Alzheimer hastalığı ve diğer demans türleriyle mücadelede, hastalığın beyinde yol açtığı hasarın mekanizmalarını anlamak büyük önem taşıyor. Bu mekanizmalardan biri de nöronların içindeki toksik protein birikiminin zamanla hücre ölümüne yol açmasıdır.
Hücrelerin ölmesinin birçok yolu vardır; örneğin vücudun atıkları temizlemek için kullandığı apoptozis gibi kendi kendini yok etme mekanizmaları mevcuttur. Ancak bu mekanizmalar, nörodejeneratif hastalıklarda gözlemlenen durumun tamamını açıklamakta yetersiz kalır.
Nature Communications'da yayımlanan ve Londra'daki bir araştırma ekibi tarafından yürütülen yeni bir çalışmada, bilim insanları karyoptosis adı verilen ve hücre çekirdeğinin dejenerasyonunu ifade eden potansiyel olarak kritik bir rolü belgelediler.
Daha önceki araştırmalardan yola çıkarak, ekip zararlı atık maddelerin hücrelerin temizleme kapasitesinden daha hızlı biriktiğinde karyoptosis'in meydana geldiğini tespit etti. Dahası, bu sürecin tedavi hedeflerini belirleyebilecek temel bileşenlerini tanımladılar.
Londra Üniversitesi'nden nörobilimci Rebecca Casterton, "Beyindeki hücrelerin ölümü ve kaybı, demans hastalarının yaşadığı birçok semptoma neden olur," diyor. "Çalışmamız, beyin hücrelerinde hücre ölümünü koordine edebilen yeni bir dizi kimyasal olayı ortaya çıkarıyor. Karyoptosis'in nasıl çalıştığına dair bir yol haritası çizmeye başladık ve bu durumun demans araştırmaları topluluğunda ve ötesinde gelecekteki atılımları tetiklemesini görmeyi sabırsızlıkla bekliyorum."
İnsan ve sıçan beyin hücreleri üzerinde yapılan laboratuvar analizleriyle araştırmacılar, nöronlardaki çöp toplama süreçlerinin engellenmesinin, protein birikimini tetikleyerek belirli bir kimyasal reaksiyon zincirinin oluşmasına neden olduğunu buldular.
P38 MAP kinaz adı verilen bir enzim, yapısal destek proteini LaminB1'i yıkım için işaretliyor. Bu durum, kortikal nöronlar üzerinde yıkıcı bir etki yaratıyor: Çekirdek parçalanıyor ve çöküyor, kendi iç materyalini dışarı atıyor. İşte bu, en temel düzeyde karyoptosis'tir. Önemli bir bulgu olarak, sonraki hücre deneyleri, p38 MAPK engellendiğinde, toksik protein birikimi açısından bir değişiklik olmamasına rağmen, çekirdek parçalanması ve hücre yıkımının önemli ölçüde geciktiğini gösterdi.
Londra Üniversitesi'nden fonksiyonel genetikçi Manolis Fanto, "P38 MAP kinaz ve LaminB1 arasındaki etkileşimi spesifik olarak hedefleyerek hücre ölüm sürecini yavaşlatabiliriz. Bu, belirli nörodejeneratif hastalıklara karşı daha odaklanmış tedaviler için zaman kazandırabilir," diye belirtiyor.
Ayrıca, araştırmacılar ön lob demansı (FTD) veya Alzheimer hastası olan 28 hastadan alınan 3.000 beyin hücresini analiz ettiklerinde, frontal korteks beyin bölgesinden alınan hücrelerin %35'inde karyoptosis belirtileri gördüler. Karşılaştırıldığında, sağlıklı yaşa uygun kontrol gruplarında bu oran sadece %15 idi.
Araştırmacılar yayımladıkları makalede, "Dolayısıyla karyoptosis, değerlendirilen demans türlerinde nörodejenerasyonun ve nihayetinde hücre ölümünün önemli bir oranını açıklayabilir," diye yazıyorlar.
Önemli sonraki adımlardan biri, karyoptosis'in merkezinde yer aldığı belirlenen enzim ve protein kombinasyonunu hedefleyen deneyler yürütmektir. Bu, bilim insanlarına olası tedavilerin uygulanabilirliği hakkında daha fazla bilgi sağlayacaktır.
Demans, çeşitli süreçler ve risk faktörlerinden etkilenen farklı biçimlerde ortaya çıkar. Durumu anlamayı ve tedavi etmeyi zorlaştıran şeylerden biri de karmaşıklığıdır. Ancak, karyoptosis bazı demans vakalarında sadece bazı hücre ölümlerini açıklıyor olsa bile, demansı nöron dejenerasyonuyla ilişkilendiren büyük bir suçlu gibi görünüyor. Bu dejenerasyonun ertelenmesi veya önlenmesi büyük bir fark yaratacaktır.
Alzheimer Araştırma Birliği'nden kıdemli araştırma yöneticisi Sara Rodrigues, "Onlarca yıldır, Alzheimer hastalığı ve ön lob demansında toksik proteinlerin biriktiğini biliyoruz, ancak bu proteinlerin beyin hücrelerinin kaybına tam olarak nasıl yol açtığı belirsizliğini koruyordu," diyor. "Karyoptosis'in tanımlanması, hücre kaybını durdurabilecek veya yavaşlatabilecek tedaviler için hedefler bulma yolunda kritik bir adımdır. Hastalığın altında yatan nedenlere yönelik tedavileri ele almak için pencereyi genişletebilir ve bizi demansın tedavisine daha da yaklaştırabilir."
Bu araştırma Nature Communications'da yayımlanmıştır.
