Yeni Bir Bilgisayarlı Hesaplama Modeli ile Fare Beynindeki Kök Hücreler Gençleştirildi!

Organlarımızı düzenleyen tüm hücreler aslında kök hücrelerden geliyor. Kök hücreler bölünüyor ve bunun sonucunda beyin, akciğerler veya kemik iliği gibi spesifik doku hücrelerine dönüşüyorlar. Ancak yaşla birlikte yaşayan organizmalardaki kök hücreler çoğalma özelliklerini kaybediyorlar. Birçoğu kalıcı olarak pasif duruma geçiyor.

Kök hücrelerin hesaplamalı modellerini mümkün olduğunca doğru yaratmak adına LCSB'nin Prof. Antonio del Sol liderliğindeki Hesaplamalı Biyoloji Grubu yeni bir yaklaşım uyguladı. Şöyle anlatıyorlar:

Kök hücreler sık sık başka hücrelerle ve ekstra hücresel bileşenler ile etkileşim kurmak zorunda kaldıkları bir ortamda (niş içinde) yaşıyorlar. Bu kadar bol ve karmaşık moleküler iletişimi bilgisayarda modellemek fazlasıyla zor. Biz de bu yüzden perspektifimizi değiştirdik. Kök hücreleri dışarıdan etkileyen faktörleri düşünmeyi bıraktık ve çok iyi tanımlanmış nişlerde kök hücreyi içeriden etkileyen faktörlerin tam olarak nasıl olacağı hakkında düşünmeye başladık.

Bu yeni yaklaşım, Hesaplamalı Biyoloji Grubu'ndan Dr. Srikanth Ravichandran tarafından geliştirilen yeni bir hesaplama modeline yol açtı:

Modelimiz kök hücrenin işlevsel durumunda hangi proteinlerin nişte sorumlu olduğunu -yani kök hücrelerin ne zaman bölünüp ne zaman pasif duruma geçeceğini- belirleyebiliyor. Modelimiz hangi genlerin transkriptlendiği bilgisine dayanıyor. Modern hücre biyolojisi teknolojisi, gen ifadesinin tek hücre çözünürlüğündeki profilini mümkün kılıyor.

Önceden neden yaşlı farelerin beynindeki çoğu kök hücrenin pasif kaldığı bilinmiyordu. Hesaplamalı modelden LCBS'deki araştırmacılar ''sFRP5'' adında yaşlı farelerdeki nöronal kök hücrelerini inaktif tutan ve hücre farklılaşması için WnT yolunu önemli ölçüde bloke ederek çoğalmayı önleyen bir molekül tanımladılar.

Hücreler için Gençleştirme

Ardından DKFZ'deki işbirlikçilerin sinir kök hücrelerinde uzun süreli uzmanlığı işin içine girdi: Kök hücreleri önce bir hücre kültür kabında ve sonradan direkt olarak fare üzerinde incelemek bilgisayarların hesaplama tahminini deneysel olarak doğrulayabildi. sFRP5'in hareketlerini nötrleyince canlılığını kaybetmiş kök hücreler daha aktif çoğalmaya başladılar. Del Sol şöyle anlatıyor:

sFRP5'in deaktifleştirilmesiyle birlikte hücreler bir çeşit gençleşmeden geçiyor. Sonuç olarak yaşlı faredeki faal olmayan kök hücrelerle aktif hücrelerin oranı neredeyse genç hayvanlardaki kadar olumlu oluyor.

Antonio del Sol ise şöyle diyor:

Sonuçlarımız kök hücre merkezli terapi uygulamalarında örneğin nörodejeneratif hastalıklarda önemli bir adım teşkil ediyor. Böylece hesaplamalı modellerle spesifik durumdaki kök hücrelerin ana karakteristik özelliklerini tanımlayabileceğimizi gösterdik.

Bu yaklaşım sadece beyin ile alakalı çalışmalar ile sınırlı değil. Aynı zamanda vücuttaki diğer organların kök hücrelerini modellemede de kullanılabilir. Antonio del Sol, sözlerini şöyle bitiriyor:

Umudumuz bunun rejeneratif tıpa yeni yollar açacağı yolunda.