Yenilikler

Travmanın ters etkileri? Yaşlı beyin hücreleri beklenmedik bir şekilde ölmeden önce orada kalıyor

Beyin fonksiyonu için kritik olan merkezi sinir sistemi hücreleri olan oligodendrositler için yaş bilgelik getirmeyebilir, ancak bilim adamlarının düşündüğünden çok daha uzun süre hayata tutunma gücünü de beraberinde getirir. Bu, 27 Mart tarihli kapağında yer alan yeni bir araştırmaya göre Sinirbilim Dergisi.

Dartmouth araştırmacılarının raporuna göre, olgun oligodendrositlerin genç hücreleri beklenen 24 saat içinde öldüren ölümcül bir travmanın ardından ölmesi şok edici bir 45 gün sürdü. Bulgular, yaşlanmanın ve multipl skleroz gibi hastalıkların bu önemli hücrelere neden olduğu hasarı tersine çevirmek veya önlemek için yeni bir yol olduğunu gösteriyor.

Beyinde oligodendrositler, akson olarak bilinen sinir hücreleri arasındaki uzun, ince bağlantıların etrafına sarılır ve burada aksonu kaplayan miyelin kılıfı adı verilen bir lipit membran üretirler. Aksonlar, sinir hücrelerinin iletişim kurmak için kullandığı elektrik sinyallerini iletir; miyelin kılıflar (bakır tel üzerindeki plastik kaplama gibi) bu sinyallerin daha verimli bir şekilde iletilmesine yardımcı olur.

Yaşlılık ve MS gibi nörodejeneratif hastalıklar oligodendrositlere zarar verir. Hücreler öldüğünde, miyelin üretimi de onlarla birlikte yok olur ve miyelin kılıflarının, onları yenileyecek hiçbir şey olmadan parçalanmasına neden olur. Bu, nöronların iletişim yeteneğini kaybetmesi nedeniyle motor fonksiyon, duygu ve hafıza kaybına yol açabilir.

Bilim adamları, hasar gören oligodendrositlerin (tüm yaralı hücreler gibi), hücrelerin kendilerini öldürdüğü apoptoz adı verilen hücresel bir kendi kendini yok etme sürecini başlattığını varsaydılar. Ancak Dartmouth araştırmacıları, olgun oligodendrositlerin, ölmeden önce daha önce hiç görülmemiş derecede uzun bir yaşam yaşayabileceğini keşfetti. Bulgular, bu hücrelerde olgunlaştıkça neyin kalıcı olmasını sağlayan şeyin değiştiğine dair kritik soruyu ortaya çıkarıyor.

Biyoloji bilimleri yardımcı doçenti ve makalenin ilgili yazarı Robert Hill, “Olgun hücrelerin hâlâ kontrol edilen bir yolu takip ettiğini, ancak klasik programlanmış hücre ölümü yolunu takip etmediğini bulduk” dedi.

Hill, “Bunun bize yaşlandıkça beyinde neler olduğunu gösterdiğini ve bu hücrelerin yaşlı insanlarda nasıl öldüğüne dair birçok şeyi ortaya çıkardığını düşünüyoruz” dedi. “Bu benzersiz mekanizmayı daha fazla araştırmamız bizim için önemli. Bu hücrelerin neden bu yolu izlediğini anlamamız gerekiyor, böylece hastalık bağlamına bağlı olarak potansiyel olarak bunu teşvik edebilir veya önleyebiliriz.”

Hill’in araştırma grubunda doktora adayı olarak projeyi yöneten ilk yazar Timothy Chapman, miyelini korumaya yönelik tedaviler geliştirme çabalarının genç oligodendrositleri yetiştirmeye ve olgun olanları korumaya odaklandığını söyledi. Ancak bu çalışma, hücrelerin yaşlandıkça önemli ölçüde değişebileceğini ve herkese uyan tek bir tedavinin işe yaramayabileceğini öne sürüyor.

Şu anda Stanford Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Chapman, “Aynı şeye yanıt olarak genç hücreler bir yöne, yaşlı hücreler ise başka bir yöne gider” dedi. “Eski hücreleri korumak istiyorsanız, genç hücrelerin olgunlaşmasına yardım etmek istediğinizden tamamen farklı bir şey yapmanız gerekebilir. Muhtemelen ikili bir yaklaşıma ihtiyacınız olacak.”

Makale, ekibin Mart 2023’te Nature Neuroscience dergisinde bildirdiği ve etrafındaki hücrelerin nasıl tepki verdiğini gözlemlemek için tek bir oligodendrositin ölümünü başlatmalarına olanak tanıyan bir canlı doku modeli üzerine inşa ediliyor. Genç bir beyindeki bir oligodendrosit öldüğünde, etrafındaki hücrelerin kaybolan miyelini hemen yenilediğini bildirdiler. Ancak 60 yaşındaki bir insanınkine eşdeğer bir beyinde, çevredeki hücreler hiçbir şey yapmadı ve miyelin kayboldu.

Hill, “Bu model bizi beyinde meydana gelen hücre ölümü sürecine mümkün olduğunca yaklaştırıyor” dedi. “Yaşlanmanın etkilerini gerçekten iyi modelleyebiliyoruz. Tek bir oligodendrosit seçme, onun ölmesini izleme ve yenilenmesini veya yenilenmeyi başaramamasını izleme yeteneğimiz, bu süreci hücresel düzeyde neyin yönlendirdiğini ve bunun nasıl gerçekleşebileceğini anlamamızı sağlıyor. kontrol edilsin.”

En son araştırma için araştırmacılar, Hill’in geliştirdiği 2Phatal adlı foton tabanlı bir cihaz olan hücresel ölüm ışınını kullanarak oligodendrosit DNA’sına ölümcül bir şekilde zarar vermek için kendi modellerini kullandılar. Ayrıca miyelini çıkarmak için bakır bazlı toksin kuprizonunu karşılaştırma olarak kullanan standart yöntemi de kullandılar.

Önceki çalışmaların bildirdiği gibi olgunlaşmamış hücreler hızla öldü. Ancak Dartmouth ekibi ilk başta bunu DNA hasarına karşı direnç olarak yorumladığı eski hücreler yaşamaya devam etti.

Araştırma, araştırmacıların olgun hücreleri 45 gün sonra Hill laboratuvarında geliştirilen uzun vadeli, yüksek çözünürlüklü görüntüleme tekniğini kullanarak incelemesiyle ortaya çıktı. Hill, “İşte o zaman hücrelerin hasara karşı dirençli olmadığını, bunun yerine uzun süreli hücre ölümünü deneyimlediklerini gördük” dedi.

“Hiç kimse DNA hasarından bu kadar uzun süre sonra hücre ölümünü kontrol etmedi. Bu, bir hücrenin böylesine travmatik bir olay yaşadığı ve bir haftadan daha uzun süre ortalıkta kaldığı literatürde bulabileceğimiz tek örnek” dedi.

Chapman, insanların yaşam boyu oligodendrositlere sahip olması nedeniyle hücrelerin DNA hasarı biriktirdiğinin ve diğer hücrelere göre daha dirençli olduğunun bilindiğini söyledi. “Bu yüzden bu etkinin yaşlanmaya uygulanabilir olduğunu düşünüyoruz. Bu hücrelerin bu kadar uzun süre varlığını sürdürmesinin bir nedeni, yaşlanma sırasında bu tür hasarları doğal olarak yaşamaya alışkın olmalarıdır” dedi.

Hill ve Chapman, araştırmanın uzatılmış ölümün iyi bir şey olup olmadığı gibi daha fazla sorudan oluşan geniş bir labirentin ilk kapısını açtığını söylüyor. Hill, bunun işlevsiz miyelinin eşdeğeri olabileceğini, bunun da sadece bir akson üzerinde durmasının, hiç miyelin olmamasından daha kötü olduğunu söyledi. Hücreyi çevredeki dokudan izole eder ve esasen onu besinlerden mahrum bırakır.

Hill, “Neredeyse aksonda 45 gün boyunca bir çöp duruyormuş gibi. Bu çöpü kurtarmak mı istiyoruz yoksa kaldırılmasını hızlandırmak mı istiyoruz? Bunu görene kadar bunun bir soru olduğunu bile bilmiyorduk” dedi.

“Hücre ölümü mekanizmasını anlarsak belki onu hızlandırabilir ve işlevsiz miyelinden kurtulabiliriz” dedi. “Her zaman hücreleri ve dokuyu kurtarmaya çalışıyoruz, ancak kurtarılmaya değer olup olmadıklarını bilmelisiniz.”

Kaynak ve İleri Okuma: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240328110254.htm

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu