Beyin hastalıklarının anahtarı ele geçiriliyor

Artık kuşku yok! İkinci beynimizle ilgili bulgular, beynin haberleşme yöntemleri, belleğimizin organizasyonu ya da öğrenme süreçleri hakkındaki algımızı her gün biraz daha altüst ediyor. Son iki sayımızda sizlere tanıttığımız beyindeki gri madde içindeki astrosit, yani yıldız biçimli beyin hücreleri, beyin hastalıkları tedavisinde şimdiye kadar hiç gündeme gelmemiş perspektifler sunuyor.

Şimdiye kadar çözülememiş patolojilerin, yıldız hücrelerinin yararlı ya da zararlı etkilerine maruz kaldıkları anlaşılıyor. Bu da tedavide büyük umutların önünü açıyor.

Nitekim 2003 yılından beri astrositler, Alzheimer hastalığı, sara ve beyin damarlarında kaza sonucu oluşan hasarlarla ilgili araştırmalarda yeni bir yön belirlenmesini sağladı. İki yıl içinde tıp dünyasında bu araştırmaların temel oluşturabilir.

Alzheimer araştırmacısı Jens Husemann, "Astrositler aynı patolojik durumda hem iyi hem de kötü bir rol üstlenebilecek özelliğe sahip" diyor. Husemann’ın Kolombiya Üniversitesi’nde bulunan fizyoloji laboratuvarı, Alzeimer hastalığına yol açan biyolojik senaryoda, astrositlerin "çifte" kişiliğini saptadı.

Tıp camiası ayakta

Husemann’ın gerçek ortamda fareler üzerinde yaptığı araştırma sonuçları şöyle: astrositler, beyinde birikip nöronların ölmesine ve bunamanın ortaya çıkmasına neden olan protein birikintileri "amiloid plakalar"ını azaltma kapasitesine sahip.

Bu etkilenmiş bölgelerin "temizliği" de lezyonların ortaya çıkmasını yavaşlatabiliyor hatta bütünüyle engelleyebiliyor. Bu, tıp dünyasını ayağa kaldıracak bir bulgu! Jens Husemann, bunun hiç beklenmedik yepyeni bir tedavi alanı olduğunu belirterek, "Şimdiye kadar yıldız hücrelerin bilinen tek işlevi beyinde amiloid plakaların depolanmasına bağlı enflamatuvar (iltihabi) süreçle ilintiliydi. Bu enflamasyon da nöronların (sinir hücrelerinin) yok olmasını biraz daha hızlandırıyor" diyor.

Böylece astrositlere haksız bir şekilde yalnızca "kötülük" rolü biçilmişti.

Bu bulguların ardından Jens Husemann’ın çalışmaları hemen dikkat çekti. Bunların bilimsel dergilerde yayımlanmasını izleyen aylarda pek çok büyük ilaç şirketi bilim adamıyla temasa geçti.

Bunlardan biri olan Lilly ilaç şirketi tüm ekiple anlaşma imzaladı. Şimdi artık Husemann ve ekibi bir sonraki evreye geçmeye çalışıyor:

İlaç için sorular

Niçin amiloid plakalar beynin belli bölgelerinde ortaya çıkarken bazılarında çıkmıyor. Bilim adamları bu plakalardan en çok etkilenen beyin bölgelerinden örnekler toplarken, lokal astrositlerin diğerlerine kıyasla kötü "temizlikçiler" olduklarını saptadılar.

Husemann, amaçlarının çift etkili, yani hem astrositlerin "temizlikçilik" kapasitesini artırabilecek hem de enflamatuvar süreci denetleyebilecek moleküller geliştirmek olduğunu belirtiyor. Bu arada, bu tıbbi çalışmaların mali boyutunun devasa olduğunu da unutmadan ekleyelim çünkü astrositlerin rol oynadığı tek hastalık Alzheimer değil.

Nitekim enflamatuvar süreç, sinirleri tahrip eden pek çok hastalıkta hücre ölümüne neden oluyor. Başka bir deyişle, astrositlerin reaksiyonunun kontrolü Parkinson, Huntington gibi hastalıkların tedavilerinin araştırılmasını da sağlayacak.

Eylül 2004’te ise bu kez bir başka şaşırtıcı bulgu herhangi bir kazadan dolayı hasara uğramış beyin damarlarında elde edildi. Kanada’da İngiliz Ğ Kolombiya Üniversitesi’nden Brian Mac Vicar’ın ekibi, astrositlerin beyin damarlarına büzülme emri verdiklerini belirleyerek bir ilke imza attı. Bu da, bu hücrelerin damarların genişlemesine yol açabileceği teorileriyle çelişiyor.

Sara’yı tedavi umudu

Bu sonuca ulaşabilmek amacıyla Kanadalı bilim adamları, astrositlerin içindeki kalsiyum dalgalarının taranmasına dayanan, beyindeki kan akışıyla ilgili bir gözlem yöntemi geliştirdiler. Nitekim astrositler kalsiyum iyonu yoğunluğunu değiştirerek kendi aralarında iletişim kuruyorlar.

Bu gözlem sonunda varılan hüküm şuydu: Kalsiyum astrositinin artışı damarların genleşmesi için işaret veriyor. Damarların çapının kontrolü beyin damarlarını etkileyen bir kaza meydana geldiğinde önem kazanıyor.

Doktorlar zaten uzun zamandır beyin damarlarından birindeki tıkanmanın astrositlerdeki kalsiyumu sistematik olarak artırdığını biliyorlar; Mac Vicar’ın izinden gidecek olunursa, bu artışın reaksiyon olarak damarları daha da daralttığı ve bunun da beyne kan akışını azaltarak lezyonları daha da vahim hale getirdiği söylenebilir.

Tıbbi görüntüleme yöntemlerinde mücadele hazırlığı

Beyin patolojilerinin erken tanısında tıbbi görüntüleme yöntemleri gittikçe daha önemli bir rol üstleniyor. Nitekim kişinin Alzheimer, Parkinson gibi sinirleri tahrip eden hastalıklara yatkınlığının, ilk belirtilerin ortaya çıkışından yıllar öncesinden saptanmasında doktorlar manyetik rezonans (MR) ya da tomografi gibi görüntüleme yöntemlerinden yararlanıyorlar.

İki yöntem birbirinden farklı olsa da aynı ilkeye dayanıyor: Glükoz ya da oksijenin aşırı tüketiminden kaynaklanan kan debisindeki artış beynin bir bölgesinde aşırı bir hareketlilik olduğuna işaret ediyor.

Nöronlar ile kan damarları arasında astrositler var. Astrositler kan debisini artırmak ya da azaltmak ve de nöronların çalışması için kanda gerekli glükoz oranını ayarlamak suretiyle sinir hücrelerini harekete geçiriyorlar.

Nitekim Eric Reiman’ın bir araştırmasına göre (Phoenix’teki Bon Samaritain tıp merkezi), Parkinson hastalığının ortaya çıkışından beş yıl önce sağlıklı kişilerde, Alzheimer hastalarında olduğu gibi, etkilenen bölgelerde tüketilen glükozda bir düşüşün saptanması mümkün.

Bu tahmin de, araştırmacının kafasında şöyle bir düşünceye neden oldu: Nöronlardan çok astrositler alarm zilini çalan ilk hücreler olabilirler!

Astrositlerde kalsiyumun işaret edilmesi, hasara uğrayan beyin damarları v.s. tahribatın tedavisinin yolunu açabilir. Nitekim Kanadalı araştırmacılara göre beş, on yıl içinde bu tür tedaviler mümkün olabilecek.

Krizi tetikliyor

Nihayet geçen Ağustos ayında ise, sara hastalığına yönelik araştırmalar bu kez astrositlerle ilgili sarsıcı bulgular ortaya koydu. İlk kez bir çalışma, astrositlerin sara krizlerinin tetiklenmesi ve yayılmasında rol oynadığını ortaya koyuyordu.

Normal zamanlarda beynimizi uyaran ve tutan milyarlarca nöron arasında bir denge olduğunu unutmayalım. Bu denge özellikle de astrositler arasındaki iletişimle sürdürülür. Sara krizine başka bir deyişle nöronlarla eşzamanlı olarak elektrik boşalmasına yol açan da bu dengedeki bozulmadır.

Peki bu nasıl oluyor? Nedeni, uyarıcı bir sinir aracısının geniş çaplı olarak glütamat *sinapslarına**ulaşmasıdır. Kısa süre önce de astrositlerin bir rolünün de, glütamat gibi sinapslarda çok büyük miktarda var olan sinir aracılarını yeniden çevirmek olduğu belirlendi.

Nörologlar uzun zamandan beri sara hastalarında, "reaktif" astrosit olarak bilinen anormal astrositlerin ortaya çıktığını biliyorlar. Normalden daha büyük olan bu anormal astrositler nöronlar üzerinde ağır sonuçları olan, sıra dışı kimyasal bir olayı tetikleyebiliyorlar.

Yöntem bulunuyor

Ancak New York’taki Rochester Üniversitesi’nden fizyolog Maiken Nedergaard bunların eylemlerini incelemek amacıyla farelere sinapsların aktivitesini tamamen bloke eden bir nörotoksin enjekte etti. Sonra da bunlar üzerinde sara krizlerine yol açabilecek beş yöntem uyguladı.

Teorik olarak sinaptik aktivite eksikliği krizlerin tetiklenmesini durdurmalıydı. Ancak Nedergaard tüm farelerin sara krizi geçirdiklerini belirleyerek çok şaşırdı.

Science et Vie dergisinde yer alan araştırma haberine göre, kemirgenlerin beyin örneklerini analiz eden Miaken Nedergaard, büyük oranda glütamatı serbest bırakanın nöronlar değil "reaktif" astrositler olduğunu saptadı. Kısacası yalnızca bu "reaktif" astrositler sara krizlerini tetikleyebiliyorlardı.

Olağanüstü sözler!

İşte hastalar açısından sayısız sonuç doğurabilecek bir keşif. Niçin? Çünkü halihazırda hastalara sunulan tedavi seçenekleri salt nöronları hedef alıyor.

Bazı hastalar bu tedavilerden yarar görse de genellikle yan etkileri (uyku, yorgunluk, depresyon gibi) çok ağır oluyor. Bu arada, hastaların büyük bir bölümünün ise bu klasik tedavi yöntemlerinden hiç yarar sağlamadıkları bir gerçek.

Bu nedenle, yeni tedavi yöntemleri özellikle bu ikinci grup hastalar için umut ışığı olabilecek; bu hastaların nöronları tedaviye yanıt vermese bile astrositlerini hedef alan bir molekül iyi sonuçlar verebilecek. Şimdi artık ilaç dünyasında bilim adamlarını kışkırtacak araştırmalar başlayacak. Bu bağlamda da, yıldız hücreler olağanüstü vaatlerde bulunuyorlar.