Beyin İki Ayrı Organ Olabilir: ALS Araştırmalarına Yön Verebilecek Keşif

Stanford Tıp Fakültesi’nden bir araştırma ekibi, beynin kökeni farklı iki organlardan oluştuğunu öne sürdü. Bu bulgu, yutma gibi işlevleri üstlenen sinir hücrelerinin laboratuvar ortamında yetiştirilmesinin neden bu kadar zor olduğuna açıklık getirebilir ve amyotromik lateral skleroz (ALS) gibi hastalıkların incelenmesine yeni bir zemin hazırlayabilir.

Araştırmacıların Nature Neuroscience dergisinde yayımladığı bulgular, yutmayla ilgili kaslara gönderme yapan insan sinir hücrelerinin laboratuvarda yetiştirilmesini sağladı. Bu hücreler, kişi zamanla yutma ve nefes alma yeteneğini kaybeden ALS ve spinal muscular atrofi (SMA) gibi hastalıkların araştırılmasında kullanılabilecek.

Ekip, beynin ayrı başlangıçlarının evrim sırasında birleşmiş iki eski sinir sisteminin izlerini taşıyabileceğini de öne sürüyor. Bu görüş, beynin nasıl oluştuğu ve biçimlendiğiyle ilgileniyor; insanların iki ayrı işlevsel beyne sahip olduğu anlamını taşımıyor.

Beynin Farklı Bölümleri Nasıl Şekillenmeye Başlıyor

Jokhai ve arkadaşının da katıldığı araştırmacılar, fare embriyolarında bedenin biçimlenmeye başladığı dönemi inceledi. Beynin arka kısmında beyincği (hindbrain) oluşturan hücreler, ön ve orta bölümleri olan forebeyin ve midbeyi oluşturayan hücrelerden zaten ayrıydı. Bu durum, üç bölümün de aynı tipte bir hücreden başladığı yönündeki görüşü zorladı.

Sınıfların DNA‘larını farklı paketlemeleri, bazı genlerin erişilebilir diğerlerinin ise hücrelerce kullanılması daha zor hale gelmesinden kaynaklandı. Genler bir hücrenin ne olacağını belirlediği için bu farklar, hücrelerin seçeneklerinin zaten sınırlı olduğuna işaret ediyordu.

Bu durum, önceki beyincik sinir hücresi deneylerinin neden zorlandığını açıklayabilir. Araştırmacılar, muhtemelen forebeyin veya midbeyi oluşturacak şekilde önceden belirlenmiş hücrelerle başlıyordu.

“Hücre biyolojisinde insanlar her zaman nöron gibi son hücre tipini yaratmaya odaklanır. Ancak embriyonik gelişimin en erken aşamalarından başlamanın önemli olduğunu unutuyoruz.”

Rayyan Jokhai, araştırmayı yürüten lisansüstü öğrenci ve çalışmanın ilk ortak yazarı

Bölünme Evrim Boyunca İzleniyor

Araştırmacılar benzer bir ayrışmayı tavuklarda, zebra balıklarında ve deniz yıldızı solucanlarında (acorn worms) da gözlemledi. Bu deniz solucanları insanlarla uzak bir ortak atayı paylaştığı için sinir sistemlerinin nasıl evrimleştiğini araştırmada değerli araçlar sunuyor.

Karşılaştırma, bu şekilde bir sinir sistemi kurmanın 550 milyondan fazla yıl öncesine dayandığını gösteriyor. Araştırmacıların vurguladığı gibi, bulgu insanların iki ayrı beyne sahip olduğu anlamını taşımıyor; beynin kökeni ve biçimlenmesiyle ilgili.

Hastalık Araştırması için Yetiştirilen Sinir Hücreleri

Bu hücrelerin yetiştirilebilme yeteneği, araştırmacıların ALS ve SMA gibi hastalıkları incelemesine yardımcı olabilir. Her iki hastalık da kasları kontrol eden sinir hücrelerine zarar verir. Yutma zorlaştığında yemek veya sıvı akciğerlere girebilir ve zatürreye yol açabilir.

Ekip, laboratuvarda yetiştirilen bu hücreleri kullanarak bu hastalıkların beyincik sinir hücrelerini nasıl bozduğunu araştırmayı planlıyor. Amaç, hücrelerin işlev yeteneğini kaybetmesinin daha iyi anlaşılması.

“Artık bu yıkıcı hastalıkları daha iyi anlamaya yönelik bir modele sahibiz ve bunlar için rejeneratif tedavilere doğru ilerliyoruz. Bu, beyin araştırmalarında çok heyecan verici yeni bir alan.”

Rayyan Jokhai

Araştırma ekibi, laboratuvar ortamında yetiştirilen bu sinir hücrelerini kullanarak ALS ve SMA gibi hastalıkların ilerleyişini daha iyi anlamayı ve gelecekte rejeneratif tedavi yaklaşımlarına zemin hazırlamayı hedefliyor.