Almanya’da Bonn Üniversitesi ve üniversite hastanesindeki bilim insanlarının gerçekleştirdiği araştırma, hücresel yaşlanma konusunda dikkat çekici sonuçlar ortaya koydu. Araştırmacılar, yaşlı insanlardan alınan kan hücresi öncüllerini doğrudan sinir kök hücrelerine dönüştürmeyi başardı. Laboratuvar ortamında yürütülen çalışmada, dönüştürülen hücrelerin epigenetik yaşlarının zamanla belirgin biçimde azaldığı gözlemlendi. Bazı hücrelerde yaklaşık 50 gün içinde 60 yıllık epigenetik gençleşmeye karşılık gelen değişimler tespit edildi. Ancak uzmanlar, bu sonucun insan vücudunun gençleştiği veya yaşlanmanın tamamen tersine çevrildiği anlamına gelmediğini vurguluyor.
Kan hücreleri doğrudan sinir kök hücrelerine dönüştürüldü
Aging Cell dergisinde yayımlanan araştırmada, yenidoğanlardan 101 yaşındaki kişilere kadar farklı yaş gruplarından toplam 15 donörden alınan hücreler incelendi.
Normalde bir hücrenin farklı bir hücre türüne dönüştürülmesi için önce yeniden programlanarak pluripotent kök hücre aşamasına getirilmesi, ardından istenen hücre tipine dönüştürülmesi mümkün olabiliyor. Ancak araştırmacılar, bu ara aşamayı atlayan farklı bir yöntem kullandı.
Bilim insanları, kırmızı kan hücrelerinin gelişiminde rol oynayan eritroid öncül hücrelerini doğrudan indüklenmiş sinir kök hücrelerine dönüştürdü. Bonn Üniversite Hastanesi Rekonstrüktif Nörobiyoloji Enstitüsü Direktörü Prof. Oliver Brüstle, yöntemin temel özelliğinin hücreleri aradaki pluripotent aşamaya uğratmadan dönüştürmek olduğunu belirtti.
Bu yaklaşımın, hücrelerin biyolojik özelliklerinin dönüşüm sırasında nasıl değiştiğini incelemek için yeni bir araştırma alanı açabileceği değerlendiriliyor.
Hücrelerin kimliği yaklaşık 12 günde değişmeye başladı
Araştırmacılar, hücre dönüşümünü sağlamak amacıyla genlerin çalışma biçimini düzenleyen iki transkripsiyon faktörünü hücrelere taşıyan bir virüs kullandı.
Dönüşüm süreci boyunca hücrelerin genetik faaliyetleri ve epigenetik özellikleri incelendi. DNA metilasyonu ölçümleri ve RNA dizileme yöntemleriyle hücrelerin yeni kimlik kazanma süreci takip edildi.
Yaklaşık 12’nci günde hücrelerin sinir kök hücrelerine özgü özellikler göstermeye başladığı belirlendi. Kan hücreleriyle ilişkili bazı proteinlerin yerini sinir hücreleriyle bağlantılı proteinlerin alması, dönüşümün önemli göstergelerinden biri oldu.
Hücrelerin biyolojik yaşında dikkat çekici düşüş
Araştırmanın en çarpıcı bulgusu, hücrelerin epigenetik yaşlarında görülen değişim oldu.
Epigenetik yaş, DNA üzerindeki bazı kimyasal işaretlerden yararlanılarak hücrelerin biyolojik yaşlanma durumunu değerlendirmek için kullanılan bir ölçüt. Bu değer, kişinin kronolojik yaşıyla ilişkili olabilse de vücudun veya bir hücrenin gerçek yaşını tek başına kesin biçimde göstermez.
Çalışmanın başlangıcında hücrelerin epigenetik yaşları, alındıkları kişilerin yaşlarıyla büyük ölçüde örtüşüyordu. Ancak hücreler sinir kök hücrelerine dönüştürüldükten sonra epigenetik yaş göstergelerinde belirgin bir azalma görüldü.
Araştırmacılar, hücreleri 50 ila 100 gün boyunca izledi. Bu süreçte yaşlanmayla bağlantılı epigenetik özelliklerin önemli bir bölümünün yaklaşık 50’nci günde sıfırlandığı gözlemlendi.
Bazı hücrelerde, yaklaşık 50 günlük laboratuvar sürecinde 60 yıllık epigenetik gençleşmeye karşılık gelen değişimler tespit edildi. Bu sonuç, hücrelerin kronolojik olarak laboratuvarda zaman geçirmelerine rağmen ölçülen biyolojik özelliklerinin daha genç bir profile kayabildiğini gösterdi.
Gençleşme yalnızca ölçümlerde mi görüldü?
Bilim insanları, ortaya çıkan değişimlerin yalnızca epigenetik yaş hesaplamalarına mı dayandığını anlamak için hücrelerin farklı özelliklerini de inceledi.
Protein üretimi ve hücresel geri dönüşüm mekanizmaları gibi işlevler değerlendirilirken, bazı göstergelerin genç hücrelerde görülen özelliklerle benzerlik taşıdığı bildirildi. Ayrıca DNA hasarıyla ilişkili belirtilerde ve mitokondriler üzerindeki olumsuz etkilerde azalma gözlemlendi.
Hücrelerin bölünmesinin engellendiği koşullarda da gençleşme göstergelerinin devam etmesi, değişimlerin yalnızca hücre çoğalmasıyla açıklanamayabileceğine işaret etti.
Bununla birlikte, bu bulguların hücrelerin bütün işlevlerinin gençleştiğini veya yaşlanmaya bağlı tüm hasarların ortadan kalktığını kanıtlamadığına dikkat çekiliyor.
Nörodejeneratif hastalıkların araştırılmasında kullanılabilir
Araştırmanın gelecekteki olası kullanım alanları arasında Alzheimer ve Parkinson gibi nörodejeneratif hastalıkların incelenmesi de bulunuyor.
Bilim insanları, hastaların kendi hücrelerinden sinir kök hücreleri elde edilmesinin, yaşlanmayla bağlantılı hastalık mekanizmalarının laboratuvar ortamında araştırılmasına katkı sağlayabileceğini düşünüyor. Bu hücreler, yeni tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesi ve olası ilaçların etkilerinin incelenmesi için de kullanılabilir.
Bonn’daki araştırma ekibinin daha önce yürüttüğü çalışmalarda, laboratuvarda dönüştürülen hücrelerin fare beynine nakledildikten sonra mevcut sinir hücreleriyle bağlantı kurabildiği gösterilmişti. Ancak bu tür bulguların insanlarda güvenli ve etkili bir tedavi geliştirildiği anlamına gelmediği belirtiliyor.
İnsanlarda yaşlanmayı tersine çevirmek için henüz erken
Araştırma dikkat çekici sonuçlar ortaya koysa da önemli sınırlamalara sahip. Çalışma, laboratuvar ortamında dönüştürülen hücreler üzerinde gerçekleştirildi. Hücrelerin insan vücudunda nasıl davranacağı, uzun vadede güvenli olup olmayacağı ve olası tedavilerde ne ölçüde etkili sonuçlar vereceği henüz kesinleşmiş değil.
Araştırmacılar ayrıca epigenetik yaş hesaplamalarının bazı matematiksel yanlılıklar içerebileceğine ve doğal yollarla yaşlanmış sinir kök hücreleriyle karşılaştırma yapılmasının önemine dikkat çekiyor.
Çalışmanın en önemli katkılarından biri, hücresel yaşlanmayla bağlantılı epigenetik değişimlerin laboratuvar ortamında takip edilebilmesine olanak sağlaması. Bu sayede bilim insanları, hücresel gençleşme sürecini etkileyen mekanizmaları daha ayrıntılı inceleyebilecek.
Araştırma, yaşlanmanın biyolojik temellerini anlamak ve gelecekte yeni tedavi yöntemleri geliştirmek açısından umut verici bir adım olarak değerlendiriliyor. Ancak hücrelerde gözlemlenen epigenetik gençleşme, insanlarda yaşlanmanın tersine çevrildiği anlamına gelmiyor.
