Embriyonik Nöronların Nakli Beyin Hastalıklarının Tedavisine Işık Tutuyor!

California Üniversitesi, San Fransisco (USCF)'da yürütülen bir dizi deneyde yeni doğan farelerin beyinlerine nakledilen embriyonik nöronların beklenmedik bir şekilde hayatta kalıması, nöral nakil kullanarak Alzheimer, epilepsi, Huntington, Parkinson ve şizofreni gibi hastalıkların tedavisi için bir şans olabileceğini gösterdi. 

Nature dergisinde açıklanan bu deneyler embriyonik nöron nakillerinin belli bir hastalığı etkili bir şekilde tedavi edip etmeyeceği konusunda tasarlanmamış olsalar da, birçok farklı nörolojik bozuklukla alakalı olabilen bir tür beyin hücresi olan GABA salgılayan internöronların önemli bir miktarda beyne eklendikten sonra içten büyüyen internöron popülasyonuna zarar vermeden yaşayabilmesi bu kanıyı destekliyor. 

Bu hücrelerin çoklu naklinden sonraki hayatta kalışları, UCSF profesörü Arturo Alvarez-Buylla ve eski UCSF lisansüstü öğrencisi Derek Southwell tarafından yönetilen ekibi şaşkına çevirdi. Hüküm süren kuram, oluşan nöronların sandalye kapmaca oyununa benzer bir şekilde hayatta kaldıkları kanısında. Beyin bu hücreler için sınırlı kapasitesi olduğundan hücreleri uygun yuvalar için yarışmaya zorluyor. Sadece "oturmak" için yer bulabilen ve sonrasında onların türevleri diğer hücrelerden hayatta kalma sinyalleri alan hücreler müzik durduğunda hayatta kalıyor, gerisi de ölüyor.

Bu kuramı baz alarak, UCSF ekibi ne kadar embriyonik internöron nakledilirse nakledilsin sadece sabit ve küçük bir sayıda hücrenin hayatta kalacağını düşünüyordu ancak karşılaştıkları sonuç çok farklıydı; ne kadar nakledildiği fark etmeksizin hücreler, hep sabit bir oranda hayatta kaldılar. Alvarez-Byulla şöyle söylüyor:

Bu sabit hayatta kalma oranı gösteriyor ki, diğer çalışmalar tarafından büyük iyileştirici özellik vadeden bu hücreler beyin zarına büyük miktarlarda eklenebilir.

Geçmiş çalışmalar gösterdi ki bu hücrelerin nakli alıcının beyninde yeni ve kritik bir esneklik süreci oluşturarak epilepsinin hayvan modellerinde ağrıyı ve laboratuvar farelerinde Parkinson benzeri hareketleri azaltıyor. Bu hücrelerin aktivitesi genellikle Alzheimer tarafından engelleniyor ve şizofren insanların beynine nakledildiğinde sayıları değişim geçiriyor. Omuriliğe nakledildiğinde ise acı hissinin azalmasına yardımcı oluyorlar. 

Şimdiki çalışmada ise UCSF ekibi naklettikleri hücrelerin sayısını değiştirdiklerinde hücrelerin sabit bir sayıda değil, sabit bir oranda hayatta kaldığını fark etti. Bu da gösteriyor ki bu hücrelerin belli bir kısmı hücre-kontrollü mekanizmalar tarafından ya da engelleyici nöronların kendileri tarafından salgılanan hayatta kalma faktörleri nedeniyle ölüyor. Çalışma bu internöronların önceden düşünülenden çok daha fazla miktarda nakledilebileceğini gösteriyor. Bu gözlem, bu tip hücrelerin beyin hastalıklarının tedavisinde bozuklukların eksitatör ve inhibe edici dengesini düzeltmede kullanılabilir. 

Hücrelerin Hayatta Kalması Bilinmeyen Sinyallere Bağlı 

GABA salgılayan internöronlar beyin zarındaki eksitatör nöronların aktivitesini inhibitör sinyallerle dengeledikleri için beyin fonksiyonları açısından çok önemliler. Epilepsi, Alzheimer, Huntington, Parkinson ve şizofreni hastalıklarının hepsi bir şekilde uyaran/baskılayan dengesinin bozulmasına bağlıdır ve bu hastalıkların hepsinde GABA salgılayan internöronlardaki (ara nöron) bozukluklar belgelenmiştir. Bu GABA salgılayan internöronlar beynin fonksiyonel devrelerine katıldıkları beyin zarında oluşmuyolar. Onun yerine, beynin uzak bir köşesinde oluşturulup son hedeflerine doğru göç ediyorlar. Onlarca yıldır bilim insanları bu internöronların sayısının neye göre belirlendiğini, kaç tane oluştuğunu, ne zaman öldüklerini, beyin zarına ulaştıktan sonra kaçının hayatta kaldığını merak ediyolardı. Son açıklamalar bu bilinmeyenlerin bazılarına değiniyor, ama aynı zamanda bazı beklenmeyen gözlemlemeleri de ortaya çıkarıyor. 

Genel kanı nöral sayıların diğer hedef hücrelerin oluşturduğu hayatta kalma sinyallerine bağlı olduğu yönünde. Genellikle "nörotrofik hipotez" olarak bilinen bu fikir 1940'larda gerçekleştirilen, omurilikte ve çevresel sinir sisteminde gelişen nöronların hayatta kalışıyla ilgili Nobel Ödülü kazanan deneylere dayanmaktadır. Bu deneyler sadece sinir sisteminin dışındaki hedeflerle bağlantı kurabilen sinir liflerinin hayatta kalabildiğini ve bu hedeflerin sinir büyüme faktörü adında bir protein üreterek sinirleri hayatta tutmayla yükümlü olduğunu gösteriyordu. 

Yıllarca beyindeki hücrelerin nasıl yaşayıp öldüğü konusunda nörotrofik hipotez hüküm sürdü. Southwell şöyle söylüyor: 

Şimdiye kadar nörotrofik hipotezin sinir sisteminin her tarafındaki bütün nöron tiplerinde geçerli olduğunu düşünüyorduk.

Eskiden bir kere beynin doğru bölgesine geldikten sonra GABA salgılayan internöronların sadece zaten orada olan nöronlarla bağlanıp bir protein ya da başka bir faktör tarafından korunanların hayatta kaldığı düşünülüyordu. Ancak gerçekte nakledilen internöronların hayatta kalışının diğer hücreler tarafından üretilen hayatta kalma sinyalleri için olan rekabetten bağımsız faktörlerle belirleniyordu.

Her ne kadar yeni deneyler bu teoriyi sinirlerin beynin dışında nasıl bağlandığı konusunda çökertmeseler de, GABA salgılayan internöronlar söz konusu olduğunda işlerin biraz değişik olduğunu gösteriyorlar.