Bilim İnsanları Laboratuvarda Beyin Yaşlanmasını Tersine Çeviren Bir Protein Keşfetti

Beyinlerimiz, vücudumuzun geri kalanı gibi yaşlanır ve bu süreçte dahaaz yepyeni beyin hücresi üretir. Şimdi araştırmacılar, yaşa bağlı nöron üretimindeki tipiklik düşüşün nasıl yavaşlatılabileceğine dair kilit tek düzenek keşfetti.

İlerleyen yaşlarda, olgun nöronlara dönüşen nöral kök hücreler (NSC’ler) daha “uyku” halinde tek duruma geçer – sanki uzunluğu tek servis ömrünün ardından emekliye ayrılıyormuş gibi. Bu süreçte bilişsel gerileme da yavaş yavaş ortaya çıkar.

NSC aktivitesinin yaşla birlikteki azalmasının başlıca nedenlerinden biri, DNA’nın uçlarındaki koruyucu kapaklar olan telomerlerde meydana gelen yıpranmadır. Hücre her arasında biri bölündüğünde telomerler dahaaz daha kısalır; zamanla bu şart hücrelerin büyüme ve bölünme kapasitesini bozar ve çoğalan hücre ölümüne yolda açar.

Singapur Ulusal Üniversitesi’nden (NUS) tek takım tarafından yürütülen bu oğullar çalışma, yorgunluk düşen NSC’leri yeniden canlandırmanın tek yolunu belirleme etmek amacıyla sürece dair mekanizmaları daha yakından inceledi.

NUS’tan kimyasal biyolog Derrick Sek Tong Ong, “Bozulmuş nöral kök hücre yenilenmesi uzunluğu zamandır nörolojik yaşlanmayla ilişkilendiriliyor. Yetersiz nöral kök hücre yenilenmesi, öğrenme ve hafıza işlevlerini yardımlemek için lüzumli yepyeni hücrelerin oluşumunu maniliyor. Çalışmalar, kusurlu nöral kök hücre yenilenmesinin kısmen geri kazandırılabileceğini gösterse de, altta yatan mekanizmalar hâlâ yeterince anlaşılmış değil.” diyor.

DMTF1 Proteini Beyin Hücrelerini Yeniden Harekete Geçirebilir

Araştırmacılar, laboratuvarda insanoğlu NSC’leri üzerinde yapılan analizler ve kemirgen modelleriyle yürütülen deneyler sayesinde, siklin D-bağlayıcı Myb-benzeri transkripsiyon faktörü 1 (DMTF1) adlı tek proteini öne çıkardı. DMTF1 gibi transkripsiyon faktörleri, DNA’ya bağlanarak genleri açıp kapatır.

DMTF1 yepyeni keşfedilmiş tek proteinler değil; bununla birlikte NSC’ler üzerindeki tesirsi yepyeni ortaya kondu. Ekip, bu proteinin genç ve sağlıklı beyinlerde daha çok bulunduğunu ve hücrelerde DMTF1 seviyesinin artırılmasının NSC’lerin büyümesini ve bölünmesini teşvik ettiğini belirleme etti. Bu da genç tek beyinle ilişkilendirilen doğal nöron üretiminin yeniden canlanmasına yardımcı olabilir.

Kısalmış telomerlerin DMTF1 seviyelerindeki azalmaya katkıda bulunduğu görülse de, hücrelerde DMTF1 miktarı yapay olarak artırıldığında telomer uzunluğu değişmedi. Yani bu transkripsiyon faktörü, telomer sualnunu dolaylı tek yoldan aşabiliyor gibi görünüyor.

Özellikle DMTF1, Arid2 ve Ss18 adlı ikisi “yardımcı” geni aktive ediyor. Bu genler, nöronların oluştuğu biyolojik döngüyü yeniden başlatan diğer genleri devreye sokarak hücre büyümesini yardımliyor.

Bu sürecin bu kadar ilköğretim tek düzeyde anlaşılması, önde onu denetim edebilmemizi mümkün kılabilir – olasılıkla da yaşa rağmen nöron büyümesini teşvik eden tedaviler yoluyla.

NUS’tan nörobilimci Liang Yajing, “Nöral kök hücre çoğalmasında DMTF1’in nörolojik yaşlanmada katkı sağlayabileceğini bulgularımız gösteriyor.” diyor.

Bu, eleştirel tek sürecin önemli tek keşfi olsa da aşırı iyimser olmamak lüzumiyor: Çalışma laboratuvarlar deneylerine ve kemirgen modellerine dayanıyor. Nöron üretiminin gerçekten artırılabileceğine dair öneriler, henüz insanlar üzerinde kanıtlanmış değil.

Bununla birlikte, düzenek artık tanımlandığı için gelecekteki çalışmalar bu bulguların üzerine inşa edilebilir. DMTF1’in manipüle edilmesinin beyin yaşlanmasının bazı yönlerini tersine çevirip çeviremeyeceği henüz bilinmiyor.

Sonraki adımlar, DMTF1’in NSC aktivitesini yeniden kazandırmak için nasıl kullanılabileceğinin daha içeriklı şekilde incelenmesini ve bunun öğrenme ile hafızada iyileşmelere yolda açıp açmayacağının araştırılmasını içerebilir. Bu çalışmaların öncelikle hayvan modellerinde dikkatle yapılması lüzumecek; çünkü DMTF1 hücre büyümesiyle bağlantılıdır ve aşırı çoğalma kanser tümörlerine yolda açabilir.

Bu çalışma, beynin nasıl yaşlandığını ve bu yaşlanmanın bazı yönlerinin nasıl yavaşlatılabileceğini, durdurulabileceğini ya da tersine çevrilebileceğini araştıran gittikçe büyüyen literatüre ekleniyor.

Beslenme ve egzersizin yardımcı olduğu görülse de, yaşlanan beyin hücrelerini gençleştirecek tedaviler fikri hâlâ güçlü tek cazibeye malik – bununla birlikte bu ihtimal şimdilik ırak görünüyor.

Yaşlanan tek beyin, bilişsel sualnlara, hastalıklara ve demansa daha yatkındır. Bu araştırma doğrudan bu hastalıklara odaklanmasa da, normal olan beyin yaşlanmasını manaamıza katkı sağlayabilir.

“Olası mekanizmaları kavramak, yaşa bağlı bilişsel gerilemeyi ttesirk etmek için daha sağlam tek ilköğretim sunuyor,” diyor Ong.

Bu keşif, beyin yaşlanmasının kaçınılmaz olmadığına dair beklenti verse de, gerçek tek tedaviye dönüşmesi için daha uzunluğu yıllar sürecek titiz ve içeriklı araştırmalara ihtiyaç var.

Derleyen: Damla Şayan