Ölüm, özellikle gelişmekte olan sinir sisteminde dağınıktır. Embriyonik gelişim sırasında, ihtiyacımız olan veya kullanacağımızdan daha fazla sinir hücresi (nöron) üretilir. Bu gereksiz nöronların yaklaşık yarısı apoptoz adı verilen önceden programlanmış bir “intihar” mekanizmasından geçer.
Bu etrafta yatan çok sayıda ölü nöron bırakır. Ve bu nöronların çürüyen “cesetleri”, eğer temizlenmediyse, vücudun bağışıklık sisteminin aşırı bağışıklık sistemine girmesine ve otoimmün hastalıklara yol açmasına neden olabilir.
Bu nöronal cesetlerin atılması, sağlıklı bir sinir sistemi için gereklidir. Ancak, bertaraf süreçleri hakkında şaşırtıcı derecede az şey bilinmektedir.
Bruce Carter ve meslektaşları, şimdi “temiz-mürettebat” üyelerini – Jedi-1 adlı bir proteinin de dahil – fare embriyolarının periferik sinir sisteminde ölü duyusal nöronların cesetlerinden kurtulmaktan sorumlu olduğunu belirlediler. Nature Neuroscience’ın Aralık sayısı, otoimmün hastalık için önemli etkilere sahip olabilir.
1990’ların başından bu yana apoptosis eğitimi gören biyokimya profesörü Carter, “Nöronların gelişim sırasında nasıl öldüğüne dair birçok veri var” diyor. “Ancak, ölü nöronlardan kurtulmak için yapılması gereken bir şey vardı. Düşündüğümüz bir şey değil.
Beyin ve omurilikte (merkezi sinir sistemi ya da MSS), ölü nöronların döküntüleri esas olarak sadece MSS’de bulunan mikroglia – özelleşmiş bağışıklık hücreleri tarafından temizlenir. Bazı çalışmalar, nöronları destekleyen ve koruyan başka bir nöronal olmayan hücre türü olan glia’nın da önemli olabileceğini düşündürmektedir.
Ancak periferik sinir sistemi (PNS) – beyin ve omurilik dışındaki sinirler hakkında daha az şey bilinmektedir. Carter, “Bu gerçekten şaşırtıcı bir şey çünkü 70 yıldır periferik sinir sisteminde programlanmış hücre ölümünü biliyoruz” diyor.
Carter’ın laboratuarı, fare embriyosunun PNS’sinde bu temizliğin sorumlu hücrelerini aramaya başladı. Onlar, fare dorsal kök gangliada, omurilik yakınlarındaki nöronların kümelerinin – ölü nöronların neredeyse sadece “uydu gliyal hücre öncüleri” tarafından yutulduğunu keşfettiler.
Uydu glial öncüleri, gelişmekte olan PNS’de sinir hücrelerini çevreler ve gelişimin sonraki aşamalarında, periferik sinirleri çevreleyen yalıtıcı miyelin kılıfını yaratan olgun uydu glia veya Schwann hücreleri olabilir.
Ölü hücrelerin temizlenmesi ve bertaraf edilmesi bu hücrelerin birincil rolü değil, Carter laboratuvarında lisansüstü bir öğrenci olan Jami Scheib ve makalenin eş yazarını açıkladı. Makrofajlar ve mikroglia gibi diğer hücre tipleri, vücudun “profesyonel” fagositleridir – yabancı parçacıkları ve hücresel kalıntıları yiyen hücrelerdir.
Scheib, makrofajlar ve mikroglialardan farklı olarak, “uydu glial hücre öncüleri ‘amatör’ fagositlerdir, çünkü nöronların çevresinde çevreyi korumak gibi başka işlere (sinir sisteminde) sahiptirler.
Ölen nöronları temizlemekten sorumlu hücreleri belirledikten sonra, Carter’ın grubu temizleme işleminin moleküler aracılarını aramaya başladı.
O zamanlar Carter’ın laboratuarında doktora sonrası bir araştırmacı olan Hsiao-Huei Wu, “yutulma reseptörlerini” kodlayan memeli genleri için gen veritabanlarını araştırdı – ölüm hücreleri üzerinde “beni yem” sinyallerini tanıyan proteinler. Jedi-1 olarak da bilinen MEGF10, MEGF11 ve MEGF12: diğer türlerde bilinen içe çekme reseptörlerine benzeyen üç memeli genini buldu.
Wu ve Scheib daha sonra, MEGF10 ve Jedi-1’in ikisinin uydu glial hücre öncülerinde ifade edildiğini ve bunların her ikisinin de fare nöronal cesetlerine bağlanabileceğini göstermiş, bu da MEGF10 ve Jedi-1’in yutulma reseptörleri olarak hareket edebileceğini düşündürmektedir.
Ek olarak, normalde fagosit işlevi görmeyen fibroblastlarda Jedi-1 veya MEGF10 ekspresyonu, ölü nöronlara bağlanmayı kolaylaştırdı. Tersine, bu proteinlerin glial hücrelerdeki ekspresyonunu bloke etmek, ölen nöronları içine alma yeteneklerini inhibe ederek Jedi-1 ve MEGF10’un yutulma reseptörleri olarak işlev görmesini desteklemektedir.
Bulgular, gelişim sırasında memeli vücudunun nöronal cesetleri nasıl kullandığını gösteren hücresel ve moleküler bir mekanizmayı ortaya koymaktadır; bu, otoimmün hastalıkların gelişimini anlamak için etkilere sahip olabilir.
Carter, “Bu tahmin, ölü hücrelerin etrafta oturması halinde, zamanla bir inflamatuar yanıt geliştirebilmenizdir, bu da otoimmün hastalık riskini artıracaktır” diyor.
Scheib, şu sorulara cevap vermek için moleküler mekanizmaları sürdürmeye devam ediyor: Jedi-1 bir reseptör ise, ne yapar? Ve neden iki tane reseptör var? Beraber çalışıyorlar mı?
Carter’ın grubu ayrıca farelerin glial öncü hücrelerinde Jedi-1’i farelerin otoimmün koşulları geliştirip geliştirmediğini ve sinir hasarından sonra hücresel “atığı” temizlemede aynı işlemlerin yapılıp yapılmadığını araştırmak için nakavt etmektedir.
Yasin Umur