Beyin İçin Gençlik İksiri: Bilim İnsanları Yaşlanan Zihni Yenileyen Proteini Buldu!
Araştırmacılar, TIMP2’nin mikroglia fonksiyonunu desteklediğini ve farelerde iltihaplanmayla ilişkili yaşa bağlı hücresel değişiklikleri azalttığını buldu.
Beyin yaşlandıkça, bağışıklık hücreleri kalıntıları temizlemede ve potansiyel olarak zararlı tepkileri kontrol etmede daha az etkili hale gelebilir. Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu’ndaki araştırmacılar, gençlikle ilişkilendirilen bir protein olan TIMP2’nin, beynin yerleşik bağışıklık hücreleri olan mikrogliaların daha sağlıklı bir şekilde işlev görmesine yardımcı olmada bir rol oynadığını belirledi.
Nature Communications’da yayınlanan araştırmada, bilim insanları TIMP2’nin çıkarılmasının mikrogliaların yaşlanma ve nörodejenerasyonla bağlantılı çeşitli özellikler geliştirmesine neden olduğunu buldu. Buna karşılık, yaşlı farelerin kanındaki TIMP2’nin geri kazandırılması, hücrelerin kalıntıları temizleme yeteneğini geliştirdi ve iltihaplanma ve diğer uyumsuz durumlarla ilişkili moleküler belirteçleri azalttı.
Sonuçlar, gençlikle ilişkili faktörlerin yaşlanan beyni nasıl etkileyebileceğine dair bir fikir veriyor ve TIMP2’nin organizmalar yaşlandıkça sağlıklı bağışıklık aktivitesini korumada rol oynayabileceğini gösteriyor.
Yaşlanma, Alzheimer hastalığı ve diğer nörodejeneratif bozukluklar için bilinen en güçlü risk faktörüdür, ancak araştırmacılar hala yaşlı beyinleri hastalıklara daha yatkın hale getiren biyolojik değişiklikleri tam olarak anlamamaktadır.
Mikroglia, hücresel kalıntıları temizleyerek, sinir devrelerini destekleyerek ve yaralanmalara yanıt vererek beyin sağlığını korumaya yardımcı olur. Ancak yaşlandıkça, bu hücreler daha az verimli hale gelebilir ve iltihaplanmayı ve beyin fonksiyon bozukluğunu teşvik edebilecek durumlara geçebilir.
TIMP2 ile tedavi edilen yaşlı bir fareden alınan mikroglia hücrelerinin görüntü rekonstrüksiyonu, hücrenin lizozomları (yeşil) içindeki sinaptik materyali (mor) göstermektedir. Kaynak: Mount Sinai Sağlık Sistemi
“TIMP2, beynin bağışıklık hücrelerinin sağlıklı işlevini kolaylaştırır,” diyor Mount Sinai’deki Icahn Tıp Okulu’nda bulunan Ronald M. Loeb Alzheimer Hastalığı Merkezi ve Friedman Beyin Enstitüsü’nde Nörobilim Doçenti ve çalışmanın baş yazarı Joseph M. Castellano, PhD. “Mikroglia hücrelerinin kalıntıları temizleme ve uyumsuz tepkileri sınırlama yeteneğini destekleyerek, TIMP2, yaşla birlikte bozulan mikroglial fonksiyonun bazı yönlerini geri kazanmaya yardımcı olabilir. Önceki çalışmalarımız TIMP2’yi hücre dışı matris yoluyla sinaptik plastisitenin bir düzenleyicisi olarak tanımladığından, bu bulgular bu faktörün normal beyin fonksiyonu için kritik olan çeşitli süreçlerin kesişim noktasında yer aldığını göstermektedir.”
TIMP2 Yokluğunda Mikroglia Yaşlanma Özellikleri Gösteriyor
TIMP2’nin sağlıklı ve yaşlanan beyinlerdeki mikrogliaları nasıl etkilediğini araştırmak için, o zamanlar Castellano laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan ve çalışmanın baş yazarı olan Dr. Brittany Hemmer’in de aralarında bulunduğu araştırmacılar, çeşitli fare modellerini incelediler. Bazı farelerde TIMP2 vücut genelinde eksikti, diğerlerinde ise protein ya mikroglialardan ya da nöronlardan seçici olarak uzaklaştırılmıştı.
Araştırmacılar, beyin dokusunun tek çekirdekli RNA dizilemesi ile gen aktivitesini analiz ettiler ve bu verileri gelişmiş görüntüleme, fonksiyonel testler ve canlı beyindeki molekülleri örneklemek için kullanılan bir teknik olan in vivo mikrodiyaliz ile birleştirdiler.
TIMP2 çıkarıldığında, mikroglialar genellikle yaşlanma ve beyin hasarıyla ilişkilendirilen özellikler geliştirdi. Hücreler aktivasyon belirteçlerinde değişiklikler gösterdi, hücresel kalıntıları temizleme yetenekleri azaldı ve hücresel yaşlanmayla ilişkili moleküler imzalar sergiledi. İn vivo mikrodiyaliz ayrıca, TIMP2 yokluğunda beynin hücre dışı ortamında daha yüksek seviyelerde inflamatuar ve stresle ilgili proteinler ortaya çıkardı.
TIMP2, yaşlı farelerde hücre kalıntılarını temizleme yeteneğini geliştiriyor
Araştırmacılar daha sonra TIMP2 eklemenin bu yaşa bağlı değişikliklerin bazılarını ortadan kaldırıp kaldıramayacağını incelediler. Yaşlı farelere sistemik TIMP2 enjeksiyonları uyguladıktan sonra, mikroglia hücrelerinin iltihap tetikleyici durumlardan uzaklaştığını ve hücre kalıntılarını temizleme konusunda daha iyi hale geldiğini buldular.
Bulgular, TIMP2’nin mikroglia hücrelerinin beyindeki zorluklara nasıl yanıt verdiğini düzenlemeye yardımcı olduğunu, sağlıklı bir sinir ortamını koruyan işlevleri desteklediğini ve potansiyel olarak zararlı yanıtları sınırladığını göstermektedir. Ayrıca, gençlikle ilişkili sistemik faktörler ile yaşlanan beyindeki doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin işlevi arasında olası bir moleküler bağlantıya işaret etmektedirler.
TIMP2’nin insanlar için faydalı olup olmadığı henüz bilinmemektedir.
Dr. Castellano, “Ek çalışmalara ihtiyaç duyulsa da, bu çalışma, gençlikle ilişkili faktörlerin beyin yaşlanması ve yaşa bağlı nörolojik bozukluklarla ilgili yolları nasıl etkilediğine dair yeni bir bakış açısı sunmaktadır ve bu da nihayetinde tedavi stratejilerine ışık tutabilir” diye ekledi.
Deneyler fareler üzerinde yapıldığı için, aynı bulguların insanlar için de geçerli olup olmadığını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacaktır. Araştırmacılar ayrıca, TIMP2’nin veya kontrol ettiği yolların, beyindeki yaşa bağlı değişiklikleri değiştirmek için hedeflenip hedeflenemeyeceğini de belirlemelidir.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Özgür İrade Bir İllüzyon mu? Beyin Araştırmalarında Yeni Dönem