Haberler

Araştırmacılar insan beynindeki kan damarı yollarının ilk moleküler atlasını oluşturdu

Toronto’daki University Health Network (UHN) ve Zürih Üniversitesi öncülüğündeki uluslararası bir araştırmacı konsorsiyumu, erken gelişimden yetişkinliğe ve beyin tümörleri ve beyin damar malformasyonları gibi hastalık aşamalarına kadar uzanan insan beyin damar sisteminin tek hücre çözünürlüğünde ilk moleküler atlasını oluşturdu.

Uluslararası konsorsiyumda UHN’nin Krembil Beyin Enstitüsü, Donald K. Johnson Göz Enstitüsü, Toronto Genel Hastanesi Araştırma Enstitüsü ve Princess Margaret Kanser Merkezi, Toronto Üniversitesi Donnelly Merkezi, Mount Sinai Hastanesi Lunenfeld-Tanenbaum Araştırma Enstitüsü, Zürih Üniversitesi, Zürih Üniversite Hastanesi, Zürih ETH, Cenevre Üniversitesi, Cenevre Üniversite Hastanesi’nden araştırma ekipleri ve New York’taki Weill Cornell Tıp Merkezi ve Memorial Sloan Kettering Kanser Merkezi’ndeki işbirlikçiler yer alıyor.

Bu çalışmada araştırmacılar, erken gelişen insan beyinlerinden, yetişkin beyinlerinden, beyin tümörlerinden ve beyin vasküler malformasyonlarından kan damarlarını izole ettiler. Kan damarlarını kaplayan ve kan dolaşımı ile çevreleyen dokular arasındaki etkileşimleri düzenleyen endotel hücrelerinin, beyin gelişiminin çeşitli aşamalarında farklı davrandığını ve beynin nörovasküler sinyal ağları içinde daha önce anlaşılandan daha önemli bir role sahip olabileceğini buldular.

Bu araştırma bugün yayınlandı Doğa.

“Beynin damar sistemi veya kan damarı hücreleri, genleri ve yolları, sağlıklı erken gelişen ve yetişkin beynin düzgün çalışması için ve ayrıca beyin tümörleri, felç ve beyin damar malformasyonları gibi çeşitli beyin hastalıkları için önemlidir,” diyor çalışmanın yazışma yazarı ve UHN Krembil Beyin Enstitüsü’nde bilimsel ortak, University College London (UCL) Victor Horsley Nöroşirürji Bölümü’nde danışman beyin cerrahı ve UCL Kanser Enstitüsü’nde Doçent/Baş Klinik Araştırma Görevlisi olan Dr. Thomas Wälchli.

Wälchli, “Bu yolların erken beyin gelişimi sırasında nasıl büyüdüğünü ve davrandığını, yetişkin sağlıklı beyinde nasıl susturulduğunu ve hastalıkta nasıl yeniden aktive olduğunu anlamak, insan beyin damarlarının normal işleyişi hakkında daha fazla bilgi sağlayacak ve gelecekteki tedavi seçeneklerine kapılar açacaktır” diyor.

“UHN’nin Krembil Beyin Enstitüsü, klinik olarak çeşitli bir hasta popülasyonuna eşsiz bir erişim sağlayan yüksek hacimli bir nöroşirürji merkezidir. 117 örnekten 600.000’den fazla izole endotel, perivasküler ve diğer doku kaynaklı hücrenin tek hücreli RNA dizilimini benzeri görülmemiş bir çözünürlükte gerçekleştirebildik ve bu da bize beynin damarsal yapısının iç işleyişine dair olağanüstü bir bakış açısı sağladı,” diyor Dr. Ivan Radovanovic, UHN’nin Krembil Beyin Enstitüsü’nde personel nöroşirürji uzmanı ve kıdemli bilim insanı, Toronto Üniversitesi Temerty Tıp Fakültesi’nde doçent ve makalenin ortak yazarı.

“Bu, dünya çapındaki araştırmacılar için önemli bir kaynak olacak çok büyük bir veri seti sağlıyor. Sağlıklı ve hastalıklı beyin damarları arasındaki temel farkları ortaya çıkararak, çalışmamız hem beyin tümörlerini hem de beyin damarsal malformasyonlarını tedavi etmek için kullanılabilecek anormal beyin damarlarının zayıflıklarını belirlemeye yardımcı olabilir.”

Araştırmacılar, yetişkin sağlıklı bir beyindeki damar sisteminin zamanla neredeyse tamamen büyümeyi bıraktığını, ancak bir beyin tümörü veya beyin damarsal malformasyonunun beyin dokusundaki kan damarı büyümesini, erken gelişen bir beyindeki kan damarı büyümesine benzer şekilde yeniden etkinleştirebileceğini buldular. Bu bulgu daha önce hiç tanımlanmamıştı.

Araştırma ekibi ayrıca insan beyninin damar sisteminin, hem erken beyin gelişimi sırasında hem de yetişkinlikte, beyin dışındaki organların damar sisteminden nasıl farklılaştığını ilk kez gösterdi ve hastalık ortaya çıktığında beyin damar sisteminin daha çok çevresel bir organın damar sistemine benzediğini ortaya koydu.

Hastalıkta, insan beyin damar sisteminin tipik özellikleri kısmen değişir. Bir örnek, beynin maddeler, toksinler ve ilaçlar için “filtresi” ve bekçisi olarak görev yapan kan-beyin bariyerinin endotel hücreleridir. Endotel hücreleri ayrıca vücudun bağışıklık sistemiyle etkileşimleri de etkileyebilir. Hastalık meydana geldiğinde, bu hücreler bağışıklık-spesifik özelliklerin yukarı düzenlenmesine yardımcı olur, yani endotel hücreleri “antijen sunan hücrelere” dönüşebilir ve bir bağışıklık tepkisi tetikleyebilir.

Dr. Wälchli, “Bu yıllar alacak, ancak erken gelişen bir beyinde neler olup bittiğini ve bu kan damarı ağlarının zaman içinde nasıl büyüdüğünü, atardamarlara, kılcal damarlara ve toplardamarlara nasıl dönüştüğünü ve bağışıklık sistemiyle nasıl etkileşime girdiğini belirleyebilirsek, tümör damar yapısının büyüme modellerini daha iyi anlayabiliriz” diyor.

“Hem erken gelişen beyin, hem de beyin tümörleri ve beyin damarsal malformasyonları, kesintisiz doku büyümesine izin veren kan damarı büyümesi ve bağışıklık baskılanması özelliğine sahiptir. Kan damarlarının büyümesini azaltabilir veya engelleyebilir ve aynı zamanda bağışıklık sistemini güçlendirebilirsek, bunun terapiye potansiyel bir uygulaması olur.”

Umut, eğer klinisyenler bir gün damar sistemini hedef alan bu tedavileri immünoterapilerle birleştirebilirse, damar büyümesinin engellenebileceği ve hastaların sağ kalım sürelerinin uzatılabileceğidir.

Dr. Wälchli, “Erken gelişen beyinler ile beyin tümörleri arasında ortak olan (ancak sağlıklı normal beyinde bulunmayan) beyin damar sistemindeki belirli özellikleri tespit edebilirsek, beynin damar sistemini büyüme kalıpları açısından izleyebilir ve hastalığı daha erken bir aşamada tespit edip tedavi edebilir, böylece hasta sonuçlarını iyileştirebiliriz” diyor.

Bu araştırmanın amacı, beyin damar biyolojisi alanında son birkaç yıldır artan ivmeyi sürdürmektir.

“Çalışmamız gelişimsel, vasküler, hesaplamalı ve tümör biyologlarından nörobilimcilere, immünologlara ve tek hücreli genetikçilere kadar disiplinler arası bilim insanlarına fayda sağlayacak,” diye ekliyor Dr. Wälchli. “Olasılıklar sonsuz.”



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-07-molecular-atlas-blood-vessel-pathways.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu