Deri hücrelerini hücre programlayan moleküllerin belirli bir kombinasyonuna maruz bırakarak, bilim adamları onları doğal hücreler gibi davranacak beyin hücrelerine dönüştürmeyi başardılar.
Bu çalışma alışılmadık bir durumdur, çünkü birçok hücre dönüştürme tekniğinden farklı olarak, bu hücreler ilk önce bir kök hücre evresine dönmemiştir – doğrudan beyin hücrelerine dönüştürülmüşlerdir ve böylece başka birçok tipte hücre üretme riskinden kaçınılırlar.
Ve çalışma benzersizdir, çünkü takım, bir dizi braincells yerine belirli bir beyin hücresi türü olmak için skincell’leri yeniden programlamayı başarmıştır.
Journal of St. Louis’deki (WUSTL) Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar, dergide yazılanları, mikro hücrelerin ve orta frekanslı nöronlar olarak bilinen belirli bir beyin hücresi tipine yeniden programlanması için özel transkripsiyon faktörlerini nasıl kullandıklarını anlatıyorlar.
Ürettikleri orta dikenli nöronlar – farelerin beyinlerine enjekte edildikten sonra en az 6 ay boyunca hayatta kalanlar – hareket kontrolü için önemlidir ve Huntington hastalığında etkilenen ana tiplerdir.
Huntington hastalığı, istem dışı hareketlere ve zihinsel yetkinliğin kademeli olarak azalmasına neden olan kalıtsal bir genetik hastalıktır. Genellikle orta yaşta başlayan hastalığa yakalanan hastalar, bu semptomlar giderek kötüleşse de, semptomlardan 20 yıl sonra yaşayabilirler.
Dönüştürülmüş hücreler doğal hücrelerin özelliklerini gösterdi
WUSTL’da gelişimsel biyoloji profesörü olan kıdemli yazar Dr. Andrew S. Yoo, sadece yeni hücrelerin fareye ulaşmasında değil, aynı zamanda doğal hücrelere benzer özellikler gösterdiğini de söylüyor:
“Bu hücrelerin projeksiyonları belirli beyin bölgelerine uzattığı bilinir. Ayrıca insan beynine yerleştirilen hücrelerin de fare beynindeki bu uzak hedeflere bağlı olduğunu bulduk. Bu kağıt hakkında bir dönüm noktası.”
Çalışmada yetişkin insan derisi hücrelerini kullandıkları için – mousecells ya da insan hücrelerini daha erken bir gelişim aşamasında değil – ekip, çalışmanın rejeneratrikodininde kendi hücrelerinin kullanılma potansiyelini gösterdiğini düşünüyor. Bu önemlidir çünkü terapiler kolayca kullanılabilir maddeler kullanabilir ve ayrıca immün rejeksiyon sorununu önleyebilir.
Çalışmalarında, Dr. Yoo ve meslektaşları, ortamdaki deri hücrelerini beyin hücrelerini taklit eden kültürler üretti. Bir önceki çalışmada, miR-9 ve miR-124 olarak adlandırılan iki küçük RNA molekülüne maruz kalan hücrelerin onları farklı beyin hücresi tiplerine dönüştürebildiğini keşfettiler.
Her ne kadar hala tam olarak ne olduğunu anlamaya çalışsalar da, theteam, iki küçük RNA molekülünün beyin hücrelerini yapmak için talimatlara sahip olan sıkı bir şekilde paketlenmiş DNA hücrelerini açtığına inanmakta, bu da genlerin gelişimine ve işlevlerinin açılmasına yardımcı olmaktadır.
Bu küçük RNA moleküllerine maruz kalmanın, deri hücrelerini beyin hücrelerine dönüştürdüğünü kanıtlayan ekip, kimyasal maddelere ince ayar yapmaya başladı. Bunu, orta dereceli nöronların bol olduğu beynin içinde bulunduğunu zaten bildikleri transkripsiyon faktörü olarak adlandırılan molekülleri ekleyerek yaptılar.
Transkripsiyon faktörleri hücreleri belirli bir tip haline getirmeye yönlendirir
İlk bilim yazarı, sinirbilim alanında yüksek lisans öğrencisi olan Matheus B. Victor, küçük RNA moleküllerinin “ağır kaldırmayı yapıyor” olduğuna inandıklarını ve şunları söyledi:
“Onlar cilt hücrelerini nöron haline getiriyorlar. Eklediğimiz transkripsiyon faktörleri, deri hücrelerini spesifik bir alt tip haline getirmeye yönlendiriyorlar, bu durumda orta dikenli nöronlar oluyor. Farklı transkripsiyon faktörlerini değiştirerek farklı tiplerde fenomenler üretebileceğimizi düşünüyoruz.”
Takım ayrıca, cilt hücreleri küçük RNA molekülleri olmaksızın tek başına transkripsiyon faktörlerine maruz kaldığında, cilt hücrelerinin başarılı bir şekilde dönüşmediğini gösterdi.
Ekip ayrıca, yeni beyin hücrelerini yerel orta dikenli nöronların ayırt edici özelliklerini gösteren kapsamlı testler de gerçekleştirdi. Özel tipler için doğru genleri ifade ettiler ve diğer tipte diğer tiplerde genleri ifade etmediler.
Ve, farelerin beyinlerine nakledildiğinde, dönüştürülmüş hücreler doğal orta dikenli nöronlar gibi gözüküyor ve onlar gibi davrandılar.
Takım şimdi Huntington’un hastalığındaki hastalardan deri hücreleri kullanıyor ve yeni yaklaşımlarını kullanarak orta dikenli nöronlara dönüştürüyor. Theyalso, hücreleri hastalığa sahip farelere enjekte etmeyi planlıyor.
Çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) dahil olmak üzere çeşitli organlar tarafından finanse edildi.