Yapay Melanin ile Birçok Hastalık Tarihe Karışıyor
Polidopamin nanoparçacıkları, DNA’yı morötesi ışınlardan koruyan bir cilt hücresinin çekirdeği etrafında toplanır ve bu nanoparçacıklar ultraviyole ışınlarının neden olduğu DNA hasarına karşı cilt hücrelerini koruyabilir.
Melanin, insan derisi ile saç renginden sorumlu pigmenttir. Morötesi ışınları emerek ve serbest radikalleri uzaklaştırarak güneş hasarına karşı cilt hücrelerini korur. Araştırmacılar, bu özellikleri çoğaltmaya çalışırken yapay melanin ile yapılan nanopartiküllerin, kültürlenmiş cilt hücrelerini UV radyasyonundan koruyabileceğini kanıtladılar. Araştırmacılar, albinizm ve vitiligo gibi cilt kanseri riskini arttırıcı etkiye sahip melanin eksikliği bulunan insanlar için yeni tedavilerin geliştirilmesinde bu araştırma ile önemli bir ilk adım attıklarını açıkladılar.
Derideki melanin, dopaminin öncüsü olan amino asit L-DOPA’dan üretilir. Yani melanosit denilen özel hücrelerde üretilir ve melanozom adı verilen küçük keseciklerde de paketlenerek depolanır. Bu melanozomlar daha sonra bitişik keratinosidler tarafından doldurulur ve bunlar en baskın cilt hücresi türünde bulunmaktadır. Melanozomlar, keratinosid çekirdeğini çevreler ve UV radyasyona karşı DNA’yı koruyan bir kalkan oluşturur.
Araştırmacılar, dopamin polimerlerinin pek çok durumda melaninin yapay bir şekli olarak onun görevlerini üslendiğini yıllardır biliyorlardı. Her iki molekül de, yapısal olarak benzer birbirine bağlı aromatik halka sistemine sahiptir. San Diego California Üniversitesi’nde kimya ve malzeme bilimcisi olan Nathan C. Gianneschi, farklı uygulamalar için polidopamin nanoparçacıklarının geliştirilmesi üzerinde çalışıyordu ve yakın zamanda, dopamin türevlerinden yapılmış partiküllerin cilt hücrelerinde melanin etkisini göstermesi için kullanılıp kullanılamayacağını merak etmeye başladı. Polidopamin parçacıklarının kullanılmasındaki kilit anahtar ise “doğal olarak oluşan melanozomları taklit etmek ve keratinosidlerin bu parçacıkları alıp almayacağını görmek ” dedi Gianneschi.
Bilim adamları, keratinosidleri polidopamin nanoparçacıklarıyla birlikte kuluçkaya yatırdılar ve yapılan mikroskopik deneylerde nanoparçacıkların doğal melanozomların desenlerine benzer şekilde hücrelerin çekirdekleri etrafında dolaştıklarını gördüler. Gianneschi, “Bu nanoparçacıkların doğal melanine benzer şekilde hareket edip etmeyeceği konusunda hiçbir fikrimiz yoktu, bu yüzden çekirdeğin etrafında parçalanarak yapışmış olması hoş bir sürpriz oldu” dedi. Dahası, hücreler UV ışınına maruz bırakıldığında, yapay melaninle birlikte bulunan keratinosidler, melanin içermeyen hücrelere kıyasla %40 daha fazla yaşayabilmektedir. Nanopartikülleri içeren hücrelerde, UV hasarının neden olduğu hücresel gerilimin bir yan ürünü olan reaktif oksijen türlerinin üretimi de engellendi.
Araştırmaya dahil olmayan Ghent Üniversitesi’ndeki biyolog Matthew D. Shawkey de dahil olmak üzere araştırmacılar polidopamin parçacıklarını renkli filmler yapmak için kullandılar. Shawkey’e göre bu çalışma yapay melaninin başka kullanımları olduğunu da gösteriyor: “Bu parçacıklar oldukça biyouyumlu görünüyor ve biyomedikal uygulamalar için de güzel bir gelecek vaat ediyor.”
Gianneschi, bu erken sonuçların umut verici olmasına rağmen, bu bulguları tedavisel ilaçlara veya güneşlenme karşıtı kozmetik ürünlere çevirmenin önemli engelleri olduğunu söylüyor. “Melanin, pek çok farklı uygulama için bizi heyecanlandıran ve gerçekten gizemli bir materyal. Deri hücrelerinde bu içsel fonksiyona sahip olsa bile, sentetik formlarının diğer dokulardaki pigment değişimi için yararlı olacağı bilinmiyor “dedi, örneğin melanin eksikliğinin neden olduğu zayıf gündüz görüşüne sahip göz için yapay melanin etkisinin nasıl olacağı yeni bir araştırma konusu olabilir.
Kaynak: acs.org
