Alzheimer’da kök hücre çalışmaları ile gelen umut

Alzheimer’da kök hücre çalışmaları ile gelen umut

Doç. Dr. Çağhan Kızıl: Alzheimer koşullarını gerileten ve yeni sinir hücresi yapımını tetikleyen yeni bir mekanizmayı hayata geçirmek için çalışıyoruz

İnsanlarla oldukça benzer genetik yapıya sahip zebra balığının alzheimer hastalığının tedavisinden kullanılıp kullanılamayacağından yola çıkarak çalışmalarını yürüten KızılLab ekibi Alzheimer hastaları için yeni bir umut olarak görülüyor. “Sadece Alzheimer değil bulduğumuz metod ile insan beyninin gelişimini modelleyebiliyoruz” diyen Alman Nörodejeneratif Hastalıklar Merkezi (DZNE) laboratuvarında görev yapan Doç. Dr. Çağhan Kızıl’la ekibinin ve kendisinin çalışmalarını konuştuk.

»Çalışmalarınız nasıl başladı?
Kök hücre çalışmalarında geldiğiniz yeni noktayı anlatmakla başlayabilir misiniz?

Laboratuvardaki ana amacımız, beynimizdeki sinirlerin kendilerini nasıl yenileyebileceklerini bulmak ve bu anlayışı çeşitli sinir sistemi hastalıklarına bir çare olarak sunmak. Bu oldukça kapsamlı ve uzun erimli bir amaç elbette. Ancak adım adım bu konuda bir bilinç oluşturmaya başladık. Odaklandığımız nokta kök hücre dediğimiz özelleşmiş hücre tipleri. Birçok dokunun kendine özgü kök hücresi bulunmakta. Bizse sinir sistemi kök hücreleri yani noral kök hücrelerle ilgileniyoruz. Bu hücreler, yeni sinir hücreleri oluşturma özelliğine sahip. Yani sinirlerimizi kaybettiğimiz bazı hastalıklarda örneğin: Alzheimer eğer kök hücrelerimizi bir şekilde yeniden programlayıp kaybolan sinir hücrelerinin yapımı için kullanabilirsek, kök hücre temelli bir terapinin de önünü açmış olacağız. Birçok farklı dokuda bu tip terapi imkanları araştırılıyor. Bizim araştırdığımız ise Alzheimer koşullarında insan beyninde bu amacımızı nasıl gerçekleştirebileceğimiz.

Zebra balığı ile başladık

»Deney aşamasına nasıl geçildi?

İnsan için bir terapi amaçlarken ilk önce zebra balığı denen küçük bir balıkla işe başladık. Bu balığın özelliği şu: tüm organlarını yenileyebiliyor. Bu balıkta, insandakine benzer bir Alzheimer patolojisini ilk defa biz yarattık ve gördük ki insan beynindeki birçok hastalık belirteci balık beyninde de görülüyor. Fakat balığın bizden farklı olarak kök hücrelerini etkinleştirebildiğini ve yeni sinir hücreleri yapabildiğini keşfettik. Bir nevi Alzheimer’a karşı koyan bir mekanizma bulduk. Daha detaylı araştırmalarımızda, balıktaki bu kapasitenin altında yatan olgunun, bağışıklık sistemi ve ölmekte olan sınır hücreleri tarafından salgılanan bir protein olduğunu açığa çıkardık. Interleukin-4 denen bu protein, kök hücrelere “sinir hücreleri ölüyor, çoğalıp yeni hücreler yapın” mesajını verebiliyor. Bu protein için daha önce bu işlev bilinmiyordu. Daha sonra, balıkta bulduğumuz bu anti-Alzheimer mekanizmasının insan beyninde de geçerli olup olamayacağını denemeye karar verdik. Deneysel olarak insan beyni ile çalışmak için üç boyutlu bir biyomateryal kullanarak, insan kök hücrelerinin sinir hücresi yapma kapasitesini laboratuvar ortamında deneyselleştirdik. Sonuçta elimizde, insan beyninin sinir hücrelerine sahip üç boyutlu mini beyinler oldu. Bu beyin parçacıklarında, yeni bir metot ile Alzheimer hastalığını tetiklediğimizde, insan beynindeki patolojik bulguların neredeyse aynısına ulaştık: sinir hücreleri ölmeye ve bağlantılarını koparmaya başladı ve kök hücreler sinir hücresi yapamaz hale geldi. Buradan sonra Interleukin-4 proteininin balıkta olduğu gibi Alzheimer’a karşı koruyucu ve tedavi edici bir mekanizma olup olmadığını araştırdığımızda gerçekten de balığın bize doğruyu gösterdiğini gördük. Interleukin-4, Alzheimer koşullarını gerileten ve yeni sinir hücresi yapımını tetikleyen bir mekanizma. Çalışmalarımız bundan sonra iki ana odak üzerinden yürüyecek. Birincisi, bu proteinin klinik olarak nasıl kullanılabileceği üzerine çalışacağız ve Alzheimer modelimiz ile ilaç geliştirme çabasında bulunacağız.

Uygun ilaçlar geliştirilecek

»Çalışmalarınızdan birinin Alzheimer hastalığında beyindeki sinir hücrelerini onarmasının yolunu açacak bulgular ortaya konmasına yardımcı olduğu ortaya çıkıyor, bu nasıl mümkün anlatabilir misiniz?

Kök hücreler insan sinirlerini oluşturduğunda, kompleks bir ağı da yaratıyorlar. Alzheimer hastalığında beyindeki bu karmaşık ağlar yok oluyor. Kök hücrelerin asıl görevi yeni sinir hücresi yapmak olsa da Alzheimer koşullarında bu gerçekleşmiyor. Geliştirdiğimiz sistemde, Alzheimer hastalığına sebep olan Amyloid denen molekülleri kullanarak insan beyninde Alzheimer durumunda görülen patolojiyi yeniden üretmeyi başardık. Daha önce Alzheimer hastalığının kök hücrelerin sinir oluşturma özelliğini nasıl yok ettiğine dair çok az veri bulunuyordu. Bizim sistemimiz ile daha önce bilinmeyen bir mekanizmayı da bulmuş durumdayız. Bu mekanizmayı etkileyerek kök hücrelerin sinir hücresi yapabilmesinin önünü açabiliyoruz. Bunu Alzheimer koşullarında yapmaları ise daha önce bilinmeyen bir veri. Üretilen sinir hücreleri, ortamda Alzheimer hastalığının patolojik etkenleri olmasına rağmen karmaşık sinir ağlarını yapabilme ve elektrik sinyalini iletebilme kapasitesine sahip hale geliyorlar. Birincisi, halihazırda sadece birkaç etkisiz ilacın kullanımda olduğu Alzheimer hastalığına karşı yeni ve çok etkili ilaçlar geliştirilmesi için katkıda bulunabilecek bir model geliştirmiş olduk.

***

KızılLab ekibi ne yapıyor?

»Laboratuvarımızda yedi ülkeden araştırmacı çalışıyor. Bu takımın ortaklaşmacı akademik çabası bizi sonuca götürüyor ve götürecek

»Başka Alzheimer modelleri yaratıp, ilaç geliştirme çabalarımıza başlıyoruz. Üç boyutlu modelimiz ile çeşitli ortak çalışmalar sonucunda insan beyninin işlevsel bir benzerini yaratmak ve bunun üzerinde değişik çalışmalar yapmaya da odaklanacağız. İleride bizi daha fazla duyabilirsiniz.

»Sosyal medya üzerinden labımızın Facebook (@KizilLab) ve Twitter (@Kizil_Lab_DZNE) hesabından ve websitemizden (www.kizillab.org) bize ulaşabilirler.