North Carolina Üniversitesi (UNC) Tıp Fakültesi’nden bilim insanları, bir genin beynin düzenli oluşumu için gerekli olan radyal progenitor adı verilen beyin hücrelerinin yapı iskelesini düzenlemeye nasıl yardımcı olduğunu gösterdi. Önceki çalışmalar bu genin otizmli bazı bireylerde mutasyona uğradığını gösteriyordu.
Neuron dergisinde yayınlanan keşif, beyin gelişiminde önemli bir sürecin moleküler ayrıntılarını aydınlatıyor ve ABD’de doğan çocukların yaklaşık yüzde ikisinde görüldüğü tahmin edilen beyin gelişimine bağlı bir bozukluk olan otizm spektrum bozukluğunun (OSB) biyolojik temelinin bilimsel olarak anlaşılmasına katkıda bulunuyor.
North Carolina Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde hücre biyolojisi ve fizyolojisi profesörü, yazar ve UNC Sinirbilim Merkezi ve UNC Otizm Araştırma Merkezi üyesi olan Eva S. Anton “Bu bulgu, OSB’nin, serebral korteksin kendini yeniden oluşturmaya başladığı çok erken zamanlarda meydana gelen aksaklıklardan kaynaklanabileceğini düşündürüyor” diyor.
İnsanlarda algı, konuşma, uzun süreli hafıza ve bilinç gibi yüksek beyin fonksiyonlarından sorumlu olan serebral korteks, diğer beyin yapılarına kıyasla nispeten daha büyük ve baskındır.
Korteksin bir insanın veya başka bir memelinin gelişen beyninde nasıl oluştuğu henüz tam anlamıyla anlaşılamamıştır. Ancak bilim insanları, radyal glial hücreler (RGC’ler) olarak adlandırılan öncü hücrelerin kortikal gelişimin erken dönemlerinde, gelişen korteksin altında düzenli aralıklarla veya döşenmiş bir düzende yer aldığını biliyorlar. Her bir radyal glial hücre, korteksin tepesine uzanan tek bir sap benzeri yapıyı filizlendirmektedir, buna bazal işlem adı verilir. Bu radyal glial hücreler ve bunların bazal işlemleri, daha çok bir şantiyenin yapı iskelelerine benzeyen bir iskeleyi ortaklaşa bir şekilde oluştururlar.
RGC’ler genç kortikal nöronlar oluşturmak için bölünürler ve bu bebek nöronlar, gelişen beyindeki uygun yerlerini bulmak için iskeleye tırmanırlar. Bu iskele sistemi sayesinde korteks, normal fonksiyonel kortikal devrelerin oluşumu için gereken altı ayrı nöron tabakası ile oldukça düzenli bir yapı geliştirir.
Anton ve arkadaşları, döşenmiş radyal glial hücre iskelesini düzenlemek için MEMO1 adlı proteini kodlayan bir genin gerekli olduğunu keşfettiler. Ayrıca otizmi olan bazı kişilerde MEMO1 geninde mutasyonlar bulundu. Bu nedenle bu mutasyonun otizme sebep olduğundan şüphelenilmekte. MEMO1’in beyin gelişimi ve otizmdeki rolünü araştırmak için Anton’un ekibi, ilk olarak RGC’lerdeki beyin gelişiminin erken dönemlerinde MEMO1 geninin silindiği fareler tasarladılar.
Ortaya çıkan RGC iskelesinin bozuk olduğunu saptadılar. Her bir RGC çok fazla dal oluşturuyordu ve artık temel iskeleyi oluşturmuyor, nöronal yanlış yerleşime ve düzensiz katmanlara neden oluyordu. Bilim insanları bu etkiyi, normalde iskele yapısını güçlendirmeye yardımcı olan ve RGC fonksiyonu için gerekli olan kilit moleküllerin taşınımını sağlayan, stabil olmayan mikrotübüllere kadar izlediler.
İlginç bir şekilde otizmli çocukların beyinlerinin incelendiği araştırmalarda, benzer nöronal düzensizliğin parçalarına rastlandı. Bilim insanları daha sonra otizm davranışları görülen bireylerde son zamanlarda bildirilen MEMO1 gen mutasyonlarını inceledi. İnsan MEMO1 genetik mutasyonunun MEMO1 proteininin kısaltılmış bir şeklinden kaynaklandığını ve bunun da RGC gelişimini bozabileceğini keşfettiler.
Otizm bağlantısını daha da ileri götüren Anton ve meslektaşları, RGC’lerinde MEMO1 bulunmayan farelerin farklı davrandığını, otizmli bazı bireylerde görülenlere benzer bir keşif faaliyeti eksikliğini gözlemlediler.
Elde edilen bulgular, MEMO1 ile ilişkili otizmin, nöronal farklılaşma ve bağlantısallığı bozan kökenlere sahip diğer otizm biçimlerinden çok, gelişimin erken dönemlerdeki beyin durumu ile bağlantılı olabileceğini göstermektedir.
“Otizm gibi beyin gelişimi bozukluklarında, rahim içinde meydana gelen gelişimsel bozulmaları düzeltmekten çok uzak olsak bile, sorunun kökenini anlamak önemlidir” diyor Anton. “Eğer bu bozuklukların temel nedenlerini tam olarak anlamak ve nihayetinde daha iyi teşhis veya tedavi stratejileri geliştirmek istiyorsak, bu temel bilgiye ihtiyacımız var.“
Anton ve meslektaşları, MEMO1’i kortikal gelişim ve otizm için değerlendirmeye devam ediyor ve bu gen ailesinde ve diğer OSB genlerinde daha fazla mutasyon tespit edildiğinden, farelerde yapılan deneylerden insan beyin organoidleri çalışmasına geçmeyi planlıyorlar.
Yazan: Behriye Şahin
Düzenleyen: Meriç Öztürk
NöroBlog’u Patreon üzerinden desteklemek için: patreon.com/NoroBlog
