(Bu yazı GENÇ İVEK SAĞLIK BİLİM VE TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ’nin 9. sayısında yayımlanmıştır.)
Zir. Yük. Müh. BÜŞRA ULUCUTSOY
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi
Biyometri ve Genetik ABD
Otizm spektrum bozukluğu (OSB), doğuştan gelen ancak yaşamın ilerleyen dönemlerinde belirtilerinin netlik kazanmasıyla tespit edilebilen nöro-gelişimsel bir bozukluktur. OSB’nin kesin bir nedeni henüz bilinmemekle birlikte genetik ve çevrenin birer etki faktörü olduğuna yönelik bulgular mevcuttur. OSB olan kişilerde genellikle sosyal iletişim problemleri, takıntılı ve içe kapalı davranışlar gözlemlenmektedir. Otizmli bireyler için kesim çözüm olma niteliğinde bir tedavi olmamakla birlikte, sadece semptomları hafifletip bireyin sosyal kazanım yönünden gelişimini tamamlayabilmesi için ilaç takviyesi, rehabilitasyon merkezlerinde alınabilecek eğitimler ve özel diyet programlarının, bu kişilerin yaşamlarını kolaylaştırmada etkisi olduğu bilinmektedir. Son yıllarda özel diyet programları içinde yer alan devegiller ailesi bireylerinin (alpaka, lama, deve) sütleriyle yapılan diyetler dikkat çekmektedir. Bu ailenin üyelerinden elde edilen sütler, proteince zengin içerikte olup, yapısında nano-antikor adı verilen yapıca küçük, sadece iki ağır zinciri olan bir antikor içermektedir. Nano-antikorlar küçük yapılı oldukları için hücre içinde normal antikorların nüfus edemediği alanlara da ulaşabilmektedirler. Bu antikor türünün kanser, enfeksiyon, birçok nörodejeneratif hastalık ve otizm başta olmak üzere nöro-gelişimsel bozukluklarda umut verici bir tedavi yöntemi olabileceği yapılan çalışmalarla desteklenmiştir.
Otizm spektrum bozukluğu (OSB), doğuştan var olan ve ilk 36 ay (3 yaş) içinde etkileri belirgin şekilde gözlemlenen nöro-gelişimsel bir bozukluktur. Genelde çocuk yaşta teşhisi koyulan OSB, erkek çocuklarında kız çocuklarına oranla daha yaygındır(1). Otizmli bireyler genelde sosyal iletişim ile davranışsal açıdan problem yaşamakta olup, takıntılı davranışlar ya da ani tepkiler gösterebilmektedirler (1,4). Otizmin sebebi henüz netlik kazanmamakla birlikte genetik ile çevrenin her ikisinin de etkisi altında olabileceği yapılan çalışmalarla desteklenmiştir (2,3). Otizm ile ebeveyn obezitesinin değerlendirildiği bir çalışmada, ebeveynlerde aşırı kilonun OSB’ye sebebiyet verdiği belirlenmiştir (5). Gebelikte beslenme, sigara tüketimi gibi çevresel etmenlerin kısacası strese sebebiyet verecek herşeyin çocukluk çağı otizmini tetiklediği bilinmektedir (6,7,8,9,12). Diğer taraftan aileler ile yapılan OSB’ye yönelik deneysel çalışmalarda, genetiğin bu nöro-gelişimsel bozukluk için en az çevre kadar önemli olduğunu ortaya koymuştur. Çeşitli genlerin OSB gelişiminde etkili olduğu bildirilmiştir (3). Ancak bu genlerin tam olarak aktifleşip OSB belirtileri göstermesine kadar giden sürece tabi ki çevresel risk faktörleri de etki etmektedir.
Antikorların Yapısı
Antikorlar, glikoprotein yapıda olup, vücuda giren yabancı hücreleri (antijen) tanıyarak onlara karşı bir savunma mekanizması geliştirebilen hücrelerdir. Vücut yabancı bir hücreyi fark ettiği anda ilgili antikor gidip yabancı hücreye (antijen) bağlanarak onun biyolojik mekanizmasını bozar ve savunma refleksini bu şekilde gerçekleştirir (21).
İnsan vücudu karşılaştığı her tehlikeye karşı farklı bir antikor üretir. Sebebi ise her antikorun antijenine özgü olmasıdır (21). Yani grip olduğumuzda vücudun ürettiği antikor ile kanserli hücrelere karşı üretilen antikorun çeşidi farklıdır ve bu iki çeşit antikor birbirlerinin yerine kullanılamazlar. Ayrıca antijen-antikor arasındaki ilişki substrat-enzim ilişkisinde olduğu gibi tıpkı bir anahtar-kilit misali bağlanıp etki etmeye dayanmaktadır (21).
Lenfositler, immün sistemin en temel hücreleri olup herhangi bir antijenle uyarıldıkları anda antikor = immünoglobulin sentezleme yeteneğine sahiptirler (21). Lenfositlerdeki bu sentezlenme B hücreleri oluşumuna kadardır ve B hücreleri daha sonrasında antikorları sentezlemeye başlarlar. Şekil 1’de bu sentezin şeması, Şekil 2’de ise B lenfositlerin etki mekanizması detaylıca verilmiştir.
Antikorlar iki ağır zincir, iki hafif zincir, sabit ve değişken bölgeler ile polipeptitlerden meydana gelmektedir. Zincirlerin ağır yada hafif yapıda olması ise, antikorlar protein yapıda olduklarından dolayı içerdikleri aminoasit (aa) sayısından kaynaklanmaktadır. Antikorun (Immünoglobulin) basit yapısı Şekil 3 ve Şekil 4’te verilmiştir.
Nano-Antikorların Yapısı
Nano-antikorların antijen bağlanma bölgesi, iki ağır zincir içeren tek bir değişken alanı (VHH) ile oluşmaktadır (24). Nano-antikorların oval şekilde olmaları, dışarı doğru bir bağlanma alanı oluşturmaları ve antikorlara oranla daha küçük formda bulunmaları da normal antikorların tanıyıp bağlanamadığı hücrelere de bağlanabilmelerini sağlamaktadır (20,25). Şekil 5 ve Şekil 6’da antikor ile nano-antikorların karşılaştırılmalı yapıları verilmiştir.
Nano-antikorları normal antikorlardan ayıran en önemli özelliği kan beyin bariyerini geçmesidir. Antikorlar protein yapıda oldukları için normal şartlarda bu bariyeri aşamazlar ancak nano-antikorların daha küçük boyutta olması bu bariyeri aşmasında önemli bir etkendir.
Paul Ehrlich isimli bilim insanı, 1880 senesinde kan ile beyin arasında seçici geçirgen yapıda bir zar olduğunu ileri sürmüş ve Tripan blue olarak bilinen boyayı intravenöz yoldan vererek tüm organların boyanıp yalnızca beyinin boyanmadığını göstererek bu hipotezini ispatlamıştır (27). İlerleyen yıllarda Goldman isimli bilim insanı bu ispatı daha farklı bir yoldan deneyip Tripan blue isimli boyayı yine intravenöz olarak yalnızca beyin-omurilik sıvısına (BOS) vermiş ve beyin dışında tüm organların boyandığı sonucuna varmıştır (28).
Kan-beyin bariyeri (KBB), birbirine sıkıca kenetlenmiş, beyin endotel hücreleri tarafından oluşturulan ve bakteriler gibi büyük moleküllerin beyne geçişine engel olurken, O2 , CO2 ve hormonlar gibi küçük moleküllerin beyin ile vücut sıvıları arasındaki dolaşımına izin vermektedir. Şekil 7’de kan-beyin bariyerinin bu işlevine değinilmiştir Nano-antikorlar oldukça spesifik olup, yüksek termostabilite özelliğine sahiptirler. Düşük immünojeniteye sahip oldukları için metabolizma hızları normal antikorlardan daha yüksektir ve bu sebeple erişimi zor olan antijenlere ait epitoplara ulaşmada kullanılmaktadırlar. Ayrıca şifreli epitopları algıyabilmelerinden dolayı günümüzde kanser vb. birçok hastalığın teşhis evresinde görüntülemeyi sağlayabilmek için kullanılırlar (21). Şekil 29’da KBB’den moleküllerin geçişi temsili olarak gösterilmiştir.
Nano-antikorların Keşfi
1980’li yılların sonunda Belçika’daki Free University of Brussels’da görev yapan, Prof. Dr. Raymond Hamers ve ekibi Nehir mandası ile develerde tripanozoma enfeksiyonu (uyku hastalığı) için bir test geliştirmeye yönelik çalışmalar yaptıkları sırada Hamers, öğrenciler, için daha ilgi çekici bir örnek olması açısından dondurucudan yarım litre deve kanı çıkarmıştır. Ekipteki öğrencilerle birlikte ilk aşamada kandaki antikoru saflaştırmışlardır (30). Antikor saflaştırılması sırasında genelde iki metot vardır. Birincisi kolon kromatografi yöntemi olup boyutça ayırmada etkilir. İkinci yöntem ise, afinite temelli olanlardır (31). İzole ettikleri antikorun standart tip antikorlardan farklı olduğunu fark eden ekip, ilk etapta bunun normal antikorların ufak parçaları olabileceği görüşünde hemfikir oldu. Ancak araştırmayı derinleştirdiklerinde bu antikorların yeni bir tür olduğunu sadece iki ağır zincirden oluştuğunu doğruladılar ve bunu yapmaları tamı tamına iki yıllarını almıştır. Ayrıca ekip bu yeni tür antikorun yalnızca deve değil, aynı ailendeki alpaka, lama, guanaco gibi türlerde de olduğunu ileri sürmüştür (30).
Deve Sütünün Önemi ve İçeriği
Deve sütü eski zamanlarda özellikle Afrika ve Asya’da insan beslenmesinde önemli bir gıda olmuştur (13). Zengin içeriği sayesinde bugün insan beslenmesindeki rolünden çok sağlık açısından değeri gündemdedir (13,14,15,16). Deve sütü içerdiği Immünoglobulin G’den dolayı başta bağışıklık sistemini güçlendirici etkisi olmak üzere, diyabet, otizm (17) ve içeriğindeki düşük kazomorfin sebebiyle laktoz alerjisi (18) gibi birçok önemli hastalığın tedavisi ve semptomlarının giderilmesinde önemli bir yer edinmiştir. Keçi sütü ile özellikle kazomorfin içeriği bakımından benzer özelliklere sahip olan bu süt, inek sütüne kıyasla daha zengin bir içerikte olup insan anne sütüne yakınlığıyla dikkat çekmektedir. Deve sütü ile keçi, inek ve insan sütünün besin ve immünoglobulin içerikleri Tablo 1’de özetlenmiştir (19).
Otizm Spektrum Bozukluğu (OSB) ile Deve Sütü Arasındaki İlişki
Otizm hastalıktan çok nöro-gelişimsel bir bozukluktur. Kazomorfinin, otizmde serebral kortekste belirtilerin ortaya çıkmasını tetiklediği bilinmektedir (32). Otizmde serebral belirtiler özellikle bağırsak hareketleri üzerine etki ettiği için, yapılan bir çalışmada diyare olan otizmli kişilere deve sütü verilmiş ve bağırsak hareketlerinde iyileşme tespit edilmiştir (33). Oksidatif stres otizmin en bilindik belirtilerinden olup, deve sütünün oksidatif stresi azaltıcı yönde etkisi olduğu kanıtlanmıştır (34). Deve sütünün çiğ ve pişmiş iki formuyla yapılan bir çalışmada, otizmli bireylerdeki Timus Aktivasyon Ayarlı Kemokin (TARC) ve Çocukluk Otizm Derecelendirme Ölçeği üzerine deve sütünün etkisini ölçmek için otizmli bireylerin olduğu gruba deve sütü, plasebo grubuna ise inek sütü verilerek takibe alınmıştır. Deney sonunda plasebo grubunda hiçbir etki gözlenmezken deve sütünün verildiği otizmli bireylerde TARC ve çocukluk çağı otizm derecelendirme ölçeğinde gözle görülür oranda azalmalar tespit edilmiştir (35). Doktor kontrolünde belirli dozlarda günlük olarak tüketilen deve sütünün, otizmli çocukların davranışlarında belirgin değişikliklere sebep olduğu bilinmektedir (36).
Deve sütü içerdiği protein, vitamin, mineral ve kaliteli yağ oranı ile oldukça zengin bir bileşime sahip olup değeri Avrupa’da geç fark edilmiştir. Oysa ki Asya ve Afrika ülkelerinde eski zamanlarda sütü için evcilleştirilen ilk hayvanlardan olan deve, değerli süt içeriğinden dolayı insan beslenmesinde önemli bir yer almaktaydı. Tıbbi değerinin gün ışığına çıktığı 1980’li yılların sonunda, içerdiği antikor yapısının standart bir antikordan farklı olduğu keşfedilince bilim insanlarının merakını cezbetmiş ve birtakım çalışmalarda kullanılmaya başlanmış, biyolojik ile terapötik yönden etkileri olduğu kanıtlanmıştır. Deve sütündeki nano-antikor yapısı ayrıca yeni nesil tıbbi görüntüleme tekniklerinde de kullanılabildiği için daha farklı formlarının sentezlenmesi ve kullanılması bu tekniklerin gelişimine de katkıda bulunabilir. Dünya genelinde deve sütündeki nano-antikorların özelliklerini konu alan çalışmaların sayısının, bu antikorların tedavi edici özelliklerinin ele alındığı çalışmalardan fazla olduğu görülmektedir. Ülkemize baktığımızda ise deve sütünün antikor içeriğine dair bir araştırma mevcut değildir. Çünkü deve ülkemizde binek hayvanı olarak bilinmekte olup, Ege kesimlerinde ise gösteri amaçlı her yıl geleneksel olarak düzenlenen Deve Güreşi yarışları için yetiştirilen bir hayvandır. Bilinmelidir ki deve sütü bilhassa tıbbi içeriğinden dolayı ilerleyen yıllarda talebin daha fazla olacağı bir gıda halini alacaktır. Bu bilimsel derleme ise, ilerleyen yıllarda yapılacak çalışmalar için kaynak niteliği taşımaktadır.
Kaynakça
- Fujiwara, T., Morisaki, N., Honda, Y., Sampei, M., Tani, Y., (2016). Chemicals, Nutrition and Autism Spectrum Disorder: A Mini-Review, volume (10), page : 1-7.
- Mullaicharam, A. R., (2014). A review on medicinal properties of camel milk. World J Pharm Sci, 2: 237-242.
- Karakaş, N., Öztürk, İ., Tosyalı, S., Bay, S., (2018). Nanobodies: Diagnostic and Therapeutic Antibody Fragments. Acta Oncologica Turcıca, page; 240-250.
- Çulha, S., (2014). İmmunoglobulin G Saflaştırılması İçin L-Lizin Baskılanmış Seçici Kriyojellerin Hazırlanması. Yüksek Lisan Tezi, page; 10-11.
- Chakravarty, R., Goel, S., Cai, W., (2014). Nanobody: The “Magic Bullet” for Molecular Imaging. Theranostics, Volume (4), page; 386-398.