Beyni Yeniden Şekillendirmek Mümkün

25 Şubat 2016 Çağlayan Taybaş

İnsanoğlunun yüzyıllardır merak ettiği en önemli organlardan biri şüphesiz beyin ve beyni değiştirmek, yapısını anlamak olmuştur. Değişik kazalar sonucunda beyinde oluşan hasarlar insanlarda davranış bozuklukları, görme, işitme bozukluklarına bile yol açabilmektedir. Bilim insanları son birkaç yüzyıldır beynin anatomisi ve işlevleri üzerinde yoğun bir çalışma içindedirler. Bugün moleküler biyoloji biliminde geldiğimiz noktada ise beyin hasarlarını onarmakla kalmıyoruz, doğumdan itibaren beyindeki nöronları düzenleyip beyni tekrar şekillendirme planları yapıyoruz.

Memelilerin beyin ve beyinciğinin dış katmanları oluşturan serebral korteks farklılaşmış nöronlar içeren altı tabakadan oluşur. İsviçre Geneva Üniversitesi’nde Prof. Denis Jabaudon bu tabakaları oluşturan ve canlı kalmasını sağlayan genetik mekanizmaları anlamak için modern biyoloji araçları kullanan bir bilim insanı. Son birkaç yıldır Jabaudon ve ekibi belirli nöronal hücre tiplerinin üretiminde bazı genlerin doğrudan etkisinin olduğunu gösteren araştırmalar yayınladı.

Nöroplastisite Nedir ve Neden Çok Önemlidir?

Iontoporation Tekniği

Şu an ekip eskiye oranla epey yol kat etmiş durumda ve genleri değişik nöronal hücrelere aktarmak için ‘iontoporation’ adını verdikleri yeni bir elektrokimyasal yöntem geliştirdiler. Bu yöntemle ekip belirli bir nöronal hücre grubunu başka bir hücre nöronal hücre grubuna dönüştürmeyi başardı. Bunu şöyle açıklayalım, örneğin beyninizin ön lobunda A hücresi, arka lobunda B hücresi olsun. Bu yöntem A hücresini B hücresine, B hücresini A hücresine dönüştürmenize olanak sağlıyor. Nöronların birbirine dönüşüm yeteneği beyin hücrelerini istediğimiz gibi şekillendirebilmemizi de mümkün kılıyor.

Jabaudon ve ekibi farklı nöron hücrelerinin nasıl oluşturabileceği konusunda ciddi adımlar atmış olmasına rağmen, nöronların ne kadar esnek olduğu hala bilinmiyor. Beyin hasarları olan hastalarda belli nöronal hücre gruplarının tekrar programlandırılması veya dönüşüm geçirmiş yeni hücrelerin eklenmesiyle gerçekleşen bir tedavi bu hasarları kalıcı olarak ortadan kaldırmakta çok yararlı olabilir. Ancak bu uygulanması zor bir süreç çünkü farklılaşmanın ileri aşamalarında nöronları birbirine dönüştürmek teknik yönden zor bir iş.

Ekip deneylerinde insan beynine benzerliğinden dolayı fare beyni ve nöronları üstünde çalıştı. Fare serebral korteksinin dördüncü tabakasındaki nöronlar yuvarlak gövdeye sahiptirler ve talamustan duyusal sinyalleri alırlar. 5B tabakasının nöronları piramit şeklindedirler ve birinci tabakaya kolayca ulaşabilecek çıkıntılı bir dendrit yapısına sahiptirler.

Nöronlar Dönüştürülüyor

Fezf2 gen faaliyetlerini düzenleyen bir transkripsiyon faktörüdür ve 5B tabakasındaki nöronlarda sürekli üretilir. Bu molekül kortikal hücreleri 5B tabakasındaki hücrelere dönüştürmek için yeterlidir. Jabaudon’un ekibi yeni geliştirdikleri elektrokimyasal yöntemle Fezf2’yi yeni doğmuş bir farenin beynindeki dördüncü tabaka nöronlarına naklettiler. Bir hafta sonra dönüşüm süreci tamamlandı ve nöronlar yeni kimliklerini kazandılar. Şu an serebral korteksin dördüncü tabakasındaki hücreleri 5B tabakasındaki hücrelere dönüştürmüş olduk. Yeni hücrelerimiz 5B tabakasının kendi hücreleri gibi sinyal alıp diğer hücrelere sinyal verebiliyorlar.

Araştırmanın önemli sonuçlarından biri de zaman konusunu içeriyor. Araştırmacılar doğumdan hemen sonra değil de doğumdan 10 gün sonra dönüştürme işlemini denediler ve nöronların dönüşüme daha az uygun olduklarını gördüler ama hücreler esnekliklerinde bir şey kaybetmemişlerdi. Araştırmacılar beyinde farklı hücre gruplarının ortaya çıkışında ve farklılaşmasından sorumlu moleküler mekanizmalar üzerinde daha fazla araştırma yapılması gerektiğini söylüyorlar. Belki bir gün beynimizdeki nöronlar sinir sisteminin onarılmasında önemli bir araç haline gelebilirler.