Zürih Üniversitesi araştırmacılarının yürüttüğü ve Nature Neuroscience dergisinde yayınlanan çalışmaya göre, şimdiye kadar felç veya şiddetli travma gibi ciddi beyin yaralanmalarında astrositlerin yalnızca ölü dokuyu çevreleyen bir “yara izi” (glial sınır) oluşturduğu düşünülüyordu. Araştırma ise bu hücrelerin yetişkin beyinde hasarlı bölgeyi aktif olarak onardığını ortaya koydu. Bilim insanları, daha önce yalnızca embriyonik gelişim sırasında görüldüğü sanılan bu hücresel davranışın yetişkin beyinde de gerçekleştiğini ilk kez canlı bir beyinde gerçek zamanlı olarak gözlemledi.
Astrositler, beyindeki sinir hücrelerini besleyen, koruyan ve aralarındaki iletişimi düzenleyen yıldız biçimli hücrelerdir. Araştırmacılar, Nöromiyelitis optika spektrum bozukluğu (NMOSD) hastalarından elde edilen antikorları farelerin beyin korteksine yerleştirerek sınırlı bir bölgedeki astrositleri seçici şekilde yok etti. Yetişkin farelerde beklenen yara izi ve sınır oluşumu görülmedi.
İleri teknoloji mikroskoplarla fare beyinlerini haftalarca izleyen bilim insanları, hayatta kalan destek hücrelerinin zamanla şekil değiştirdiğini ve uzantılarının hasarlı bölgenin merkezine doğru uzadığını saptadı.
Çok çekirdekli hücrelerle yeniden onarım
Hücrelerin bu süreçte bölünüp çoğalarak birden fazla çekirdeğe sahip, geçici “çok çekirdekli” bir yapıya dönüştükleri gözlemlendi. Araştırmanın en şaşırtıcı bulgularından biri; yeni oluşan yavru hücre çekirdeklerinin, ana hücreden hemen kopmak yerine ortak sitoplazmayı adeta bir “tünel” gibi kullanması. “Nükleokinezi” adı verilen ve yalnızca embriyonun gelişimi sırasında destek hücrelerinin beyin kabuğuna göç ederken gerçekleşen bu süreçte, hücre çekirdeklerinin saatte 3,5 ila 5,6 mikrometreye varan hızlarla itilerek daha önce ölü hücrelerin bırakmış oldukları boşluğa doğru hareket ettikleri öne sürüldü. Bu yeniden yerleşme mekanizması sayesinde bir süre içinde hasarlı bölgenin tamamen yeniden astrositlerle kaplandığı bildirildi.
Bilim insanları, hücrelerin göç ve onarım sırasında normalde gelişim evrelerinde kullanılan, yeniden şekillenmeyi sağlayan Vim veya Tmsb4x gibi genetik şalterleri geçici olarak aktive ettiğini keşfetti. Hücreler yeni yerlerine ulaşıp astrosit bağı onarıldığında ise bu genetik yapının eski haline geri döndüğü bildirildi.
İnsan beyin dokusu örneklerinde de doğrulandı
Keşfedilen onarım mekanizması sadece laboratuvar fareleriyle sınırlı kalmadı. Gerçek NMOSD hastalarından alınan beyin dokusu örneklerini inceleyen araştırmacılar, hasarlı bölgelerde tıpkı farelerde görülen onarım sürecinin geliştiğini tespit ettiler. Yürütülen çalışma ile yetişkin beyninin sanılanın aksine çok daha fazla onarım ve yeniden şekillenme kapasitesine sahip olduğu görüldü. Bu mekanizmanın işleyişinin daha iyi anlaşılmasının ileride NMOSD, ALS, inme ve diğer nörodejeneratif hastalıklar için yeni tedavi yaklaşımlarına kapı açabileceğini belirtildi.
Kaynak: Nature Neuroscience