Beyin ve Kafatası Arasında Gizli Tüneller Keşfedildi

Beyin ve Kafatası Arasında Gizli Tüneller Keşfedildi

Cajal’ın ilk nöron çizimlerinin üstünden 100 yıl geçti ama beyin hakkında hala inanılmaz şeyler öğreniyoruz. Yeni nöron türleri bulunuyor, beyinde gizli tüneller keşfediliyor. Beyin ve kafatası arasında çok küçük geçitler olduğu görüldü. Böyle bir şey şimdiye kadar kimsenin aklına gelmemişti ama araştırmacılar fare ve insan beyinlerinde mikro kanallar keşfettiler.

Harvard Tıp Fakültesi ve Massachusetts Hastanesi’nde çalışan bilim insanları kemik iliğinden beyne geçecek hücreler için gizli yollar olduğunu keşfetti. Şimdi bir trafik kazası geçirdiğinizi ve kafanızı ön cama sert bir şekilde vurduğunuzu düşünün. Travmanın olduğu bölgede inflamasyon olacağı için bağışıklık hücreleri hemen bölgeye akın edecek ama nasıl? Araştırmacılar yeni keşfettikleri tünellerin bağışıklık hücrelerinin geçişini kolaylaştırmak için var olduğunu düşünüyor.

Önceden kafa travmasını takiben bağışıklık hücrelerinin kan dolaşımı yoluyla vücudun diğer kısımlarından nakledildiğini düşünüyorduk. Ancak son yapılan keşif beynin kestirme bir yol icat ettiğine işaret ediyor.

Nötrofillerin Beyin ve Kafatası Arasındaki Yolculuğu

Ekip bağışıklık hücrelerinin travma sonrasında beyne nasıl intikal ettiğini araştırıyordu. Kimse gizli bir tünel, yol beklemiyordu ama sonuçlar herkesi şaşırttı. Herkes nötrofillerin hangi yollardan beyne ulaştığını araştırıyordu. İlk beklenen yol kaval kemiğinden kan dolaşımına katılan nötrofillerin kan beyin bariyerini aşıp travma olan bölgeye ulaşmasıydı. Ancak kafatasındaki hücrelere de bakalım dediler. Nötrofiller bir bölge hasar gördüğünde ve inflamasyon oluştuğunda bölgeye ilk gelen hücrelerdir. Araştırmacılar bu yüzden nötrofilleri takip etmeyi seçtiler.

Araştırmacılar floresan boyaları ile nötrofilleri etiketlediler ve böylece vücut içindeki güzergahlarını takip edebildiler. Hücreler önce laboratuvar ortamında boya ile etiketlendi ve daha sonra hem kafatası hem de kaval kemiğinin içindeki kemik iliğine yerleştirildi. Kırmızı boya ile işaretlenenler kafatasının içinde, yeşil boya ile işaretlenenler kaval kemiğinin içinde yer alıyordu.

İnflamasyon Sonrası Ne Oluyor?

Hücreler kemik iliğinin içine tam anlamıyla yerleştikten sonra farelerin beyninde felç ve meningoensefalit rahatsızlıkları ile kısa süreli inflamasyon oluşturuldu. Şimdi nötrofilleri bekleme zamanı gelmişti. Nötrofiller ilk önce nereden ve ne kadar gelecekti?

Yapılan gözlemlerde ilk nötrofillerin kafatasından geldiği görüldü. Kafatasındaki kemik iliği ayrıca kaval kemiğine oranla çok daha fazla nötrofili bölgeye sevk etmişti. Bu durum araştırmacıların kafasında yeni bir soru uyandırdı. Kafatasının bu kadar etkili çalışmasının sırrı nedir? Kaval kemiği ile aynı yolu kullanan kafatası nötrofilleri daha çabuk gönderemezdi. Başka bir yol olmalıydı.

Kafatası her açıdan incelenmeye başlandı. Tıpkı azılı suçluların yüzlerce mobese kamerasıyla takip edilmesi gibi nötrofillerin de kemikten çıkışı ve beyne girişi anbean izleniyordu. Sonunda araştırmacılar nötrofillerin gidiş güzergahını buldular. Kemik iliği ile beynin dış hücre tabakası arasında gizli tüneller keşfettiler.

Beyin ve Kafatası Arasında Yüzlerce Mikro Kanal Var

Gizli tünellerin keşfi hiç kolay olmadı. Beyin dokusu incelenirken yapısal bütünlüğünün bozulmaması için organ banyo mikroskopi tekniği kullanıldı. Mikroskopla beyin ve kafatası arasındaki bağlantılar incelenirken kemik iliğinin doğrudan duraya bağlandığı görüldü. Kemik iliğinden beyne hücrelerin geçmesi için yüzlerce mikro kanallar vardı.

Beyin zarı 3 yapıdan oluşur. En dışta dura vardır. Duranın hemen üstünde kafatasının beyni kaplayan kısmı kraniyum bulunur. Duranın altında örümcek ağına benzeyen araknoid vardır. Bunun altında beynin iç yapısına bakan pia bulunur. Kemik iliği ile doğrudan bağlantıları bulunan duranın temel görevi beyni korumaktır. Araknoid ise çok sayıda görevi olan beyin omurilik sıvısının geri dönüşüm için beyinden çıkarken son uğrak noktasıdır.

Hem Farelerde Hem İnsanlarda Bulundu

Araştırma farelerde büyük bir başarıyla yapılmıştı ama aynı şey insanlar için söylenebilir miydi? İnsanlarda da benzer bir yapı olup olmadığını keşfetmek için cerrahi operasyonlardan alınmış kemik parçaları incelendi. Beyin ve kafatası arasındaki yapısal bağlantılar çok titiz bir şekilde analiz edildi.

Harvardlı bilim insanları farelerdeki gibi mikro kanalların insanlarda da var olduğunu gördü. İnsanlardaki tüneller farelerdekinden 5 kat daha büyüktü. Evrimsel süreçte gelişen bu bağlantılar belki daha birçok memeli canlıda bulunabilir. İnsanlarda ve farelerde keşfedilmesi bilim camiasında büyük ses getirdi. Çalışmanın sonuçları dünyanın en itibarlı dergilerinden biri olan Nature Neuroscience’ta yayınlandı.

İnflamasyon neredeyse her hastalığın temelinde yatıyor. Tabiri caizse vücudun alarma geçmesi anlamına gelen bu olay bizim için oldukça yararlı ama uzun sürmesi bulunduğu bölgeye zarar veriyor. İnflamasyonu ve sonrasını anlamak tüm hastalıkların tedavisi için çok gereklidir. Araştırmacılar şimdi nötrofillerin göç yollarını biraz daha anlayarak multipl skleroz gibi bağışıklık sisteminin kendi hücrelerine saldırdığı otoimmün rahatsızlıkları tedavi etmeye bir adım daha yakın.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

  1. https://www.sciencealert.com/secret-tunnels-microscopic-vascular-channels-skull-marrow-brain-dura-neutrophils
  2. https://www.nature.com/articles/s41593-018-0213-2

Çağlayan Taybaş

Özgeçmişimle ilgili çok geri dönüş aldığım için burayı daha samimi havada yazıyorum. (İnsanlar burayı okuyormuş) Türkiye'nin tarım şehirlerinden Karacabey/Bursa'da dünyaya geldim. İlköğretim ve liseyi orada okudum. Bir ara Bursa Erkek Lisesi maceram da var. Üniversitede İzmir Yüksek Teknoloji, Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünü kazandım. Hayatımdaki en kritik viraj sanırım buydu. Şu an Roche'a bağlı olarak Koç Üniversitesi ve Cerrahpaşa hastanelerinde klinik araştırma koordinatörüyüm. Ayrıca İstanbul Üniversitesi'nde ekonomi (açık öğretim) okuyorum. Lisans hayatım boyunca İYTE, Sabancı Üniversitesi ve Dresden Teknoloji Enstitüsü'nün seçkin laboratuvarlarında çok değerli hocalarla çalıştım. Katıldığım kongrelerde 6 poster sunumu, 1 sözlü sunum yapıp ve lisansın son yılında "Gündelik Hayata Sinirbilimsel Yaklaşımlar" adlı kitabımı yayınladım. Sadece PCR, SDS-Page bilmenin pek faydası olmayacağını erken farkettiğimden kendimi farklı alanlarda geliştirdim. Programlama konusunda özel ders aldım, staj yaptım. Bilim yazarlığına giriştim. Photoshop, web tasarımı öğrendim. 2.5 sene ney eğitimi aldım. Okulda satranç kulübüne üye oldum. Piyon düz gider/çapraz yer ile başladık, çok yol katettik. Satranç hayata bakışımı değiştirdi. Almanca, Japonca öğrenmeye çalıştım. Almancayı hâlâ öğrenmeye çalışıyorum. Hepsi çok işime yaradı. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.