Bağışıklık sistemi hayatta kalmamızın çok önemli bir parçasıdır. Sürekli olarak vücuda hem iç hem de dıştan gelen saldırıları savuşturur. Bizi virüslerden, bakteriyel enfeksiyonlardan, kanserden ve diğer tehditlerden koruyan zarif savunma sisteminin son derece karmaşık olması şaşırtıcı değildir. Her tepki verdiğinde, çok sayıda hücre ve molekül arasındaki iletişimi hızlı ve dikkatli bir şekilde düzenlemesi gerekiyor.
Jennifer Oyler-Yaniv, bağışıklık sisteminin bunu tam olarak nasıl yaptığını, ne zaman ve neden başarısız olduğunu bulmaya çalışıyor. HMS Blavatnik Enstitüsü’nde sistem biyolojisi alanında yardımcı doçent olan Oyler-Yaniv: Her zaman bir sonraki soru vardır, anlamadığımız bir sonraki şey vardır. Bir bilim insanı olarak sorunlara takıntılı olma konusunda tam bir yaratıcı özgürlüğe sahibim.
İronik bir şekilde, Oyler-Yaniv, ortağı Alon Oyler-Yaniv ile birlikte yönettiği HMS’deki laboratuvarını, immünolojinin bilim insanları ve araştırmacılardan yeni düzeylerde ilgi topladığı, COVID-19 salgınının zirvesinde başlattı.
İmmünoloji ve sistem biyolojisi dünyalarını birleştiren Oyler-Yaniv laboratuvarı, bağışıklık sistemindeki hücrelerin nasıl iletişim kurduğunun temel prensiplerini ortaya çıkarmak için kanseri bir model sistem olarak kullanıyor. Oyler-Yaniv yaptığı röportajda immünolojiye olan ilgisini, araştırmaya yaklaşımını ve bağışıklık sistemi ile kanser hakkındaki görüşlerini anlattı.
-Çalışmanızı nasıl tanımlarsınız?
Oyler-Yaniv: Biz bağışıklık sistemi hakkında niceliksel sorular soran bir immünoloji laboratuvarıyız. Genel olarak sinyal moleküllerinin vücuttaki dokularda nasıl ilerlediği ve etki edecekleri hedef hücrelere ulaştıklarında davranışlarının nasıl değiştiğiyle ilgileniyoruz. Spesifik olarak, bağışıklık sistemindeki hücrelerin birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan sinyal molekülleri olan sitokinleri inceliyoruz. Sitokinler, bağışıklık sisteminin patojenleri temizlemesi ve tümörleri öldürmesi için gereklidir, ancak bağışıklık tepkisinde yer almayan hücreler üzerinde etkili olduklarında vücuda zarar verebilirler. Bu nedenle mekansal dinamiklerinin çok sıkı bir şekilde düzenlenmesi gerekiyor.
Laboratuvarımızın iki büyük kanadı var. Bir kanat, sitokinlerin üç boyutlu, yoğun dokular yoluyla yayılmasını düzenleyen biyofiziksel prensiplerin anlaşılmasına odaklanmıştır. Bu sitokinlerin dokularda mekansal olarak nasıl dağıldığını ve bunların dağılımını hangi faktörlerin etkilediğini anlamak istiyoruz. Bu konuyla temel immünoloji perspektifinden ve kansere yönelik klinik uygulamaları açısından ilgileniyoruz. Diğer taraftan, sitokinlerin hücreler üzerinde hareket ederken karar verme mekanizmalarını nasıl değiştirdikleriyle de ilgileniyoruz; buna ölme, çoğalma veya hareketsiz kalma gibi kararlar da dahil. Bu kararların viral enfeksiyonlar ve kanser açısından önemli sonuçları vardır.
-İmmünolojiye olan ilginizi ne tetikledi?
Oyler-Yaniv: İmmünolojiye olan ilgim yüksek lisans yıllarımda başladı. İmmünoterapi kanser hastaları için geçerli bir tedavi seçeneği haline geliyordu ve ben de birçok öncü çalışmanın yapıldığı Memorial Sloan Kanser Merkezi’ndeydim. Bu hayatta kalma eğrilerini, kanserden çok hasta olan ve ölmesi beklenen kişilerin bir klinik araştırmaya kaydolduğu ve sonunda immünoterapiye yanıt verdiklerinde görebilirdik. Bağışıklık sisteminin kanseri tedavi etmek için neler yapabileceğini görmek inanılmaz derecede enerji verici ve heyecan verici bir zamandı ve bu ortamda bulunmak bana bağışıklık sistemini incelemek için büyük bir ivme kazandırdı. Kanser immünoterapisinin ötesinde bağışıklık sistemiyle ilgileniyorum ama bu beni ilk etapta bu kadar heyecanlandıran şeyin katalizörüydü.
-Siz bir immünologsunuz. Neden sistem biyolojisi bölümüne katıldınız?
Oyler-Yaniv: Bir alan olarak sistem biyolojisi, genel ilkeleri ve tekrarlanan kalıpları bulmak için ayrıntıları çıkarmayı amaçlıyor. Bu benim çok ilgimi çeken bir konu. Laboratuvarım, bağışıklık sisteminin genel prensiplerini anlamak için doku veya molekül gruplarının davranış biçimlerindeki daha geniş kalıpları tanımlamayı amaçlıyor. Örneğin araştırmalarımızdan bazıları sitokin interlökin-2’nin T hücreleri adı verilen bağışıklık hücreleriyle nasıl etkileşime girdiğine odaklanıyor. Elbette bu spesifik etkileşimin biyolojisiyle ilgileniyoruz, ancak bunun aynı zamanda hücrelerin daha genel olarak nasıl iletişim kurduğunu anlamak için bir model sistem olabileceğini de düşünüyoruz. Sonuçta, farklı hastalıklara ve dokulara geniş çapta uygulanabilecek bu genel ilkeleri bulmanın, bağışıklık sistemi hakkında daha birleşik bir görüş oluşturmamıza olanak sağlayacağını umuyoruz.
Sistem biyolojisi bölümünde olmak faydalıdır çünkü genel ilkeleri bulmayı önemseyen insanların bakış açısına sahibiz ve aynı zamanda birçok matematiksel modelleme yapabiliyoruz. İnsan tümör örneklerinden alınan veri setleri de dahil olmak üzere çok büyük görüntüleme veri setlerini analiz etmek için makine öğrenimi gibi hesaplama araçlarını kullanıyoruz. Laboratuvarımızın güçlü yanlarından biri, farklı hücre tipleri arasındaki mekansal ilişkileri anlamak için bu veri setlerini analiz etmektir. Ayrıca diğer tüm immünoloji laboratuvarlarında olduğu gibi, birçok canlı hücre mikroskobu ve temel fare hastalık modelleriyle deneyler yapıyoruz. Sistem biyolojisi ve immünoloji arasında melez bir alanda olduğumuzu düşünüyorum.
-Laboratuvarınız yakın zamanda melanomdaki sitokinler üzerine bir makale yayınladı. Temel bulgular nelerdi?
Oyler-Yaniv: Uzun zamandır proinflamatuar sitokin interferon-gama ile ilgileniyorum. İnterferon-gama kanserde önemli bir sitokindir çünkü bazı kanser immünoterapilerinin işe yaraması için kesinlikle gereklidir. Ancak farelerde ve insanlarda bu sitokinin yoğun dokular yoluyla uzaysal yayılımı, özellikle de tümör boyunca ne kadar yayılabileceği konusunda gerçekten çelişkili çalışmalar yapıldı. Bazı çalışmalar bu sitokinin yalnızca en yakın komşusuna salındığını iddia ederken, bazıları da uzun mesafelere yayılabileceğini iddia ediyor. Bu uzaysal yayılma sorununa biyofizik perspektifinden yaklaştık: Bir laboratuvar tabağında, bu sitokinin ne kadar uzağa gidebileceğini araştırırken deneysel parametreler üzerinde çok fazla kontrole sahip olmamızı sağlayan yoğun, üç boyutlu dokular oluşturduk.
Bir model sistem olarak interlökin-2 ile çalışan önceki bir çalışmada, moleküllerin yoğun doku boyunca yayılmasının, onları daha da yayan difüzyon ile moleküllerin, onlara bağlanan reseptörlere sahip hücreler tarafından tüketilmesi veya alınması arasındaki bir rekabet olduğunu bulduk. Yeni çalışmada, bunun melanom bağlamında interferon-gama için de geçerli olduğunu gözlemledik: Sitokin üreten hücrelerin ve bu reseptörlere sahip hücrelerin miktarına ve dağılımına dayanarak interferon-gammanın bir tümörde ne kadar uzağa yayılacağını tahmin edebiliyorduk. Çıkardığımız temel sonuçlardan biri şuydu: İnterferon-gamanın bir tümöre geniş çapta nüfuz etmesinin tek yolu, onu üreten çok sayıda hücreniz olması ve bu hücrelerin doku boyunca eşit şekilde dağılmasıdır. Bu bilginin, kimlerin immünoterapiye yanıt vermesi muhtemel olduğunu belirlemek için biyobelirteçlerin geliştirilmesine yardımcı olabileceğini düşünüyoruz. İlaçların tümöre yayılma şekli açısından sitokinlerden çok da farklı olmadığı fikriyle ilaç penetrasyonunu anlamak için bu çerçeveyi uygulamakla ilgileniyoruz.
-Laboratuvarda olmadığınızda HMS’de başka neyle vakit geçiriyorsunuz?
Oyler-Yaniv: Lisansüstü birinci sınıf öğrencilerimize iki zorunlu dersten biri olan bilim iletişimi ve fikir yürütme dersini veriyorum. Öğrencilerin daha etkili iletişim kurmalarına ve yeni fikirler üretme konusunda özgüven kazanmalarına yardımcı olmayı çok önemsiyorum. Bilimde, gerçekten çok fazla hikaye anlatmak ve veri parçalarını bir araya getirmek söz konusu olduğunda birinin aklına bir fikrin geldiğine dair pek çok yanlış anlama var. Araştırma bir ekip işidir ve fikir üretmek zordur. Öğrenciler için bunu normalleştirebileceğimizi ve zamanla bunun daha da kolaylaşacağına dair olumlu bir tutum ve zihniyet geliştirmelerine yardımcı olabileceğimizi düşünüyorum. Bu, özellikle ailesinde bilim adamı olmayan ve dolayısıyla bilimde yaratıcılığın nasıl çalıştığına dair bu yanılgıların farkında olmayan öğrenciler için önemlidir. Öğrencilere bunu gerçekten yapmaları için bazı teknikler de verebiliriz; nasıl fikir üreteceklerin20i, nasıl özgün ve yenilikçi olabileceklerini öğrenebiliriz. Bunlar yaratıcı alanlarda incelenen ve öğretilen şeyler ama aslında bilimde değil, bu yüzden bunu yapmak istiyoruz.
Kaynak: HARVARD
