Omurilik Hasarını Yapay Nöronlarla Yenebiliriz!

86 yaşındaki bir insanın derisinden elde edilen kök hücreler, omuriliğinde hasar olan bir hücrenin hayatta kalmasına hatta uzun aksonlar oluşturmasına yardımcı oldu. Neuron dergisinde yayımlanan bu çalışma, uyarılmış pluripotent kök hücrelerinin dahi, inhibe edici faktörlerle esasen başa çıkıp yeni nöronlar ve uzun aksonlar oluşturma yeteneği olan yaşlanmış insan hücrelerinden yeniden programlandığını ortaya koyuyor.

Bir fare nöron kök hücresinin yeniden gelişebildiği daha öncelerde gösterilmişti: 2012’de aynı çalışma grubu tarafından yürütülen bir araştırmada, fare kök hücresinin, kemirgenin beyninde ve omurunda uzun mesafeleri katedebilen aksonları oluşturulduğu ve omurilik sakatlığından sonra uzuvların tekrar çalıştırılabildiği gösterildi. Washington Üniversitesi’nden, aksonel yenilenme üzerine çalışan Philip Horner şöyle diyor:

İki çalışma da aksonların gelişiminin gözlemlenme sayısı bakımından son derece kışkırtıcı. Araştırmanın ulaştığı asıl soru şu ki, bu iyi bir şey mi ve bu büyüme kontrol edilebilir mi?

Kök hücre tabanlı tedaviler omurilik hasarlarını iyileştirmek için umut vaat ediyor. Önceki çalışmalar, omurilikteki doku bozulmalarına uzakta olan aksonların uzatıldığını, yeniden miyelinlenmiş aksonların bölgesel yaralanmaların etrafını sarıp, onları koruduğunu ve iletkenliklerini yeniden düzenlediğini gösterdi. Bu özellikler, deneysel tedavilerde ilginç beklentileri arttırıyor. Fakat, graft (bir dokunun bedenin bir yerinden alınıp başka bir yerine aktarılma süresi) başarısı için alıcının bağışıklık sistemini baskılamak çok zor ve hala omurilik hasarına sahip hasta için çok büyük risk yaratıyor. 

San Diego, Kaliforniya Üniversitesinden Mark Tuszynski ve Paul Lu hastanın kendi deri hücrelerinden elde edilen iPSC’leri kullanarak bu bağışıklık sistemi baskılamasını aşmaya çalışıyor. Araştırmacılar işe, sağlıklı bireyden alınan deri fibroblastlarını transdükleyip retroviral vektörlerle kök hücre oluşumunu tetiklemekle başladı. Bu yöntemle elde edilen nöral kök hücreler büyüme faktörü kokteyli ile doldurulmuş fibrin matriksine nakledildi. Bu hüreler farelere omurilik hasarından 2 hafta sonra aşılandı. 

Kök hücresi naklinden 3 ay sonra, bu erken hücrelerden elde edilen aksonların doku bozulmasının bulunduğu yerde çok daha uzak mesafelere gittiği; beyine, beynin koku merkezine ve distal lumbar spine kadar uzandığı görüldü. Bu akson, aslında yazarın makalesinde de değindiği gibi, yetişkin farenin tüm nöraksisine uzandı. Bu araştırmada görülen aksonlar, araştırmacıların diğer çalışmalarında ortaya çıkan aksonlardan yaklaşık 2 kat daha uzun ve %41'lik bir oranla daha verimli. Tuszynski:  "Bu, sinirbilimsel soruları arttıran bir olay."

Sonuçlar, omurilik hasarında hücre yenilenmesini engelleyen faktörlerin üstesinden gelebilen fenotipe işaret ediyor. Horner şöyle söylüyor: 

Bana göre asıl sorular, nöronal fenotipin ne olduğunu anlamaya başlayıp başlamadığımız ve bu hücrelerin neyi açıkladığı üzerine sorulmalı. Sonrasında, belki de mühendislik ürünü nakiller yapmaya başlayabiliriz.

Fare kökenli çalışmaların aksine, insan kökenli çalışmalarda aksonlar miyelinlenmemişti. Farelerde hücrelerin çoğalmasına rağmen, bu çoğalan sinir hücreleri omurilik hasarından sonra bozulmuş olan uzuvlara kadar gelişmedi. Tuszynski, altında miyelinlenme eksikliğinin yattığı düşünülen fonkyonel geri kazanım eksikliği sorunu hakkında, hücresel gelişmemişliğini ve test edilen hareketin karmaşıklığını da içeren, birçok açıklama olduğunu öne sürüyor.

Araştırmaya dahil olmayan sinir bilimci Brain Cummings “Araştırma, güçlü bir hibritleşme ve mükemmel bir akson büyümesini göz önüne serdi” diyor ve ekliyor “Belki de bazı yollar normal değildir, yani bu hücreler daha iyi yaşayabilir.”

Araştırmacılar ayrıca nöronal kök hücreleri aşının yapıldığı yere yakınlara yayıldığını da gözlemlediler, bu da aşırı büyümeye işaret etmektedir. Bu yayılma anormal bir semptom olmasa da, araştırmacılar eski araştırmalarında fare nöronal kök hücrelerinde meydana gelen aşırı kütle artışının beyin yapısı için potansiyel bir problem olduğunu gözlemlediler. Tusynzki şöyle diyor:

Translasyon hakkında düşünmeden önce, düşünmemiz gereken daha birçok şey var. Mesela, bu bağlantılar ne kadar sabit; aksonları kılavuz edindiğimiz takdirde ya teratomlar oluşmazsa...

Cummings sözlerini şöyle bitiriyor:

Oldukça enteresan ve heyecan verici bir birinci adım oldu. Fakat hala uyarılmış puliripotent kök hücrelerinin nasıl fonksonel geri kazanıma sebep olduğunu ve hücre büyümesini nasıl kontrol edeceğimizi anlamamız gerekiyor.