Beynimiz kendini yenileyebilir mi? Yaşlanma sırasında veya nörodejeneratif koşullarda bu rejeneratif potansiyelden yararlanabilir miyiz? Bu sorular sinirbilim alanında yıllarca yoğun tartışmalara yol açtı.
Hollanda Nörobilim Enstitüsü’nün yaptığı yeni bir çalışma, neden çelişkili sonuçlar olduğunu gösteriyor ve bu sorunların nasıl çözüleceğine dair bir yol haritası öneriyor.
Yaşlanma veya nörolojik hastalıklarda insan beyninin rejeneratif potansiyelinden yararlanma kavramı, özellikle Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif bozukluklarda etkili terapötik stratejilerin mevcut eksikliği göz önüne alındığında, beyin fonksiyonunu güçlendirmeye veya eski haline getirmeye yönelik geleneksel stratejilere özellikle çekici bir alternatifi temsil eder.
İnsan beyninin yenilenme yeteneğine sahip olup olmadığı uzun yıllardır ateşli bir bilimsel tartışmanın merkezinde yer almakta ve son araştırmalar çelişkili sonuçlar vermektedir.
Nörogenez ve Nörodejenerasyon laboratuvarında Evgenia Salta’nın gözetiminde Giorgia Tosoni ve Dilara Ayyıldız’ın yaptığı yeni bir çalışma, daha önce yayınlanmış veri setlerini eleştirel bir şekilde tartışıyor ve yeniden analiz ediyor. Bu gizeme henüz net bir cevap bulamamış olmamız nasıl mümkün olabilir?
Ölüm sonrası insan beyninde bölünen hücrelerin etiketlendiği önceki çalışmalar, yeni hücrelerin gerçekten de yetişkinlik döneminde, öğrenme ve hafızada önemli bir rol oynayan ve Alzheimer hastalığından ciddi şekilde etkilenen beynimizin hipokampüsünde ortaya çıkabileceğini göstermiştir.
Ancak diğer çalışmalar bu sonuçlarla çelişmekte ve bu bölgede yeni beyin hücrelerinin oluşumunu tespit edememektedir. Hem kavramsal hem de metodolojik karışıklıklar, görünüşte karşıt olan bu gözlemlere muhtemelen katkıda bulunmuştur. Bu nedenle, insan beynindeki rejenerasyonun kapsamını aydınlatmak bir sorun olmaya devam ediyor.
Tek hücreli transkriptomik teknolojilerdeki son gelişmeler, farklı beyin hastalıkları olan vefat etmiş donörlerden alınan insan beyinlerinde bulunan farklı hücre tiplerine ilişkin değerli bilgiler sağlamıştır.
Bugüne kadar, insan beynindeki nadir hücre popülasyonlarını karakterize etmek için tek hücreli transkriptomik teknolojiler kullanılmıştır. Spesifik hücre tiplerini belirlemeye ek olarak, tek çekirdekli RNA sekanslama, hipokampustaki hücrelerin karmaşıklığını tam olarak ortaya çıkarmak için spesifik gen ekspresyon profillerini de keşfedebilir.
Tek hücreli transkriptomik teknolojilerinin ortaya çıkışı, başlangıçta alandaki tartışmayı çözmek için her derde deva bir ilaç olarak görüldü. Bununla birlikte, insan hipokampüsündeki son tek hücreli RNA dizileme çalışmaları çelişkili sonuçlar vermiştir.
İki çalışma gerçekten de nöral kök hücreleri tanımlarken, üçüncü bir çalışma herhangi bir nörojenik popülasyonu tespit edemedi. Bu yeni yaklaşımlar (bir kez daha) insanlarda hipokampal rejenerasyonun varlığına ilişkin tartışmayı nihayet çözmede başarısız mı oluyor? Sonunda kavramsal ve teknik zorlukların üstesinden gelebilecek ve bu (görünürde) karşıt görüş ve bulguları uzlaştırabilecek miyiz?
Teknik sorunlar
Bu çalışmada, araştırmacılar daha önce yayınlanmış tek hücreli transkriptomik veri kümelerini eleştirel bir şekilde tartıştı ve yeniden analiz etti. Yetişkin insan hipokampüsündeki bu çalışmaların tasarımı, analizi ve yorumlanmasının, kavramsal, metodolojik ve hesaplamalı ayarlamalar gerektiren belirli sorunlarla karıştırılabileceği konusunda uyarıyorlar.
Daha önce yayınlanmış veri setlerini yeniden analiz ederek, özel dikkat gerektiren ve alandaki açık bir tartışmadan büyük ölçüde fayda sağlayacak bir dizi özel zorluk araştırıldı.
Giorgia Tosoni: “Daha önce yayınlanmış tek hücreli transkriptomik çalışmaları analiz ettik ve yetişkin nörojenik popülasyonların, özellikle fareler ve insanları karşılaştırırken, farklı türler arasında güvenilir bir şekilde tanımlanıp tanımlanamayacağını değerlendirmek için bir meta-analiz gerçekleştirdik.
“Yetişkin farelerdeki nörojenik süreç çok iyi karakterize edilmiştir ve dahil olan farklı hücresel popülasyonların profilleri bilinmektedir. Bunlar aslında insan beynindeki nörojenik hücreleri tanımlamak için alanda yaygın olarak kullanılan aynı moleküler ve hücresel imzalardır.
Bununla birlikte, birkaç evrimsel adaptasyon nedeniyle, fareler ve insanlar arasındaki nörogenezin farklı olmasını beklerdik. Her nörojenik hücre tipi için belirteçleri kontrol ettik ve iki tür arasındaki işaret örtüşme miktarına baktık.”
İkisi arasında çok az örtüşme bulduk, bu da uzun süredir kullandığımız fare kaynaklı belirteçlerin insan beyni için uygun olmayabileceğini gösteriyor. Ayrıca, bu tür çalışmaların yeterli istatistiksel güce ihtiyaç duyduğunu da keşfettik: Yetişkin insan beyninde nöronal hücrelerin yenilenmesi gerçekleşirse, bunun oldukça nadir olmasını bekliyoruz. Bu nedenle, muhtemelen nörojenik popülasyonları tanımlamak için yeterli hücrenin dizilenmesi gerekecektir.
“Örneğin numunelerin kalitesi gibi diğer parametreler de önemlidir. Donörün ölümü ile sonraki işlemler arasındaki süre, dokunun ve elde edilen verilerin kalitesi zamanla düştüğü için kritiktir.’
Tekrarlanabilirlik Anahtardır
Dilara Ayyıldız: ‘Bu yeni teknolojiler, uygun şekilde uygulandığında, insan beynindeki hipokampal rejenerasyonun haritasını çıkarmak ve yaşlanma, nörodejeneratif ve nöropsikiyatrik hastalıklarda terapötik müdahalelere muhtemelen en uygun hücre tiplerinin ve durumlarının keşfedilmesi için eşsiz bir fırsat sunuyor. Ancak, tekrarlanabilirlik ve tutarlılık anahtardır.
Analizi yaparken, deneysel ve hesaplama hattındaki bazı görünüşte küçük ama aksi takdirde çok kritik ayrıntıların ve parametrelerin sonuçlar üzerinde büyük bir etkiye sahip olabileceğini ve dolayısıyla verilerin yorumlanmasını etkileyebileceğini fark ettik.
Bu tek hücreli transkriptomik deneyleri ve analizlerini tekrarlanabilir hale getirmek için doğru raporlama esastır. Ortak hesaplama boru hatlarını ve kriterleri uygulayarak bu önceki çalışmaları yeniden analiz ettikten sonra, alandaki bariz çelişkinin gerçekte yanıltıcı olabileceğini fark ettik: çalışmamızla, aslında daha önce inandığımızdan daha fazla hemfikir olabileceğimizi öneriyoruz.
Çeviren: Barış ARICAN
