Yazan: Leona Rohrbeck
Çeviren: Enis Çetin
Düzenleyen: Görkem Yıldız
Özet: Karolinska Enstitüsü ve Max Planck Enstitüsündeki araştırmacılar tarafından Science Advances‘da yapılan yeni bir araştırma, nöronların metabolizmalarını uyarlayarak bozulmaları önleyebileceğini ve hayatta kalmayı sağlayabileceklerini gösteriyor. Bu araştırma, nöronların kendi metabolizmalarını ayarlayamayacakları ve bu nedenle geri dönüşü olmayan bir şekilde bozuldukları yönündeki uzun süredir devam eden görüşe meydan okuyor. Araştırmanın bulguları; mitokondriyal hastalıkları ve Parkinson Hastalığı gibi diğer nörodejenerasyon türleri olan hastalar için tedavi yaklaşımların geliştirilmesine katkıda bulunabilir.
Mitokondriler, hücrelerimizin enerji santralleridir ve vücudumuzdaki dokuların normal çalışması için enerji sağlamada önemli bir rol oynarlar. Sinir hücreleri, aktiviteleri için özellikle mitokondriye bağımlıdır. Artan kanıtlar, mitokondriyal fonksiyon bozukluğunun; Parkinson hastalığı, farklı ataksiler[1] ve çeşitli periferal nöropatiler[2] gibi en yıkıcı nörodejenerasyon formlarıyla olan bağlantısını gözler önüne seriyor.
Nörodejenerasyonu önlemek için stratejiler aranmasına rağmen, mitokondriyal fonksiyon bozukluğunun neden olduğu nöronal ölümün altında yatan kesin olaylara ilişkin bilgimiz hâlâ çok kısıtlıdır.
Nöronlar genellikle, enerji metabolizmalarını zorlayıcı koşullara uyarlama kapasitesi çok sınırlı olan veya hiç olmayan, son derece farklılaşmış hücreler olarak kabul edilir. Ancak bazı nörolojik hastalıklar için mitokondriyal fonksiyon bozukluğunun uzun süreler boyunca tolere edilebileceğine dair bol miktarda kanıt vardır. Buradan hareketle araştırmacılar, bozulmuş nöronların bir metabolik direnç programını etkinleştirip etkinleştiremeyeceği sorusunu sordular.
“Fare beynindeki bozulmuş nöronları saflaştırmak ve bu nöronların genel protein içeriği olan proteomu[3] analiz etmek için yenilikçi bir yaklaşım geliştirdik. Beklenmedik bir şekilde, proteomik veriler; mitokondriyal fonksiyon bozukluğuna yanıt olarak aktive olan, tam olarak koordine edilmiş, nörona özgü bir metabolik programın varlığını gösterdi.” diye açıklıyor, çalışmanın başyazarı, Karolinska Enstitüsü Tıbbi Biyokimya ve Biyofizik Bölümü profesörü Nils-Göran Larsson.
Metabolik Yeniden Bağlama Nöronları Bozulmalara Karşı Dirençli Hale Getirir
Araştırmacılar, nöronları aksi halde çok hızlı ilerleyen bir bozulmaya dirençli hale getiren yeni bir metabolik yeniden bağlama formu (Krebs döngüsü anaplerozu[4]) tanımladılar. Bu tür metabolik bir adaptasyonun daha önce sadece beyindeki çevresel dokularda veya destekleyici hücrelerde (glia hücreleri) meydana geldiği düşünülüyordu. Nöronların anapleroza neden olabileceği bulgusu, metabolik yeniden bağlanmanın koruyucu bir role sahip olduğunu daha kesin gösterebilir. Anaplerozun engellenmesi üzerine yapılan çalışmalarda, nöronların çok daha hızlı bir şekilde öldüğü ve hastalığın daha şiddetli hale geldiği gözlemlendi.
İşlevsel olmayan nöronlarda belirli metabolik yeniden bağlantı biçimlerinin tanımlanması, nörodejenerasyona yol açan süreçlere yeni mekanik anlayışlar sağlayabilir. Yazarlar, bu yeni bulgulara dayanarak mitokondriyal hastalıkları ve diğer nörodejenerasyon türleri olan hastalarda nöronal hayatta kalma süresini uzatmak ve işlevi iyileştirmek için tedavi amaçlı yaklaşımlar geliştirmenin mümkün olabileceğini umuyorlar.
Araştırma öncelikle Almanya’daki Max Planck Enstitüsü’nde gerçekleştirildi. Alman Araştırma Vakfı, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı, İsviçre Ulusal Vakfı, İsveç Araştırma Konseyi, Knut ve Alice Wallenberg Vakfı ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından finanse edildi.
[1] Ataksi, yürüyüşte ve göz hareketlerindeki anormallikleri ile konuşma değişikliklerini içerebilen kas hareketlerinin istemli koordinasyon eksikliğinden oluşan nörolojik bir işarettir. Ataksi, beyincik gibi hareketi koordine eden sinir sisteminin parçalarının işlev bozukluğunu gösteren klinik bir tezahürdür.
[2] Periferik nöropatiler, tipik olarak etkilenen bölgede uyuşma, karıncalanma, kas güçsüzlüğü ve ağrı ile sonuçlanan bir veya daha fazla sinirin hasarı veya işlev bozukluğudur.
[3] Proteom, bir organizma tarafından ifade edilen eksiksiz proteinler kümesidir.
[4] Anapleroz, tükenmiş metabolik döngünün veya ara yolun yenilenmesi süreci; Yaygın olarak trikarboksilik asit döngüsüne atıfta bulunur.