Yeni yaklaşım beyin hücrelerini nörodejeneratif hastalıklarda kurtarabilir
İnsan hücreleri ve farelerdeki yeni araştırmalara göre, Alzheimer ve Huntington gibi nörodejeneratif hastalıklar, tedavi için yeni bir hedef sunabilecek bir beyin hücresi hasarı mekanizmasını paylaşıyor.
Yeni Doğa Nörobilim Çalışma, araştırmacıların mekanizmayı nasıl ortaya çıkardığını ve bunun nöronların veya sinir hücrelerinin ölümüne nasıl yol açtığını açıklıyor.
Stanford Üniversitesi Okulunda kimya ve sistem biyolojisi profesörü olan kıdemli çalışma yazarı Daria Mochly-Rosen, "Bu tür kayıplarla karakterize bir dizi hastalıkta sinir hücresi ölümünü azaltmanın potansiyel yeni bir yolunu belirledik" diyor. Tıp Fakültesi, California.
Mekanizma, normalde nöronları veya sinir hücrelerini korumaya yardımcı olan iki hücre türü olan mikroglia ve astrositleri içerir.
Mikroglia ve astrositler, bilim adamlarının bir zamanlar "sinir sisteminin tutkalı" olarak gördüğü bir hücre türü olan glial hücrelerdir.
Bununla birlikte, araştırmacılar glial hücrelerin beyin gelişimi ve işlevinde hayati roller oynadığını giderek daha fazla keşfettikçe artık durum böyle değil.
Astrositlerin yerine getirdiği birçok iş arasında, nöronların birbirleriyle kurdukları bağlantıların sayısını ve yerlerini belirlemektir. Bu glial hücreler ayrıca büyüme faktörleri ve metabolizma için gerekli maddeler gibi çeşitli kimyasalları da salgılar.
Bu arada, mikroglia, doku hasarı belirtilerine dikkat eder ve hastalık patojenleri ve nöronlardan gelen parçalar veya kalıntılar da dahil olmak üzere buna neden olabilecek ajanları temizler.
Glial hücreler ve nörodejeneratif hastalık
Beyin hücrelerinde toksik protein birikimi artık Alzheimer, Huntington ve amyotrofik lateral skleroz (ALS) gibi nörodejeneratif hastalıkların iyi bilinen bir özelliğidir.
Toksik protein birikimi, sinir hücrelerinin düzgün çalışmasını engeller ve sonunda ölümlerini tetikler.
Yazarlar çalışma makalelerinde nörodejeneratif hastalıkların daha az bilinen başka bir özelliğini de tanımlıyorlar. Bu özellik, glial hücrelerin "proinflamatuar faktörlerin artan salgılanmasını tetikleyen bir duruma" aktivasyonudur.
Glial hücrelerin bu aktivasyonu, sırayla, nöronlara da zarar veren bir dizi işleme yol açar. Bilim adamları bu mekanizmalar koleksiyonunu "nöroinflamasyon" olarak adlandırıyor.
Araştırmacılar, glial hücreler tarafından nöroinflamasyonun tetikleyicisinin nöronlardan gelen enkazın varlığı olduğunu varsaydılar.
Örneğin hayvan çalışmaları, beyin hasarının ardından mikroglia'nın astrositleri A1 adı verilen bir duruma aktive edebileceğini ve nöronlarda daha fazla hasar ve ölüme neden olabileceğini göstermiştir.
Bununla birlikte, astrositlerin hiperaktif A1 durumuna girmesini engelleyebilecek bileşikler olup olmadığı gibi, bu mekanizmanın tetikleyicisi de belirsizdi. Bunlar, yeni çalışmanın ele almaya çalıştığı sorulardır.
Mitokondri ve beklenmedik davranışları
Mikroglia'yı incelerken, araştırmacılar, tahrip edici, kısır iltihap döngüsünün, temizlenecek nöron biti olmadığında da gelişebileceğini gösterdi. Böylece bir tetikleyici aramaya başladılar. Tuhaf bir mitokondriyal davranış biçiminde buldular.
Mitokondri, hücrelerin protein üretmesi ve çeşitli işlevlerini yerine getirmesi için enerji üreten hücrelerin içindeki küçük güç merkezleridir. Tipik bir hücre binlerce mitokondri içerebilir.
Ekibin keşfettiği şey, şaşırtıcı bir şekilde, bu küçük hücre bileşenlerinin hücreler arasında ölüm sinyalleri gönderebilmesiydi.
Mitokondri, hücrelerin içindeki boyutu, şekli ve konumu değişen sürekli dinamik bir durumdadır. Sabit bir fisyon ve füzyon sürecinde parçalara ayrılır ve yeniden birleştirilirler ve bu iki işlem arasındaki denge, mitokondrinin hücrelerin içinde ne kadar iyi çalıştığını belirleyebilir.
Çok fazla füzyon, mitokondrinin çevikliğini kaybetmesine neden olur; çok fazla fisyon ve işlev göremeyecek kadar parçalanmış hale gelirler.
Nörodejeneratif hastalığın arkasındaki toksik proteinlerin, mitokondride fisyon-füzyon dengesini korumak için gerekli olan bir enzim olan Drp1'deki hiperaktiviteyi teşvik edebildiği görülmektedir.
Daha önceki çalışmalarda, Mochly-Rosen ve ekibi, peptit veya küçük protein P110 ile tedavinin mitokondriyal fisyonu ve hiperaktif Drp1'in neden olduğu sonuçta ortaya çıkan hücre hasarını azaltabileceğini buldu.
Azaltılmış iltihaplanma ve nöron ölümü
Yeni çalışmada araştırmacılar, fareleri birkaç ay boyunca P110 ile tedavi etmenin, mikroglia ve astrosit aktivitesini ve hayvanların beyinlerindeki iltihabı azalttığını buldular.
Ekip, kültürlenmiş hücreleri kullanan daha ileri deneylerde, hem mikroglia hem de astrositlerin hasarlı mitokondriyi çevrelerine atabileceğini ve bunların nöronlara zarar verip öldürebileceğini buldu. Bu deneyler ayrıca P110'un bunu engelleyebileceğini gösterdi.
Son zamanlarda yapılan araştırmalar, sağlıklı hücrelerin mitokondriyi de dışarı atabileceğini ve bunun zarar vermediğini göstermiştir. Bununla birlikte, iltihaplı mikroglia ve astrositler, yakındaki nöronlar için ölümcül olan hasarlı mitokondrileri dışarı atıyordu.
Ekip, P110'un mikroglia ve astrositler içindeki mitokondrinin parçalanmasını nöronların ölümünü önemli ölçüde azaltmaya yetecek kadar bloke edebildiğini buldu.
Araştırmacılar şimdi, glial hücrelerden atılan hasarlı mitokondrinin nöronların ölümünü tam olarak nasıl tetiklediğini bulmak için araştırmalarına devam ediyorlar.
