bir şekilde gelişmesini sağlamak için kritik bir rol oynadığını anlamak, bu hastalıkların tedavisinde önemli bir adım olabilir.