Zebra balığı Alzheimer ile nasıl baş edeceğimiz yönünde sinyaller veriyor

Doçent Dr. Çağhan Kızıl ve ekibinin yenice Cell Reports dergisinde yayımlanan raporu dikkat çekti. Raporda paylaşılan bilgiler, tıp alanında Alzheimer için uygulanan önlemlerle birleştirilince bu hastalığı yenmek için bir adım daha ileriye gidilmesini sağlayacak çok önemli buluşlar olarak nitelendiriliyor.

Peki bu bilgiler ne? Doçent Dr. Çağhan Kızıl şöyle anlatıyor:

“Son çalışmamızda, zebra balığının Alzheimer konusunda bize yardımcı olup olamayacağını araştırdık. Bu balığı, yüksek rejeneratif kapasitesi nedeniyle kullandık. Balık beyninde yaratılan ilk Alzheimer modelini yarattığımız bu çalışmada, insanda görülen semptomların çoğunu balık beyninde de görmeyi başardık. Bundan sonra, ilginç olarak, bizim beynimizde olmayan bir şeyi keşfettik. Zebra balığının, Alzheimer olduktan sonra sinir hücrelerinin ölmesine rağmen, sinir hücrelerini üreten kök hücrelerini aktifleştirebildiğini ve daha fazla sinir hücresi yaptığını ortaya çıkardık. İnsanda durum bunun tam tersi, Alzheimer durumunda bizim kök hücrelerimiz sinir hücresi yapamaz hale geliyor. Bundan sonra, kök hücrelerin nasıl aktif hale geldiğini bulmak için araştırmalara devam ettiğimizde, Interleukin-4 denen, normalde bağışıklık hücrelerimizce salgılanan bir proteinin ölmekte olan sinir hücreleri tarafından da salgılandığını gördük. Bu protein, kök hücrelerdeki alıcı reseptörlerine bağlanarak kök hücreleri aktifleştiriyor ve kök hücreler de daha fazla bölünüp daha fazla hücre yapıyorlar. Bu molekülün kök hücreler üzerinde böyle bir etkisinin olduğu daha önce gösterilmemişti. Bu çalışmada bir ilki başarıyoruz.”

Yani, Interleukin-4, sinir hücreleri ile kök hücreler arasında bir iletişim sağlıyor öyle mi?

Evet, aynen öyle. Bu proteinin bilinen bir rolü, bağışıklık sistemi hücrelerinin bazılarını agresif halden sakin hale getirmesi. Yani uzun zamandır şunu biliyorduk: eğer ortamda İnterleukin-4 varsa, bağışıklık sistemi hücrelerinin bulundukları dokuda çoğalmaları ve enflamasyon dediğimiz yangısal tepkinin azaldığını görüyoruz. Bildiğimiz başka bir şey de, insanlarda enflamasyonun doku yenilenmesi için zararlı olduğu. Fakat balıkta bu durum başka şekilde seyrediyor. İnterleukin-4 sadece bağışkıklık sistemine değil, kök hücreler ile ölmekte olan sinir hücreleri arasında da bir bağ kuruyor. Bu şekilde kök hücreler aktifleşiyor. Bu özel iletişim belki de insanda olmayan ve Alzheimer durumunda yenilenmenin önüne geçen olgudur.

Alzheimer bir yaşlılık hastalığı mıdır?

Alzheimer, en yaygın demans formudur. Hastalar hafıza kaybı, yönelim bozukluğu, huy değişimi ve başka birçok fizyolojik değişimle karşı karşıya kalır. Alzheimer, 65 yaş üzerindeki demans vakalarının yüzde 70’ini oluşturur. Bu hastalığın tedavisi şu anda bilinmiyor. Sadece yaşlılık hastalığı diyemeyiz, çünkü Alzheimer’ın yüzde 10 oranında ailesel ve erken yaşlarda ortaya çıktığını biliyoruz. Ancak insan vücudunda sinir hücrelerinde Alzheimer patolojisinin ortaya çıkması için çok uzun yıllar gerekiyor. Biz klinik olarak bu hastalığı teşhis ettiğimizde iş işten geçmiş oluyor maalesef. Son yıllardaki çalışmalarda Alzheimer’ın başlangıcının 30-40’li yaşlara kadar indiğini ve ancak 20-30 sene sonra 70’li yaşlarda belirgin şekilde ortaya çıktığını düşündüren bilgiler mevcut. Yani Alzheimer aslında bir orta yaş hastalığı olarak da tanımlanabilir.

Çalışmanızın Alzheimer alanındaki ana önemi nedir?

İnsandaki bağışıklık sistemine Alzheimer koşullarında müdahale ederek insanlarda da kök hücrelerden sinir hücresi yapımını arttırabileceğimizi bize önermesi. Çünkü Interleukin-4 proteinin bizim beynimizdeki hücrelerin bazılarında da var ve kök hücreler üzerindeki rolünün ne olduğu tam olarak bilinmiyor. Zebra balığının Alzheimer ile nasıl baş ettiğini öğrenebilirsek insanlarda da buradan yola çıkarak bir tedavi geliştirebileceğimizi düşünüyorum. Bu nedenle balık modeli bize çok şey öğretecek.

Rejenerasyon, hala çözülememiş bir mekanizma, doğru mu?

Evet, hayvanlarda farklı seviyelerde görülen yenilenme örneğin insanlarda çok az iken, balıklarda ve sürüngenlerde çok daha büyük oranda görülüyor. Önemli bir rejenerasyon modeli olan zebra balığı, beyin dahil neredeyse tüm organlarını yenileme özelliğine sahipken, insanlarda bu özellik yok denecek kadar az. Dolayısıyla, bu canlının nasıl dokularını yenilediğini anlarsak, başka bir omurgalı olan insanda da terapi imkanları geliştirebiliriz.

Bu rejenerasyon kapasitesinin altında ne yatıyor?

Kaybolan dokuları yeniden oluşturan kök hücrelerin aktivitesi yatıyor. Bu kök hücreler balık ve insanda benzer gelişim aşamalarına ve fizyolojik özelliklere sahip olmalarına rağmen hastalık durumlarında gösterdikleri tepkiler nedeniyle balıkta rejenerasyona yol açarken insanda bunu yapamıyor. Daha önceki çalışmalarımızda, balıktaki rejenerasyon kapasitesinin altında özel moleküler programlar yattığını bulmuştuk. Özellikle de bağışıklık sisteminin tepkisinin ve bunun kök hücrelerce algılanmasının insan ve balık beyinlerindeki doku yenilenmesi kapasitesi belirleyen faktör olduğunu keşfettik. Büyük ihtimalle rejenerasyon kapasitesini belirleyen olgu hem balıkta hem de insanda benzer şekilde seyreden enflamasyon süreci. Ancak balık beyni bu süreci bizim beynimizden daha farklı yorumluyor ve yavaş yavaş ortaya çıkartmaya başladığımız mekanizmalar ile kök hücreleri aktifleştirebiliyor. Belki de beynimizde rejenerasyonu başlatmak sandığımızdan daha basit ve kolay yollarla gerçekleşecektir. Bunu zaman gösterecek.

Bir sonraki adım ne olur?

Bizim açımızdan bir sonraki aşama, İnterleukin-4 gibi başka moleküller bulup, balık beyninin rejeneratif kapasitesinin moleküler bir kataloğunu ve haritasını çıkarmak. Bunları öğrendiğimiz zaman insan beyni ile benzerlikleri ve farklılıkları daha rahat anlayabiliriz. Bu sayede, anlamlı tedavi metodları geliştirebilme şansımız olacak. Klinik olarak varolan ilaçlar, rehabilitasyon teknikleri ve önleyici metodlar ile birleştirildiğinde moleküler terapilerin geçerliliği göz önüne çıkacak diye düşünüyorum. Dünyada Alzheimer üzerine çalışan yüzlerce bilim insanı var. Bizim çalışmamız ise temel bilim ve uygulamalı tıp arasında kurulacak bir köprüyü de besler nitelikte. Bir sonraki aşamada, sinir bilimleri, kök hücre biyolojisi, bilişimsel biyoloji, farmakoloji, biyomateryal gibi farklı disiplinlerden araştırmacılarla ortak projeler yapmak ve tedaviye olabildiğince yaklaşmak gibi zor bir amacımız var.

Çağhan Kızıl, Helmholtz Topluluğu’na bağlı Alman Nörodejeneratif Hastalıklar Merkezi (DZNE) ve Dresden Teknik Üniversitesi bünyesindeki Dresden Rejeneratif Terapiler Merkezi‘nde beyin rejenerasyonu ve nöral kök hücreler konusunda doçent olarak araştırma yapıyor. http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.09.075