Yaşlanma Glia Hücrelerini Nöronlardan Daha Fazla Etkiliyor

24 Haziran 2017 Çağlayan Taybaş

Yaşlanma hiçbirimizin kaçamayacağı bir kaderdir. Yılların geçmesi bizde acı tatlı hatıralar bırakırken en güzeli sağlıklı yaşlanmaktır. Beynimiz yaşlanırken zaman içinde başta nöronlar olmak üzere pek çok hücresini kaybeder. Genç bir beyin ile yaşlı bir beyin arasındaki tek fark nöron sayısı değildir. Yapılan geniş çaplı araştırmalar geçip giden yılların glia hücrelerini nöronlardan daha çok etkilediğini gösteriyor.

Cell Reports dergisinde yayınlanan araştırmada bilim insanları yaşları 16 ila 106 arasında değişen 480 kişinin otopsisini yaptılar. Herkesin beyin dokusu incelendi ve yaşlanma ile beraber hücrelerin nasıl değişime uğradıkları tespit edilmeye çalışıldı. Onlarca nöron ve glia hücre türü incelendi. Sayılar hesaplandı, karşılaştırıldı. Ekip dünya kadar veri analiz etti ve ortaya harika bir çalışma çıktı.

Nöronlar ve Glia Hücreleri

Biz her zaman filmin baş aktörlerini nöronlar olarak görüyoruz. Glia hücreleri ise figüran muamelesi görüyor. Beyin fizyolojisini inceleyen araştırmacılar genetik düzeyde hücreler ne olduklarına baktıklarında şaşırtıcı bir şeyle karşılaştılar. Francis Crick Enstitüsü ve University College London’dan araştırmacılar glia hücrelerinin yıllar içinde nöronlardan daha fazla değişim yaşadıklarını buldu.

Beyin dokuları kendi aralarında karşılaştırıldı. Yaşlanma, acaba en fazla hangi bölgeyi vuruyordu? Bu bölgelerdeki hücrelere zaman içinde neler oluyordu? Örneğin, bilim insanları hareket ve ödül sistemi ile ilgili bir bölge olan substantia nigradaki hücreleri incelediler. Bu bölgede yer alan bir glia hücre türü olan astrositlerde inanılmaz eşsiz değişimler görüldü. Bu tür genetik değişimler diğer bölgelerdeki hiçbir hücrede görülmüyordu.

Çok Sayıda Glia Hücresi Türü Var

Vücudumuzda birçok glia hücre türü mevcut. Her biri farklı bir işleve sahip. Örneğin oligodendrositler merkezi sinir sisteminde nöronlara miyelin kılıfı dikmek ile sorumlu. Schwann hücreleri ise aynı işi vücudumuzun çevresel (periferal) sinir sistemindeki nöronlar için yapıyor. Az önce bahsettiğimiz astrositler var. Hücrelerin bakımından, beslenmesinden ve diğer ihtiyaçlarından sorumlular. Diğer ihtiyaçları kısmı inanılmaz uzayabiliyor. Bir araştırmada nöronlar ile astrositlerin mitokondri alışverişi bile yapabildikleri ortaya çıktı. Mikroglia hücreleri var, nöronlar öldüğünde veya hasar aldıklarında ortalığı topluyorlar. Bu hücreler bağışıklık sistemindeki makrofajlardan köken alıyorlar. Bunların yanında az bilinen ependimal hücreleri de var. Beynin içindeki ventriküllerde (boşluklar) beyin omurilik sıvısı üretiyorlar.

Beyindeki hücreler üstünde muazzam araştırmalar yapılıyor. Astrositler ve oligodendrositler yaşlanma ile beraber bölgesel gen ifadelerini değiştiriyorlar. Bunun anlamı şu: yaşlandıkça beyninizin ön bölgesiyle arka bölgesindeki hücreler aynı genetik materyali kullanmayabilir. Hatta aynı DNA’ya sahip olmayabilir bile. Bu tür değişiklikler özellikle hipokampüs ve substantia nigrada çok yaygın görülüyor. Hipokampüs bildiğiniz gibi beyinde belleğin merkezidir. Bu bölgenin yaşlanmadan çok etkilenmesi pek şaşılacak bir şey değil.

Yaşlanma Mikroglia Hücrelerinin Sayısını Artırıyor

Yaşlandıkça mikroglia hücrelerine özgü genlerin protein üretimi beynin her yerinde artıyor. Mikroglia hücreleri bağışıklık sistemi hücrelerinden türedikleri için temel görevleri de bu bağışıklık ve koruma ile ilgilidir. Yaşlandıkça beynimizin daha fazla korunmaya ve bakıma ihtiyacı oluyor. Bu yüzden bu hücrelerin gen kodlamasının arttığı düşünülüyor.

Araştırmacılar gen ifadelerindeki değişikliklerin tüm beyin hücrelerinde görülüp görülmediğini merak etti. Bunu öğrenmek için üç genç ve üç yaşlı insandan beyin örnekleri aldılar. Elde edilen bulgulara göre frontal kortekste oligodendrositlerin sayısı yaş ile beraber azalıyordu. Hücre sayısı yanında oligodendrositlerin genlerinden protein üretimi de azalmaya başlamıştı. Diğer hücre tipleri çok karmaşık sonuçlar veriyordu. Bu kısımların analizi hâlâ sürüyor.

Biz bu satırları kolayca okuyoruz ama araştırmacılar bunları öğrenmek için büyük bir emek harcadılar ve çok güçlü yazılımlar kullandılar. Milyonlarca, milyarlarca hücrenin genetik verileri bilgisayarlara girildi, karşılaştırmalar yapıldı. Makine öğrenmesi (machine learning) yazılımlarından gelen sonuçlar yorumlandı ve bir anlama kavuştu.

Yaşlanma “En Büyük Nöronları” Öldürüyor

Oligodendrositlerin sayısı azalırken nöronların da sayısının azalması bekleniyordu. Nöronların hücre sayılarına baktıklarında en büyük nöronlar hariç çok kayda değer bir düşüş görmediler. Azalma vardı ama en büyük nöronlarda yaşanıyordu. Bu kısım önemli çünkü bu “en büyük nöronlar” nörodejeneratif rahatsızlıklar ile çok bağlantılı hücrelerdir.

İki üniversitenin iş birliği ile ortaya çıkan bu proje beyni anlamak açısından eşsiz bilgiler sunuyor. Bu bilgiler ışığında belirli glial gen ifadelerine bakarak gelecekte yaş tahmini yapabiliriz. Beyinden alınan küçük bir kesit ile kişinin yaşı tespit edilebilir. Şimdi araştırmacıların hedefi gen ifadelerini etkileyen mutayonları ve diğer değişkenleri tanımlamak. Bu sayede beyin hastalıklarının doğasını daha iyi anlayabilir ve genetik seviyede müdahale edebiliriz.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş