Harvard Fare Çalışması, Parkinson Bulmacasını Açıklamaya Yardımcı Olabilir
Uzmanlar, bulgularının uyuşturucu bağımlılığından depresyona kadar birçok beyin bozukluğunun daha iyi anlaşılmasına yol açabileceğini söylüyor.
Araştırmacılar, beynin hem hareket hem de öğrenmeyle ilgili bir bölgesi olan striatumdaki dopamin nöronlarını incelemek için fare modellerini kullandılar.
İnsanlarda bu nöronlar, yürüme, konuşma ve hatta klavyede yazı yazma gibi görevleri gerçekleştirmemize izin veren bir nörotransmiter olan dopamin salgılar.
Bir kişi Parkinson hastası olduğunda, dopamin hücreleri ölür ve hareketi kolayca başlatma yeteneği kaybolur. Mevcut Parkinson ilaçları, daha sonra beyindeki hücreler tarafından dopamine dönüştürülen dopaminin öncüleridir.
Öte yandan, dopamin hiperaktivitesi, eroin, kokain ve amfetaminlerin hızlanması veya dopamin nöronlarını taklit etmesi gibi uyuşturucu arama davranışlarıyla ilişkilidir ve sonuçta uyuşturucu almanın öğrenilen ödülünü pekiştirir. Obsesif kompulsif bozukluk, Tourette sendromu ve hatta şizofreni gibi durumlar da dopaminin yanlış düzenlenmesiyle ilişkili olabilir.
Güncel bir sayısında Doğa, Bernardo Sabatini ve ortak yazarlar Nicolas Tritsch ve Jun Ding, orta beyin dopamin nöronlarının sadece dopamin salgıladığını değil, aynı zamanda nöronal aktiviteyi düşüren GABA adı verilen başka bir nörotransmiteri de saldığını bildirdi.
Araştırmacılar, GABA'nın bu beklenmedik varlığı, neden sadece dopaminin geri kazanılmasının Parkinson hastalarında başlangıçtaki iyileşmelerin sonunda azalmasına neden olabileceğini açıklayabilir. Ve GABA, depresyona bağlı serotonin gibi diğer nörotransmiterleri üreten aynı hücreler tarafından yapılırsa, benzer tek odaklı tedaviler aynı nedenle daha az başarılı olabilir.
Sabatini, "Farede bulduğumuz şey insan için geçerliyse, dopaminin hikayenin sadece yarısı" dedi.
Şaşırtıcı GABA hikayesi, Sabatini laboratuvarında, hücreler dopamin saldığında ne olacağını görmek için tasarlanmış bir dizi deneyle başladı.
Bilim adamları, hücreleri seçici olarak ışığa duyarlı hale getirmek için genetik manipülasyona dayanan güçlü bir teknik olan optogenetiği kullandılar. Laboratuar yemeklerinde, araştırmacılar dopamin nöronlarında aktivite göstermek için tasarlanmış farelerin beyin dokusunu test ettiler.
Tipik olarak bu tür deneylerde, dopamini vurgulamak için diğer nörotransmiterler bloke edilirdi, ancak Sabatini laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Tritsch, bunun yerine hücreyi mümkün olduğunca doğal bir durumda tutmaya karar verdi.
Tritsch, dopamin nöronlarını aktive ettiğinde ve bunların striatal nöronlar üzerindeki etkilerini incelediğinde, doğal olarak dopamin salınımının etkilerini gözlemlemeyi bekliyordu.
Bunun yerine, striatal nöronların hızlı bir şekilde inhibe edildiğini gördü ve hızlı hareket eden GABA olduğu ortaya çıkan başka bir nörotransmiterin iş başında olduğunu açıkça gösterdi.
Bu o kadar olağandışı bir durumdu ki ekip, GABA'nın doğrudan bu dopamin nöronları tarafından salındığını doğrulayan bir dizi deney başlattı.
Araştırmacılar daha sonra diğer taşıyıcıları test ederek, dopamin ve diğer çeşitli nörotransmiterleri taşıyan bir proteini sıfırladı. Henüz anlamadıkları nedenlerden dolayı, bu protein - veziküler monoamin taşıyıcısı - aynı zamanda GABA'yı da taşır.
“Bunu şimdi önemli kılan şey, veziküler monoamin taşıyıcısını hedefleyerek dopamini hedefleyen her manipülasyonun GABA'yı da değiştirmiş olmasıdır. Ve hiç kimse buna aldırış etmedi ”dedi Sabatini.
"Dopamini kaybettiğimiz her Parkinson modeli, aslında GABA'yı da kaybetti. Şimdi gerçekten geri dönüp şunu düşünmemiz gerekiyor: Bu etkilerden hangisi GABA kaybına, hangileri dopamin kaybına bağlıdır? "
Araştırmaya dahil olmayan San Francisco'daki Gladstone Nörolojik Hastalıklar Enstitüsü'nde araştırmacı yardımcısı Anatol Kreitzer, bulguları dikkate değer olarak nitelendirdi.
Aynı zamanda San Francisco'daki California Üniversitesi'nde fizyoloji ve nöroloji profesörü yardımcı doçenti olan Kreitzer, “Tamamen beklenmedik bir durumdu” dedi.
“Moleküler düzeyde, hiç kimse dopamin nöronlarının önemli miktarda GABA salmasını beklemiyordu. İşlevsel düzeyde, Parkinson hastaları için öğrenme, ödüller ve diğer psikiyatrik hastalıklar için çok kritik olan beyindeki bu ana plastisite modülatörünün de GABA salgılaması şaşırtıcıdır. Bu, GABA'nın hangi role sahip olduğu sorusunu gündeme getiriyor. "
GABA, hücrelerin elektriksel durumunu çok hızlı bir şekilde değiştirebilir, daha az uyarılabilir hale getirerek aktivitelerini inhibe edebilir. Sabatini, dopamin nöronlarındaki GABA kaybının, bu nöronların kronik kaybından sonra bazen hiperaktivitenin neden görüldüğünü açıklayıp açıklamadığını merak ediyor.
Bir sonraki zorluk, veziküler monoamin taşıyıcısını ifade eden diğer nöronların serotonin ve noradrenalin gibi nörotransmiterlere ek olarak GABA salgılayıp salmadığını araştırmak olacaktır.
Araştırmacılar, bulgunun beyin fizyolojisi hakkındaki çocukça bilgimizi gösterdiğini söylüyor.
Sabatini, “Bu bulgular, beyindeki hücre kimliğinin en temel özellikleri hakkında gerçekte ne kadar az şey bildiğimizi vurguluyor” dedi.
Tritsch, dopaminin hızla yön değiştirdiğini anlamak için basit bir proje olarak başlayan şeyin, bazı heyecan verici yeni bulgulara giden yolda birçok başlama ve durma ile birlikte olduğunu söyledi.
"Bir hipotez bulmak, test etmek, doğrulamak ve her şeyin yerine oturmasını sağlamak güzel olabilir" dedi. "Ancak biyoloji nadiren bu şekilde çalışır."
Kaynak: Harvard Üniversitesi
