Kanser: Genetik Bir Hata mı, Metabolik Bir Kaos mu?




Kanserin tanımına dair, ilk olarak “kontrolsüz hücre bölünmesi” özelliği akla gelir. Ancak son yıllarda Dünya genelindeki bilim insanları kanserin sadece yanlış çalışan genler sonucu ortaya çıkan bir hastalık değil, aslında aynı zamanda bir metabolik hastalık da olduğuna dair literatürde güçlü kanıtlar ortaya koydular. Bu bakış açısı, kanserin sadece sonsuz bir hücre bölünmesi yeteğinden ibaret olmadığı, enerji ve biyomolekül işleme yollarının bozulduğu anormal bir metabolik süreç olarak anlamamıza yardımcı oluyor.

Hücrelerimiz yaşamını sürdürebilmek için çeşitli yapı taşlarına (glikoz, aminoasitler, lipidler, nükleotitler, vitaminler…) ve enerjiye ihtiyaç duyar. Bu enerji, organizmanın dışarıdan makrobesinler olarak aldığı şeker, yağ ve proteinlerden elde edilir. İnsan vücudundaki sağlıklı hücreler, vücuda alınan şekeri enerji üretiminde kullanmak için oksidatif fosforilasyon denilen, oksijen varlığında verimli bir şekilde enerji üretimi sağlayan ve daha zahmetli olan bir yolu kullanırlar. Kanser hücreleri ise, oksijen yeterli olsa bile daha ziyade glikozu hızla fermente ederek kullanmayı tercih ederler; bu olgu bilim dünyasında çok uzun zamandır “Warburg etkisi” olarak bilinir. Warburg etkisi, kanser hücrelerinin glikozu çok daha hızlı ama daha düşük verimli bir yolla enerjiye dönüştürmesidir ve bu durum aceleci ve fayda odaklı olan kanser metabolizmasının temel imzasıdır. Bu metabolik yeniden programlanma sadece enerji üretimini değil, aynı zamanda hücrenin “ham madde” ihtiyacını karşılamayı da hedefler: bölünme için gerekli olan yeni DNA sentezi, protein ve hücre zarı gibi yapılar üretebilmek için lazım olan karbon iskeletini de sağlar. Böylece, kanser hücreleri hızla bölünürken aynı zamanda kendi yapı taşlarını da üretirler.

Yeni bulgular, kanserli hücrelerin çok daha ESNEK davranabildiğini ve hayatta kalabilmek için daima her koşuldan fayda sağlayabilecek şekilde regüle olabildiğini gösteriyor. Ortamda oksijen ya da besin sınırlı olduğunda bile buna tolerans gösterebildiğini, hatta gerekirse kendisini değiştirip enerji elde etmek için öncelikli olarak şeker yerine yağ asidi yakmaya veya amino asit kullanımına geçebildiğini gösteriyor. Bu metabolik esneklikler, kanserin tedaviye direnç kazanmasında önemli rol oynuyor.

İlginç bir şekilde, bu metabolik süreçler yalnızca hücrelerin iç dünyasıyla sınırlı değil. Yaşam tarzımız, beslenme alışkanlıklarımız ve çevresel faktörler, tüm metabolizmayı etkiliyor. Bu durum, kanser için elverişli veya elverişsiz bir ortam yaratabiliyor. Örneğin yüksek şeker içerikli beslenme, obezite ve kronik insülin yüksekliği gibi metabolik değişiklikler kanser riskini artırabilirken; dengeli beslenme, düzenli uyku ve egzersiz metabolik sağlığı güçlendirerek bu riski azaltabiliyor.

Son çalışmalar, sadece ne kadar gün ışığına maruz kaldığımızın bile vücudumuzun metabolik ritmini etkilediğini hatta kan yağlarının kompozisyonunu dahi etkilediğini ortaya koydu. Kronik olarak gün ışığı eksikliğinin, tip 2 diyabet gibi metabolik hastalıklar için de bir risk faktörü olarak kabul edildiğini biliyor muydunuz? Gün ışığı veya yapay ışık maruziyetinin farklarına ilave, gün içindeki uyku/uyanıklık ve aydınlık/karanlık döngülerinin doğrudan metabolik etkileri olduğu da artık iyi tanımlanmış literatür bilgilerindendir. Sirkadiyen ritmin (vücudumuzun biyolojik saati), hormon salınımı ve enerji metabolizmasının düzenlenmesinde kritik bir rol oynadığı bilinmektedir. Araştırmalar, uyku ve sirkadiyen ritimde bozulmanın metabolik dengesizliklere yol açarak, bağışıklık fonksiyonunu zayıflatabileceğini ve kanser dahil pek çok kronik hastalık riskini artırabileceğini göstermektedir. Tüm bunlar, metabolizmanın bütünsel bir sistem olarak hem hücresel hem de tüm vücut düzeyinde nasıl işlediğini anlamamız açısından önemlidir. Bu yeni görüş, kanseri yalnızca genetik bir bozukluk olarak değil, aynı zamanda metabolik bir düzensizlik olarak ele alıyor. Bir başka deyişle, kanser, metabolik yoldan beslenen bir ekosistemdir ve bu ekosistem hem hücre içi biyokimyayı hem de tüm vücudun metabolik dengesini bütüncül olarak değerlendirmeyi gerektiriyor.

Vücudun metabolizması, binlerce küçük molekülün aynı anda orkestre olduğu devasa bir ağ gibidir; hatta daha somut düşünürsek, büyük bir şehrin karmaşık metro hattı gibi çalışır. Bu sistemde metabolik yolaklar, trenlerin ilerlediği ray ağını temsil ederken, her bir enzimatik reaksiyon trenin bir sonraki durağa güvenle ulaşmasını sağlayan mekanik bir geçiştir. İstasyonlar ise metabolitlerin ortaya çıktığı, dönüştüğü ya da farklı bir hatta aktarıldığı noktalardır. Bazı istasyonlar son derece yoğundur, tııpkı şehrin en kalabalık noktaları gibi; buradan geçen hatlar metabolizmanın ana arterlerini oluşturur. Bazıları ise daha sakin, ancak sistem tıkandığında tüm şehrin trafiğini aksatabilecek kadar stratejiktir. Bir hatta yaşanan gecikme, örneğin bir metabolitin birikmesi ya da eksikliği, sadece o hattı değil, ona bağlı tüm yan hatları etkiler. Kanserde gördüğümüz şey de tam olarak budur: Bazı metro hatları bilinçli olarak aşırı hızlandırılırken, bazıları devre dışı bırakılır; trenler sürekli aynı belirli hatlara yönlendirilir ve şehir artık dengeli değil, kaotik bir trafik düzeniyle çalışmaya başlar. Bu açıdan bakıldığında kanser, tek bir istasyondaki arızadan çok, tüm ulaşım ağının en baştan, dengesiz ve düzensiz biçimde yapılandırılmasıdır.

Tüm bu karmaşık tabloyu gerçekten anlayabilmek için, artık bir grup moleküle ya da birkaç hücre içi yola bakmak yeterli değildir. Bu nedenle, günümüzde yüksek hacimli analizler büyük önem kazanmış durumda: Kan, idrar ve hatta diğer vücut sıvıları kullanılarak hücre içi metabolitlerin adeta detaylı bir “fihristinin” çıkarılması gerekiyor. Hangi molekülden ne kadar var, hangi yolak baskın, hangisi sessizleşmiş, işte bu soruların yanıtı bizi bütüncül bir anlayışa götürüyor. Tam da bu noktada biyomoleküler omik bilimler (genomik, transkriptomik, proteomik, metabolomik, lipidomik, glikomik gibi) devreye giriyor. Omik yaklaşımlar sayesinde, artık hastalıklara küçük bir pencereden bakmıyor, tüm binanın planını görerek bakabiliyoruz. Kanser gibi karmaşık ve çok yönlü hastalıkların metabolik altyapısını anlamanın yolu da buradan geçiyor. İşte tam bu noktada, yeni teknolojiler ve cihazlar devreye giriyor. Örneğin, kurumumuzda bulunan Thermo Scientific Stellar kütle spektrometri cihazıyla hizmet verdiğimiz metabolomiks analiz platformumuz sayesinde, hücrelerin moleküler akışını ve metabolik profilini çok detaylı bir şekilde izleyebiliyoruz. Bu da hem kanser hücrelerinin davranışını anlamamıza hem de metabolik değişikliklere bağlı terapi stratejileri geliştirmemize olanak sağlıyor. Bu sayede, kanserin metabolik yeniden programlanmasını, yahut diğer bir deyişle, yeniden yapılandırılmış kaotik metro haritasını ortaya çıkarmayı mümkün kılıyor. Böylece, bireylerin DNA’sında meydana gelen mutasyonların tespitiyle sınırlı kalmadan, aynı zamanda hangi metabolik yollara dayanarak kanserin geliştiğini, ne zaman metastaza gittiğini, neden tedavi direnci geliştirdiğini veya zaafiyetlerinin neler olduğunu da tespit edebiliyoruz. Bu teknoloji, daha etkili, daha hedefe yönelik ve yan etkisi daha düşük tedavi yaklaşımlarının geliştirilebilmesi için yeni kapılar aralamaktadır. Üstelik, metabolomiks, “O ANDA” hücrelerde meydana gelen olayları gözler önüne serebilen bir yaklaşımdır. Yani aslında, genomik size hücrede nelerin gerçekleşmesinin mümkün olduğunu söyleyen, tüm olasılık raporunu sunan bir dokümandır. Metabolomik çalışmalar ise şu anda hücrede neler olmakta?sorusunun cevabıdır. Dolayısıyla metabolomik, genotip ve fenotip arasında köprü görevi görür, gerçek zamanlı fonksiyonel biyolojidir. Yani bir nevi, genomiks bilimi şehir ve yol planlama dokümanları ise, metabolomiks anlık trafik durumunu anlatan canlı yayındaki haber sunumudur.

Sonuç olarak, kanser artık sadece bir hücre bölünme problemi olarak değil; hücrenin enerji arz/talep dengesindeki bir bozulma, membran kompozisyonundaki anormallikler, programlı doğal hücre ölüm yollarına direnç, her koşulda hayatta kalmak için yeniden programlanabilme ve yüksek düzeyde metabolik esneklik kazanma olarak da değerlendirilmektedir. Kanserden korunmak için ise, yaşam tarzımızla metabolizmamızı güçlendirerek sistemimizi daha dirençli kılabiliriz, ki bu da sağlıklı bir yaşam için çok boyutlu bir yaklaşım gerektirdiğini anlamaktır.

Dr. Öğr. Üyesi Büşra KÖSE DEMİRTAŞ