Sinir hücrelerinde ilerleyici fonksiyon kaybıyla (nörodejenerasyon) karakterize edilen hastalıklardan biri olan Alzheimer, ülkemizde yaklaşık 600.000 kişide görülmektedir. Son 10-20 yıldır hastalığın altında yatan mekanizmalarla ilgili önemli çalışmalar yapılmış olsa da tedavisi henüz bulunamamıştır. Günümüzde bir hücreyi yeniden programlama konusunda hızlı gelişmeler meydana gelmiştir. Böylelikle Alzheimer hastalarından alınan bağ doku hücreleri (fibroblast) önce her türlü hücreye dönüşme kapasitesine sahip kök hücrelere, sonra da sinir hücrelerine dönüştürülerek, beyindeki hastalık mekanizması laboratuvar ortamında çalışmaya mümkün hale getirilmiştir. Bu hasta kaynaklı sinir hücrelerinde, Alzheimerlı bir beyinde de görülen toksik beta-amyloid 40 (Aß40) ve fosforlanmış tau gibi proteinler yüksek seviyede tespit edilmiştir.

Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklarda görülen önemli bir olay da sinir hücresi iltihabıdır (sinir hücresi enflamasyonu, nöroenflamasyon). Sinir hücresi iltihabı, genel olarak mikroglia ve astrosit adı verilen hücrelerin, yabancı hücre veya maddelere karşı savaşmak için aktif hale gelmesiyle tetiklenir. İltihabın vücut için koruyucu bir amacı olsa da aşırısı doku hasarına ve hastalığa neden olabilir. Mikrogliaların sürekli aktif halde olması bağışıklık sisteminin verdiği yanıtı düzenleyen bazı proteinlerin seviyesinde anormal artışa sebep olur.

Joseph Park ve arkadaşları yaptıkları yeni bir çalışmada, Alzheimer’da görülen sinir hücresi iltihabında hücrelerarasi etkileşimin rolünü anlayabilmek için minik çipler dizayn etmişlerdir. Bu çipler farklı bölmelere sahiptir. Hasta kaynaklı sinir hücrelerini ve astrositleri çipin bir bölmesinde, mikrogliaları da onlarla da etkileşecek şekilde farklı bir bölmede büyüterek birbirleriyle olan etkileşimi incelemişlerdir. Sonuç olarak, bu üçlü hücre kültüründe de yukarıda bahsedilen ve Alzheimer hastalarında görülen toksik proteinlere rastlanmış, bununla birlikte bağışık yanıtta görev alan bazı protein düzeylerinde artış tespit edilmiştir. Önemli olarak da hasta kaynaklı sinir hücreleri ve astrositler, mikroglia aktivasyonunu tetikleyip mikrogliaların kendilerine doğru göç etmesine sebep olmuş ve bu da sinir hücresi ve astrosit ölümüne yol açmıştır. 2 numaralı kaynaktaki videoda kırmızı renkli mikrogliaların yeşil renkli sinir hücresine nasıl saldırdığını izleyebilirsiniz.

Bu çalışmada, mikroglia aktivasyonuyla ilgili olduğu düşünülen bir genin devre dışı bırakılması (nakavt) sinir hücresi ve astrosit ölümünü engellemiştir. Ayrıca, anormal miktarda üretilen ve bağışık yanıtı düzenleyen bir proteinin antikor kullanılarak bloke edilmesi de mikroglianın sinir hücresine doğru göçünü önemli ölçüde azaltmıştır. Geliştirilen bu üçlü hücre kültürü, Alzheimer’da sinir hücresi iltihabının mekanizmasını çözme ve gelecekte yeni ilaçların geliştirilmesi bakımından önem taşımaktadır.

Derleyen: Güney Akbalık

Düzenleyen: Baran Koç

Kaynaklar:

1.http://www.alzheimerdernegi.org.tr/haber/turkiyede-genc-alzheimer-hastalarinin-sayisi-artiyor

2.https://www.alzforum.org/news/research-news/invading-microglia-unleash-neurodegeneration-3d-ad-culture

3.Israel, M. A. et al. Probing sporadic and familial Alzheimer’s disease using induced pluripotent stem cells. Nature. doi: 10.1038/nature10821.

4.Park, J. et al. 2018. A 3D human triculture system modeling neurodegeneration and neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Nature Neuroscience. doi: 10.1038/s41593-018-0175-4