İnsan Beyni Neden Yaşa Bağlı Hastalıklara Bu Kadar Eğilimli?
California'daki Salk Enstitüsü'nde yapılan yeni bir araştırmaya göre, eski nöronlarda bozulmuş enerji üretimi, insan beyninin neden yaşla ilgili hastalıklara karşı bu kadar savunmasız olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir.
Bilim adamları, yaşlı insan hücrelerinin işlevsiz mitokondriye (hücrelerin güç istasyonları) ve daha düşük enerji üretimine sahip olduğunu keşfetmek için yeni bir strateji kullandılar.
Mitokondri, yiyeceğimizi hücrelerimizin kullanabileceği kimyasal enerjiye dönüştürmekten sorumludur. Mitokondriyal genlerdeki kusurlar hastalığa yol açabilir, ancak araştırmacılar ayrıca mitokondrinin yaşla daha az etkili hale geldiğini ve Alzheimer ve Parkinson gibi yaşla ilgili bozuklukları tetikleyebileceğini de biliyorlar.
Yaşlanmanın mitokondri üzerindeki etkisini incelemek, araştırmacıların mitokondriyal disfonksiyon ve yaşa bağlı beyin hastalıkları arasındaki bilinen bağlantıyı daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.
Yeni bulgular dergide yayınlandı Hücre Raporları.
Salk’ın Genetik Laboratuvarında profesör olan kıdemli yazar Dr. Rusty Gage, "Diğer yöntemlerin çoğu, yaşlanmayı simüle etmek için hücreler üzerinde kimyasal stres kullanır" dedi. "Sistemimiz, insan vücudunda doğal olarak yaşlanan mitokondriye ne olduğunu gösterme avantajına sahiptir."
Daha önce, Gage’in araştırma ekibi, deri hücrelerini doğrudan nöronlara (indüklenmiş nöronlar veya iN'ler denir) dönüştürmek için bir yöntem geliştirmişti. Hasta hücrelerinden nöron yaratmaya yönelik çoğu teknik, yaşlanmanın hücresel belirteçlerini sıfırlayan bir ara kök hücre adımına (indüklenmiş pluripotent kök hücreler denen şeyi oluşturma) dayanır. Ancak ekibin 2015 yılında bildirdiğine göre bu iN'ler, gen aktivitesindeki ve hücrelerin çekirdeklerindeki değişiklikler de dahil olmak üzere yaşlanma belirtilerini korudu.
Bu çalışmada, bilim adamları, hücrelerdeki mitokondrinin, iN dönüşüm süreci sırasında yaşlanmanın ayırt edici özelliklerini koruyup korumadığını araştırmak istediler. Araştırmacılar, yaşları 0 ila 89 arasında değişen insanlardan alınan deri hücrelerini kullanarak her donörden iN'ler oluşturdu ve ardından her hücre kümesinin mitokondrisini incelemek için çeşitli yöntemler kullandı.
Her kişiden izole edilen deri hücrelerindeki mitokondri, yaşa bağlı birkaç değişiklik gösterdi. Bununla birlikte, hücreler doğrudan nöronlara dönüştürüldüğünde, eski donörlerden gelen mitokondriler önemli ölçüde farklıydı. Örneğin, enerji üretimiyle ilişkili mitokondriyal genler kapatıldı ve mitokondri daha az yoğun, daha parçalıydı ve daha az enerji üretti.
Salk'ta çalışan bilim insanı ve yeni makalenin ortak yazarı Dr. Jerome Mertens, "Baktığımız hemen hemen her alanda - işlevsel, genetik ve morfolojik - kusurlar vardı" dedi.
Bilim adamları, iN'lerin mitokondrilerinin yaşlanmadan cilt hücrelerinin mitokondrilerinden daha fazla etkilenmesinin nedeninin, nöronların enerji için daha çok mitokondriye bağımlı olmaları olduğunu varsaydılar.
Mertens, "Garajınızda her gün kötü bir motora sahip eski bir arabanız varsa, önemli değil," dedi. "Ama o araba ile gidiyorsanız, motor büyük bir sorun haline geliyor."
Bulgu, yaşlanmanın vücuttaki organları nasıl farklı şekilde etkileyebileceğini gösteriyor.
Ekip daha sonra tekniklerini Alzheimer ve Parkinson hastalığı dahil yaşla ilgili hastalıkları incelemek için uygulamayı planlıyor. Önceki çalışmalarda, mitokondriyal kusurlar bu hastalıklarda rol oynadı. Ekip, bu hastalıkları olan hastalardan deri hücrelerini toplayarak ve iN'ler oluşturarak, bu hastalardan alınan nöronal mitokondrinin, etkilenmemiş yaşlı bireylerdeki nöronal mitokondriden ne kadar farklı olduğuna bakabilir.
Araştırma görevlisi ve makalenin ilk yazarı olan Dr. Yongsung Kim, "Yaşlanmayı incelemek için başka bir in vitro insan nöronal modeli yoktur" dedi. "Öyleyse, makalemizden en büyük çıkarım, nörolojik yaşlanmayı ve yaşa bağlı hastalıkları incelememizi sağlayan bir araç geliştirmemizdir."
Kaynak: Salk Enstitüsü
