Omuriliğini şaşırtan biçimde yenileyebilen canlı

Bilim insanları birinci sefer bir zebra balığına ilişkin hudut hücrelerinin detaylı atlasını oluşturdu. Bu özel balıkların kopan bir omuriliği nasıl büsbütün iyileştirebildiğini gösteren atlas, insanlardaki omurilik zedelenmelerinde uygunlaştırma stratejilerinin nasıl geliştirilebileceğine yönelik ipuçları sağlayabilir. Bulgular, ağustos ayında Nature Communications bülteninde yayınlanan bir çalışmada aktarılıyor.

KÖK HÜCRELER YALNIZ DEĞİL

Populer Science Türkçe’de yer alan çalışmanın detaylarına nazaran ufak ve şeffaf zebra balıkları, kopmuş bir omuriliği büsbütün güzelleştiren seçkin bir omurgalı kümesine ilişkin. Bu kümenin öteki üyeleri ortasında semenderler, aksolotlar ve yılanbalığı gibisi bofa balıkları üzere kuyruklu yüzergezerler bulunuyor. İnsanlarda bir omurilik zedelenmesi hayatı tümüyle değiştirebiliyor ve kalıcı his ya da hareket kaybına sebep olabiliyor. Bunun bir sebebi de hasar gören nöronların her vakit ölmesi.

Bir zebra balığının omuriliği hasar gördüğünde, hasarlı nöronlar hücresel fonksiyonlarını değiştirerek çarpıcı bir karşılık veriyor. İyileşmelerini mümkün kılan faaliyetleri yönetirken yeni ve merkezi bir rol üstleniyorlar. Bilim insanları zebra balığı nöronlarının omurilik hasarından canlı kurtulabildiğini bilse de yeni araştırma bunun nasıl olduğunu gösteriyor.

Kopan nöronların hayatta kalması ve ahenk sağlayabilmesi, omuriliğin büsbütün yine oluşması için bir mecburilik. Bir öteki şaşırtan durum ise yeni nöronlar oluşturabilen ve çoklukla yenilenmede merkezi rol oynadığı düşünülen kök hücrelerin burada daha tamamlayıcı bir rol oynaması. Burada hasar önleyen farklı bir nöron kadrosu başı çekiyor.

St. Louis – Washington Üniversitesi Tıp Fakültesinde çalışan makale muharriri ve gelişimsel biyolog Mayssa Mokalled, “İnsanlarda ulaşmaya çalıştığımız nöral tamirin tümü olmasa bile birçoklarının zebra balıklarında doğal halde gerçekleştiğini keşfettik” diyor bir açıklamada:

“Yaptığımız şaşırtan müşahede, hasarın çabucak sonrasında nöronsal açıdan kuvvetli muhafaza ve tamirat sistemlerinin gerçekleştiği istikametindeydi.”

Araştırma kadrosu bu gözetici sistemlerin, birinci olarak nöronların hasardan sağ çıkmasına imkan sağladığını düşünüyor. Akabinde ise bir “spontane plastisite” yahut fonksiyonlarında esneklik sahneliyorlar. Bu durum zebra balıklarına tam güzelleşme için gereken yeni nöronları tekrar oluşturması için vakit sağlıyor.

“Çalışmamızda, beşerler ve başka memelilerde bu tip bir plastisiteyi teşvik etmeye yardımcı olacak genetik maksatlar belirledik” diyor.

Yenilenmede misyon alan çeşitli hücre tiplerinin evrimleşen rollerini ayrıntılarıyla gösteren araştırma kadrosu, hasar gören nöronların esnekliği ve hasardan sonra çabucak tekrar yeniden programlanma kabiliyetlerinin, bir omuriliğin tümüyle tekrar oluşması için gereken olay zincirini başlattığını keşfetmiş. Hasardan kurtulan nöronlar devre dışı kalırsa, yenileyici kök hücreler hâlâ orada olsalar bile balıklar olağan yüzme kabiliyetlerini yine kazanmıyor.

TOKSİK NÖRONLAR

İnsanlar ve başka memelilerde omuriliği meydana getiren uzun çizgi kesilir yahut ezilirse, nöronları öldüren bir toksisite olayları zinciri başlıyor ve omurilik ortamı, tamirat düzeneklerine karşı toksik ve düşman hale geliyor. Bu nöronsal toksisite, insanlardaki omurilik zedelenmelerine tedavi uygulamak hedefiyle kök hücrelerden faydalanma teşebbüslerinin neden çok yeterli sonuç vermediğinin kimi sebeplerini açıklayabilir. Yeni makalede insanlardaki omurilik zedelenmelerini güzelleştirmede uygulanacak yeni formüllerin kök hücrelerle yenilenmeye odaklanmak yerine, hasar gören nöronları ölmekten kurtarmakla başlaması gerektiği ileri sürülüyor.

“Diğer hücrelere ilişkileri olmayan nöronlar hayatta kalmıyor” diyor Mokalled ve devam ediyor:

“Zebra balıklarında kopan nöronların hasar geriliminin üstesinden, esneklikleri sayesinde hasarın çabucak sonrasında yeni bölgesel kontaklar kurabilmeleri sayesinde gelebildiklerini düşünüyoruz. Araştırmamız, bunun vakit kazandıran ve nöronları vefattan koruyup, sistemin nöronsal devreyi müdafaasına imkan sağlarken ana omuriliği inşa eden ve yine oluşturan süreksiz bir sistem olduğunu akla getiriyor.”

Memeli nöronlarında bu güzelleşme kapasitesinin mevcut olduğu lakin aktif olmadığını gösteren birtakım bulgular var. Araştırma ekibine nazaran yeni terapilere giden yol, bunların bulunması olabilir.

“Zebra balıklarındaki bu kollayıcı süreci yöneten genleri belirlemenin, insanlardaki nöronları omurilik zedelenmelerinden sonra gördüğümüz hücre mevti dalgalarından muhafazanın yollarını bulmamıza yardımcı olacağını ümit ediyoruz. Bu genlerin versiyonları insan genomunda da mevcut” diyor Mokalled.

Çalışmada nöronlara odaklanılmışsa da omurilik yenilenmesi son derece karmaşık bir süreç.

Gelecekteki çalışmalarda muhtemelen bu yeni hücre atlasına dalınıp, öbür hücre tiplerinin omurilik yenilenmesinde ne yaptığı anlaşılmaya çalışılacak. Araştırma kadrosu, omuriliğin tekrar oluşması sırasında bağışıklık hücrelerine ek olarak glia ismi verilen ve nöronsal olmayan birtakım hücre tiplerinin de neler yaptığına özel ilgi gösteriyor. Zebra balıklarındaki bulguların fare ve insanlardaki hudut dokularında gerçekleşen olaylarla karşılaştırıldığı çalışmalar da devam ediyor.