Deri Hücrelerini Kullanarak İşlevsel Sinir Hücreleri Üretebiliriz!

Deri hücrelerinden yetişkin sinir hücreleri üretilmesini sağlayan yeni bir yöntem nörodejeneratif hastalıkları anlamamıza yardımcı olabilir ve aynı zamanda yeni ilaçların ve kök hücre temelli iyileştirici tıbbın geliştirilmesini hızlandırabilir.

Bu yöntem sayesinde üretilen sinir hücreleri, vücudumuzda bulunan yetişkin sinir hücreleriyle fonksiyonel olarak aynı karaktere sahipler. Bu özellik de onları, Alzheimer ve Parkinson gibi yaş ile ilgili hastalıkların üzerinde çalışmasında ve yeni ilaçların test edilmesinde kullanılabilecek daha iyi modeller haline getiriyor. Sonuçta, bu teknik, nörodejeneratif hastalıklarının hedefindeki insanlara nakil edilmek için yetişkin sinir hücresi üretiminde kullanılabilinir. 

Gelişmekte olan bir iribaşta (kurbağa yavrusu) sinir hücrelerinin nasıl oluştuğunu inceleyen Cambridge Üniversitesi’nden bilim insanları, insan sinir hücrelerinin yetişkin hale gelmesini sağlayan hücresel süreçleri hızlandıracak yolları belirleyebildiler. Buluşlar, Development dergisinin 27 Mayıs 2014 tarihli basımında yayınlandı. 

Neredeyse vücudumuzdaki farklı tüm hücre tiplerine dönüşebilen kök hücrelerimiz bizim ana hücrelerimizdir. Kök hücrelerin içinde, hücrelere ne zaman bölünüp ne zaman bölünmeyi durdurup başka bir hücre tipine dönüşeceğini (bu süreç hücre farklılaşması olarak da bilinir) söyleyen mekanizmalar vardır. Birkaç yıl önce araştırmacılar, transkripsiyon faktörleri olarak bilinen vücudumuzdaki bütün dokularda bulunan ve mekanizmaları beraber düzenleyen bir grup protein tanımladılar.

Daha yakın tarihlerde, bu proteinlerin deri hücrelerine eklendiğinde, hücreyi yeniden programlayıp sinir hücreleri dahil diğer hücre tiplerine dönüştürebildiği keşfedilmişti. Bu şekilde oluşan sinir hücreleri, uyarılmış nöronlar (iN hücreleri) olarak bilinir. Fakat bu yöntemle üretilen hücrelerin hem sayısı az hem de inme veya motor nöron hastalıkları için ihtiyaç olan kullanışlı modeller olabilecek hücre tiplerinden fonksiyonel olarak biraz uzaklar. 

Ek olarak, Alzheimer ve Parkinson gibi dünya genelinde milyonlarca insanı etkileyen yaş ile ilgili hastalıklar için vücudumuzdaki sinir hücreleriyle karakteristik olarak aynı olan yetişkin sinir hücreleri hastalıkların tam olarak anlaşılması ve sonuç olarak da tedavi yollarının saptanması açısından çok önemli. Onkoloji Bölümü’nden ve aynı zamanda araştırmayı yöneten Dr. Anna Philpott şöyle söylüyor:

Hücreleri tekrar programladığınızda, onları temel olarak bir hücre tipini başka birine dönüştürmüş oluyorsunuz fakat sonuç olarak ortaya çıkan hücreler, yetişkin hücreler gibi değil de embriyodan gelen hücreler gibi davranıyorlar. Alzheimer gibi hastalıkları daha iyi anlayabilmemiz için hastalığın gelişebileceği yaşlı bireylerdeki hücreler gibi yetişkin sinir hücreleriyle çalışabilmemiz gerekiyor. Yani, hücrelerin yeniden programlamasından sonra, daha ‘olgun’ sinir hücreleri üretilmesi gerçekten önemli.

Hücrelerin bölünmesine neden olan karıştırıcı sinyallerin varlığına rağmen Dr. Philpott ve çalışma arkadaşları, transkripsiyon faktörlerinin sinyallerini değiştirerek hücre farklılaşmasını ve olgunlaşmasını yönetmeyi başardılar.

Hücreler bölünürken transkripsiyon faktörleri, fosfat moleküllerinin eklenmesiyle (fosforilasyon) değiştirilir, ama bu yöntem aynı zamanda sinir hücrelerinin olgunlaşmasını da kısıtlayabilir. Fakat proteinler, fosfatla veya normal insan hücresine eklenmesiyle değişmeyecek şekilde düzenlendiler. Bu aşamadan sonra araştırmacılar şunu fark etti; kayda değer bir şekilde daha olgun ve buna bağlı olarak Alzheimer gibi hastalıkların araştırılması için daha kullanışlı hücreler üretilebilmişti. 

Ek olarak, çok benzer protein kontrol mekanizmaları tip 2 diyabet hastalığında, fonksiyonunu kaybetmiş olan pankreas adacıklarındaki hücrelerin olgunlaşmasını sağlarlar. Daha fazla yetişkin hücre üretimine ek olarak, Dr. Philpott’ın laboratuvarı şimdi benzer yöntemler kullanarak pankreasta bulunan ve insülin üreten hücrelerin, gelecekte kullanılacak iyileştirici uygulamalar için fonksiyonlarını geliştirmeye çalışıyor. Dr. Philpott sözlerini şöyle bitiriyor:

Şunu keşfettik; kök hücrelerde farklılaşma sürecini nasıl başlatacağınızı düşünmeniz yeterli değil aynı zamanda farklılaşmayı tamamlayacak nelere ihtiyacınız var bunu da düşünmek zorundasınız. Gelişen bir embriyo bunu nasıl başarıyor işte buradan öğrenebileceğimiz çok şey var.