Yale Tıp Fakültesi ve Dartmouth College’dan araştırmacılar bir süredir merkezi sinir sistemindeki glial hücrelerin ölü nöronlar ile etkileşimini ve beyindeki “çöplerin” uzaklaştırılmasından sorumlu karmaşık etkileşimleri araştırıyorlar.
Araştırmacılar, glial hücrelerin ölü hücreleri uzaklaştırmasını beyindeki çöplerin toplanmasına benzetiyor. Yale Tıp Fakültesi Nöroşirürji Profesörü Eyiyemisi Damisah “New York’ta çöp toplamayı bırakacak olsaydınız, şehre giremezdiniz. Her yerde atık olurdu” diyor. Beyindeki atıklar da New York’da olduğu gibi imha edilmelidir ve uzaklaştırılmalıdır, aksi halde ölen veya enfekte olmuş hücreler uygun şekilde uzaklaştırılmazsa sinir sistemine zarar verebilir. Bu tür araştırmaların karşılaştığı en büyük zorluklardan biri, yaşayan insanların beynindeki bu süreci anlamak için mevcut teknoloji ve yöntemlerin yeterli olmamasıdır.
Birçok hücre her gün büyüme ve gelişme sırasında ölür. Fakat canlı bir organizmada “corpse removal” olarak bilinen ve ölü hücrelerin uzaklaştırılması sürecini ifade eden kavramın gözlemlenmesi için imkanlar sınırlıdır. Çünkü hücre ölümünün zamanlaması ve yeri önceden kestirilemez. Ayrıca çok hızlı bir şekilde gerçekleşebilir, bu da görsel olarak yakalamayı veya ayrıntılı bir şekilde anlamayı zorlaştırır. Bu zorlukları aşmak için Dr. Damisah, Dr. Robert Hill ve Dr. Jaime Grutzendler canlı fare beyninde bir hücrenin ölümünü gerçekleştirmek için yenilikçi fotokimyasal ve viral yöntemler geliştirdi.
2Phatal Yöntemi
26 Haziran 2020’de Science Advances’ta yayınlanan makalede bu tekniği “2Phatal” olarak adlandırdılar. Floresan belirteçleri kullanarak, glial hücrelerin in vivo olarak (canlı doku üzerinde) hızlandırılmış optik görüntüleme ile iletişim kurup ölü hücreleri uzaklaştırmasını gözlemleyebildiler. Dr. Jaime Grutzendler, Dr. Harry M. Zimmerman, Dr. Nicholas ve Viola Spinelli “Bu işlem sayesinde, ölen hücreler ilk kez canlı bir beyinde görüntülendi. 2Phatal yöntemi beyine bir çekiçle vurarak hücrelerin ölümüne neden olmak yerine bir hücrenin ölmesine neden olur. Bu yöntemin, hücrenin ölümünü ve ölü hücreyi beyinden uzaklaştırmada görev alan diğer hücreleri incelememize olanak sağladığını söylüyor.
Araştırmacılar, mikroglia, astrositler ve NG2 hücrelerinin (merkezi sinir sistemindeki üç tür glial hücre) ölü hücreleri ve atıkları çıkarmak için yüksek seviyede koordineli bir şekilde çalıştığını gösterdiler. Ayrıca her hücrenin farklı görevi olmasıyla birlikte, bir glial hücrenin ölmekte olan hücreyi algılayamaması veya fagositoz (yutma) yeteneğini kaybetmesiyle farklı bir glia hücresi, daha yavaş hızla görevi devralır.
Ayrıca araştırmacılar, glia hücrelerinin yaşlı bir beyinde ölü hücreyi ve atıklarını uzaklaştırma süresinin en az iki kat uzadığını fark ettiler. Dr. Grutzendler bunun sebebinin yaşlanmaya ilişkin nörodejenerasyona ve beyin fonksiyonlarının azalmasının olabileceğini belirtti.
Çalışma, beyin gelişimi ve nörodejenerasyonun daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayabilir. Dr. Damisah, “Hücre ölümü beyin hastalıklarında çok yaygındır. Sürecin anlaşılması, zarar görmüş bir beyindeki hücre ölümünün kafa travması, inme vb. diğer durumlara yaklaşımımıza dair bize yol gösterebilir” diyor.
Dr. Grutzendler de bu görüşü destekleyerek ekliyor, “Beyindeki hasara takiben, durumu tedavi etmek, yeni stratejiler geliştirmek için hücrelerin işlevini ve hangi moleküllerin dahil olduğunu anlamanız gerekir.” ve önemli bir soru soruyor, “Eğer ölen hücreleri verimli bir şekilde çıkarabilirsek, yaşlılığa bağlı nörodejenerasyonu önleyebilir miyiz?”
Yazan: Ahmet Taha Türk
Düzenleyen: Oğuzhan Acet, Eris İnal
Kaynak ve ileri okuma için:
NöroBlog’u Patreon üzerinden desteklemek için: patreon.com/NoroBlog