Gelişmiş süper çözünürlüklü mikroskoplar, fare ve insan beyinlerindeki nöronlar (sinir hücreleri) arasında tamamen yeni bir bağlantı türünü gözler önüne serdi. Johns Hopkins Üniversitesi'nden nörobilimci Minhyeok Chang ve ekibi, laboratuvar ortamında yetiştirilen nöronların dallanmış uçlarında minik tüp şeklinde köprüler tespit etti. Farelerde yapılan Alzheimer hastalığı modelleri üzerindeki ileri testlerde ise bu köprülerin, kalsiyum ve hastalıkla ilişkili molekülleri doğrudan hücreler arasında taşıdığı anlaşıldı.
Ekip, yayınladıkları bilimsel makalede, "Bu tür yapılar, küçük iyonlardan (10−10 metre) büyük mitokondrilere (10−6 metre) kadar çok çeşitli materyalleri taşıyabilir" ifadelerini kullanıyor. "Yetiştirilmiş nöronlarda, bu nanotüplerin dinamik olarak oluştuğunu gözlemledik ve diğer nöronal uzantılardan ayıran belirgin bir iç yapıya sahip olduklarını doğruladık."
Nöronların birbirlerine sinapslar aracılığıyla hızlı mesajlar ilettiği, hem elektriksel hem de kimyasal bilgi aktarımı sağladığı uzun süredir biliniyor. Ancak, diğer hücre tiplerinin de molekül alışverişi için fiziksel olarak bağlanan köprü tüplerini kullandığı biliniyordu. Chang ve ekibi, gelişmiş görüntüleme teknikleri ve yapay zeka destekli analizler kullanarak, benzer bir tüp köprüsü türünün nöronlarda da bulunduğunu kesin olarak ortaya koydu.
Araştırmacılar, nanotüplerin, enjekte ettikleri amiloid-beta moleküllerini taşıdığını gözlemledi. Bu moleküllerin, anormal şekilde birikme eğiliminde olan Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklarda rol oynadığı düşünülüyor. Araştırmacılar, köprülerin oluşumunu engellediklerinde, amiloid-beta'nın hücreler arasındaki yayılımının da durduğunu gözlemleyerek, nanotüplerin doğrudan iletim yolu olarak işlev gördüğünü doğruladı.
Araştırmacılar, "Hesaplamalı modelimiz bu bulguları destekleyerek, nanotüp ağındaki aşırı aktivasyonun, belirli nöronlarda amiloidin toksik birikimini hızlandırabileceğini ve böylece nanotüp değişiklikleri ile Alzheimer patolojisinin ilerlemesi arasında mekanik bir bağ sağlayabileceğini öngördü" açıklamasını yaptı.
Bu keşifler henüz araştırmanın çok erken aşamalarında. Tüplerin yeni bir keşif olması nedeniyle, doğal olarak ne taşıdıkları veya insan beyninde ne sıklıkla oluşup işlev gördükleri henüz bilinmiyor. Ancak bu tüplerin işlev bozukluğunun başka hastalıklara da katkıda bulunabileceği düşünülüyor ve araştırmacılar bu minyatür köprüler hakkında daha fazla bilgi edinmek için heyecanlı.
Bu araştırma, Science dergisinde yayımlandı.
