Stanford Üniversitesi’ndeki araştırmacıların yeni buluşlarına göre, taze veya donmuş insan kan örneklerinin şizofreni ve otizm gibi hastalıkları araştırmak için doğrudan hastaya özgü sinir hücrelerine (nöron) dönüştürülebilecek.

Kandaki bağışıklık hücrelerine laboratuvar koşullarında sadece dört proteinin eklenmesiyle, yaklaşık üç hafta içinde doğrudan işlevsel sinir hücrelerine dönüşümün gözlemlendiği bu çalışmaya göre, bu çarpıcı dönüşüm hücrelerin ilk olarak “pluripotency” (hücrenin herhangi bir farklılaşmaya açık olma durumu) olarak adlandırılan bir duruma girmesini gerektirmeden, dönüşerek farklılaşma (transdifferentiation) olarak adlandırılan daha doğrudan bir süreçle gerçekleşir.

Dönüşüm 1 mililitre kandan 50.000 nöron üretebilecek kadar yüksek verimle meydana gelir ve taze veya önceden dondurulup depolanmış kan örnekleri kullanılabilir. Bu yöntem şizofreni ve otizm gibi nörolojik bozukluklar üzerine yapılan çalışmaları hızlandıracaktır.

“Kan, elde edilmesi en kolay biyolojik örneklerden biridir.” diyor patoloji profesörü ve Stanford Enstitüsü Kök Hücre Biyolojisi ve Rejeneratif Tıp Enstitüsü üyesi Marius Wernig. “Neredeyse hastaneye giden her hasta bir kan örneği bırakıyor ve çoğu zaman bu örnekler dondurularak gelecekteki çalışmalar için saklanıyor. Bu teknik, karmaşık hastalık süreçlerini çok sayıda hasta üzerinde çalışarak öğrenme olasılığına aracı olacak bir buluştur.”

Bulguları açıklayan makale, (Amerikan) Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Dergisi’nde 4 Haziran’da yayınlandı.

Dönüşerek farklılaşma tekniği ilk olarak 2010 yılında Wernig’in laboratuvarında geliştirildi. Kendisi ve grubu gelişimsel olarak hücrelerin hemen hemen her türüne dönüşebileceği esnek “pluripotent” fazına geçmek için hücreleri uyarmaya gerek duymadan fare deri hücrelerini fare nöronlarına dönüştürebildiğini gösterdi. Buna ilaveten, tekniğin insan derisi ve karaciğer hücreleri üzerinde de kullanılabileceğini gösterdiler.

Fakat her çalışmanın çeşitli zorlukları var, özellikle otizm veya şizofreni gibi genetik olarak karmaşık rahatsızlıkları araştıranlar, hastalıkla ilişkili mutasyonların görece katkılarını değerlendirebilmek için yüzlerce hasta örneğine ihtiyaç duyarlar.

“Çok sayıda hasta kaynaklı programlanmış pluripotent kök hücrelerin üretilmesi pahalı ve zahmetlidir. Dahası, deri hücrelerinin elde edilmesi zor ve ağrılı bir işlemdir, ”diyor Wernig. “Yüzlerce hastadan belirtilen programlanmış pluripotent kök hücrelerinin üretimi göz korkutucu olup, karmaşık yeniden programlama sürecinin otomasyonunu gerektirir.”

Cilt hücrelerini nöronlara direkt olarak dönüştürmek mümkün olsa da, biyopsi yapılmış deri hücrelerinin ilk önce sayıları artana kadar bir süre laboratuvarda yetiştirilmesi gerekir ki bu işlem deri hücrelerinin elde edildiği kişide bulunmayan genetik mutasyonların oluşmasına sebebiyet verebilir.

Hastaya özgü nöronları üretmek için daha kolay ve daha etkili bir yol olup olmadığını merak ederek başladıkları bu yeni çalışmada Wernig ve meslektaşları kanda dolaşan T hücreleri olarak adlandırılan özelleşmiş bağışıklık hücrelerine odaklandı. T hücreleri enfekte olmuş veya kanserli hücreleri tanıyıp öldürerek bizi hastalıklardan korur. Buna karşılık nöronlar uzun ve zayıf olup, uzunlukları boyunca elektrik uyarıları iletme ve bunları hücreden hücreye geçirme yeteneğine sahip hücrelerdir. Ancak hücrelerin çok farklı şekillerine, konumlarına ve biyolojik görevlerine rağmen, araştırmacılar beklenmedik bir kolaylıkla amaçlarına ulaştılar.

Wernig, “Sadece birkaç gün içinde T hücrelerinin işlevsel nöronlara dönüştürmenin basitliği çok şaşırtıcı.” dedi. “T hücreleri yuvarlak şekle sahip çok özel bağışıklık hücreleridir ve bu nedenle hızlı dönüşüm biraz kafa karıştırıcı.”

Ortaya çıkan insan nöronları mükemmel değil. Bu hücreler birbirleri ile olgun sinapslar veya bağlantılar oluşturma yeteneklerinden yoksunlar fakat nöronların temel işlevlerini yerine getirebiliyorlar. Wernig ve meslektaşları gelecekte tekniği daha da iyileştireceklerinden umutlular. Bunun yanı sıra otizmli çocuklardan kan örnekleri almaya başladılar.

Wernig, “Şimdi prensipte şizofreni ve otizmli yüzlerce insanın nöronal işlevini doğrudan incelemenin bir yolu var” dedi. “On yıllardır bu bozuklukların kökenleri veya nasıl tedavi edilebileceği hakkında çok az ipucumuz oldu. Şimdi birçok soruya cevap vermeye başlayabiliriz.”

 

Çeviren: Gonca Bayraktar

Düzenleyen: Gizem Karslı Uzunbaş

Görsel: Gonca Bayraktar

Özgün metin: https://med.stanford.edu/news/all-news/2018/06/human-blood-cells-transformed-into-functional-neurons.html
Özgün makale: “Transdifferentiation of human adult peripheral blood T cells into neurons” by Koji Tanabe, Cheen Euong Ang, Soham Chanda, Victor Hipolito Olmos, Daniel Haag, Douglas F. Levinson, Thomas C. Südhof, and Marius Wernig in PNAS. Published June 4 2018.
doi:
10.1073/pnas.1720273115