Zebra Balığı Alzheimer ile Nasıl Savaşıyor? Bu Savaş, Bize Ne Öğretebilir?

Alzheimer Durumunda Sinirlerin Yenilenebilmesinin Altında Yatan Mekanizmayı, "Mutluluk Hormonu" da Denen Serotonin Düzenliyor!

Gece Modu

Alzheimer durumunda beynin kendini yenilemesi için gerekli moleküler mekanizma zebra balığı beyninde açığa çıktı. Mutluluk hormonu olarak da bilinen serotonin seviyesinin azalması kök hücrelerin yeni sinir hücresi yapmasını tetikliyor. Evrimsel olarak memelilerde kaybedilmiş görünen bu mekanizma, neden zebra balığı beyni kendini yenilerken memelilerin bunu yapamadığına da ışık tutup klinik çalışmaların önünü açabilir.

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Birçok insanın korkulu rüyası olan Alzheimer, dünya üzerinde 40 milyonu aşkın insanda görülen amansız bir hastalıktır. 2050 yılında Alzheimer hastalarının 150 milyona yükselmesi beklenirken maalesef henüz tedavisi bulunmayan bu hastalıkla ilgili yapılan çalışmalar da doğal olarak hız kazanıyor.

Hastalığın varlığı 1907 yılından beri biliniyor. 1980’lerden itibaren de Alzheimer’a yol açtığı düşünülen moleküler etkenler keşfedilmeye başlandı. Örneğin sinir hücrelerinin ölmesine yol açan amiloid proteini, hücrelerin şekillerini kaybetmelerini sağlayan TAU proteini, bu hastalığa yatkınlığı sağlayan apoE4 geni ve bağışıklık sisteminin etkisini bozan Trem2 mutasyonu gibi birçok faktörün Alzheimer’da etkili olduğunu artık biliyoruz.

Fakat yine de yüzlerce klinik deneme ve ilaç geliştirme çalışması başarısızlıkla sonuçlanıyor. Halihazırda üzerine 600’den fazla klinik deneme yapılan Alzheimer için klasik yollar başarılı olamadığından, farklı ve denenmemiş bilimsel metotlar ve bilgi üretim sistemleri geliştirmek her gün bir öncekinden daha fazla önem taşıyor.

needpix.com

Alman Nörodejeneratif Hastalıklar Merkezi (DZNE)’de bulunan ve yedi farklı ülkeden araştırmacılardan oluşan araştırma grubumuz da Alzheimer konusuna farklı bir yerden bakan laboratuvarlardan birisi. Alışılmadık bir model ile çalışıyoruz: zebra balığı. Bu balığın oldukça yüksek derecede doku yenileme kapasitesi var. Herhangi bir dokusu zedelendiğinde yerine yenisini yapabiliyor. Bunu yaparken de kök hücre denen özelleşmiş hücreleri kullanarak gerekli dokuyu yeniden yaratıyor.

Yıllar içindeki çalışmalarımızda balık beyninin kendisini yenileyebildiğini ve bu özelliğini Alzheimer durumunda da sinir sistemi kök hücrelerini etkin hale getirerek gösterdiğini açığa çıkartmıştık. Bu önemli bir bilgi çünkü Alzheimer durumunda beynimizde sinir hücrelerimiz ortadan kalkıyor ve yerine yenileri gelmiyor. Bu süreç uzun yıllar devam ettikçe hastalığın artık önlenemez aşamalarına geliyoruz.

Peki eğer beynimizi yenileyebilseydik ne olurdu? Ya da biz beynimizi neden yenileyemiyoruz? İşte bu iki sorunun yanıtını bulmak için zebra balığı eşsiz bir fırsat sunuyor. Eğer balık beyninin kendisini nasıl yenilediğini bulabilirsek, belki insan sinir hücrelerini de yenilemenin yollarını bulabiliriz diye düşünüyoruz. Alzheimer alanına başka bir yerden, evrimsel bir pencereden bakıyoruz.

Zebra Balığı
Zebra Balığı
GoodFreePhotos

Balık beyni Alzheimer durumunda kendini yenileyebiliyordu ancak bunun mekanizmalarını bilmiyorduk. Bu hafta PLoS Biology dergisinde yayımlanan ve araştırma grubumuzun üyesi Prabesh Bhattarai’nin birinci yazarı olduğu çalışmamızda bu bilinmezliği biraz aydınlattık. Sonuçlarımıza göre, Alzheimer patolojisini yaratan amiloid molekülü, balık beyninde karmaşık bir hücresel etkileşiminin sonucunda, çeşitli moleküler programları değiştirerek yeni sinir hücresi üretimini sağlıyor. Yetişkin balığın beyninde oluşturduğumuz Alzheimer patolojisinden sonra her bir beyin hücresinin içinde aktif olan genleri bulduğumuz bir te hücre dizilemesi (İng: "single cell sequencing") çalışması yaptık. Yapay zeka ve moleküler teknikleri birleştirerek, hangi hücrelerin birbirleriyle etkileştiğini inceledik. Bu etkileşimlerden hangilerinin Alzheimer durumunda değiştiğini ve bu değişimin de yeni hücre yapımıyla ilişkili olup olmadığını araştırdık. Elde ettiğimiz sonuçlar oldukça ilginç.

Sinir hücrelerinin birbirleriyle iletişim için kullandığı birçok madde var ve bu maddeler nörotransmitter olarak adlandırılır. Bunlardan bir tanesi mutluluk hormonu olarak da bilinen serotonin. Bu maddeyi üreten sinirlere ise serotonerjik hücreler deniyor. Alzheimer durumunda balık beyninde sinirlerin serotonin üretimini durdurduğunu gördük. Bunun da Alzheimer patolojisine tepki olarak ortaya çıkan bir bağışıklık sistemi maddesinin (Interleukin-4 adlı proteinin) etkinliği sonucunda gerçekleştiğini keşfettik. Interleukin-4, serotonerjik hücrelerde bu maddeyi üreten enzimleri baskılayarak ortamdaki serotonin seviyesini düşürüyor. Sağlıklı balık beyinlerinde, serotoninin başka bir hücre tipini doğrudan etkilediğini gözlemledik.

Bu hücrelerin yüzeyinde serotonin için almaçlar bulunuyor ve hücreler özel bazı moleküler mekanizmaları başlatıyorlar. Balık beyninde, serotonin azaldığında, BDNF denen bir proteinin arttığını ve salgılandığını gördük. Bu protein, sinir hücrelerinin gelişmesi ve ortama adapte olması için gereken çok önemli bir madde. Ancak sinir hücresi üretilmesi için gerektiği daha önce gösterilmemişti. Çalışmalarımız sonucunda balık beynindeki kök hücrelerin BDNF molekülü ile etkin hale geldiğini ve yeni sinir hücresi yapmaya başladıklarını bulduk. Balık beynine serotonin enjekte ettiğimizde ise sinir hücresi yapımının azaldığını gözlemledik. Yani Alzheimer durumunda serotonin seviyesinin düşmesi ve BDNF seviyesinin artması yeni sinir hücresi üretimini tetiklemekteydi.

Serotoninin zebra balığı beyninde kök hücreleri etkileme mekanizması
Serotoninin zebra balığı beyninde kök hücreleri etkileme mekanizması

Bir sonraki sorumuz elbette memeli beyinlerinde bu mekanizmanın olup olmadığıydı. Fare beyinlerindeki Alzheimer modelini incelediğimizde BDNF’nin memeli beyinlerinde kök hücre çoğalmasına yol açmadığı, yeni sinir hücresi üretimine yardımcı olmadığını bulduk. Daha önceki başka yayınlarda da bunu destekleyen sonuçlar mevcuttu ve bu bize şunu söyledi: Evrimsel olarak serotonin ve BDNF zebra balığında sinir sistemi yenilenmesine yol açarken memelilerde bunu gerçekleştiremiyor. Bu belki de evrimsel olarak yaşanan değişimlerin, moleküler düzeyde sinir hücreleri ve kök hücrelerin etkileşim mekanizmalarını değiştirdiği ve bu değişimin de bir şekilde rejeneratif kapasitenin azalmasına yol açtığı anlamına gelebilir.

Alzheimer durumunda ise kendini yenileyemeyen bir beyin yaratan evrimsel süreçler, belki de hastalığın bu denli çözülemez olmasını da beraberinde getirmiştir. Evrimsel sürecin neden böyle işlediği ve belli müdahalelerle insan beyninin de sinir hücresi üretip üretemeyeceği sorularının yanıtları şu anda gizemini korusa da ileride hem bizim hem de diğer araştırma gruplarının çalışmalarıyla bu soruları yanıtlayabileceğimizi düşünüyoruz.

Sonuç olarak, zebra balığı bize öğretebilir! Alzheimer tedavisi için bulunamayan çözüm, belki de hiç beklemediğimiz bir canlıdan, zebra balığından bize gelecek. Beynimizi yenilemenin yollarını bize öğretme şansı olan bu küçük omurgalı canlı, büyük bir araştırma alanı açmış durumda. Zamanla bu canlının gizemleri ve bize sağlayacağı tıbbi bilgiler hızla ortaya çıkacak.

Not: Laboratuvarımızı web sitelerimizden (www.kizillab.org ve www.dzne.de/kizil) ve sosyal medyadan (Twitter: @Kizil_Lab_DZNE ve Facebook: @Kizil_Lab) takip edebilirsiniz.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 1
  • Tebrikler! 5
  • Bilim Budur! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 2
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 28/02/2020 00:40:08 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8187

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Soru Sorun!
Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Eğer okullarımızın bilim derslerinde yaratılış iddiasını Evrim Kuramı'na alternatif olarak okutacaksak; bu derslerde bebeklerin leylekler tarafından getirildiği iddiasını da cinsel üremeye alternatif olarak okutmamız gerekir.”
Judith Hayes
Geri Bildirim Gönder