Science dergisinde yayımlanan araştırmada, 20 ile 95 yaşları arasındaki 40 nörolojik açıdan sağlıklı kişiden ölüm sonrası alınan hipokampus dokuları incelendi. Araştırmacılar, tek tek hücrelerde genlerin çalışmasını, DNA üzerindeki kimyasal değişiklikleri ve genomun hücre çekirdeği içerisindeki üç boyutlu yapısını birlikte analiz etti.
Çalışmanın en dikkat çekici sonuçlarından biri ise yaklaşık 50 ile 75 yaşları arasında beynin bağışıklık sisteminde yaşanan değişim oldu.
BEYNİN BAĞIŞIKLIK HÜCRELERİ DEĞİŞİYOR
Araştırmacılar, beynin başlıca bağışıklık hücreleri olan ve embriyonik gelişim döneminden itibaren dokuda bulunan mikroglia hücrelerinin 50’li yaşlardan itibaren belirgin biçimde azaldığını tespit etti.
Aynı dönemde, bunların yerini moleküler özellikleri bakımından kanda bulunan bağışıklık hücrelerine benzeyen mikroglia benzeri hücrelerin giderek daha fazla aldığı görüldü.
Yeni hücre grubunda iltihaplanmayla ilişkili moleküler işaretlerin de daha yüksek olması, söz konusu değişimin yaşlanan beyinde görülen kronik inflamasyonla bağlantılı olabileceği ihtimalini gündeme getirdi. Araştırmacılara göre bulgu, embriyonik dönemde oluşan mikrogliaların insan beyninde yaşam boyunca aynı biçimde varlığını sürdürdüğü yönündeki yaygın görüşü de yeniden değerlendirmeyi gerektiriyor.
New York Genome Center’dan araştırmanın sorumlu yazarlarından Bing Ren, mikrogliaların beynin dengeli işleyişinin korunmasında önemli bir rol oynadığını belirterek, bu hücrelerin işlevlerinin bozulmasının toksik maddelerin birikmesine ve nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilendirilen inflamatuar süreçlerin ortaya çıkmasına katkıda bulunabileceğini ifade etti.
KAN-BEYİN BARİYERİNDE DE DEĞİŞİM
Çalışmada yalnızca bağışıklık hücrelerinde değişiklik saptanmadı.
Yaş ilerledikçe hipokampusta bulunan astrositler, oligodendrosit öncü hücreleri ve damarların iç yüzeyini oluşturan endotel hücrelerinin bazı gruplarında da azalma görüldü. Bunların bir bölümü sinir hücreleri arasındaki iletişimin düzenlenmesinde ve kan dolaşımındaki maddelerin beyin dokusuna geçişini sınırlayan kan-beyin bariyerinin korunmasında rol oynuyor.
Bu nedenle araştırmacılar beyin yaşlanmasının yalnızca nöronların zaman içerisinde işlev kaybettiği doğrusal bir süreç olarak değerlendirilmemesi gerektiğine dikkat çekiyor.
GENOMUN ÜÇ BOYUTLU YAPISI DA ETKİLENİYOR
Araştırmanın bir diğer önemli sonucu ise hücrelerin DNA’yı nasıl organize ettiğine ilişkin.
İnsan DNA’sı hücre çekirdeğinin içinde gelişigüzel biçimde bulunmuyor; genlerin hangilerinin aktif ya da pasif olacağını etkileyen karmaşık bir üç boyutlu yapı içerisinde düzenleniyor.
Araştırmacılar, yaş ilerledikçe farklı beyin hücrelerinde bu üç boyutlu genom organizasyonunun giderek aşındığını belirledi. Bunun sonucunda genlerin düzenlenme biçiminde de yaşa bağlı kapsamlı değişiklikler ortaya çıkıyor. Science’da yayımlanan çalışmada araştırmacılar bu durumu, farklı hücre tiplerinde görülen “3 boyutlu genom mimarisinin küresel aşınması” olarak tanımlıyor.
ALZHEIMER İÇİN NE ANLAMA GELİYOR?
Yaş, Alzheimer hastalığı ve diğer demans türleri açısından bilinen en önemli risk faktörlerinden biri. Ancak yaşlanmanın beyinde hangi biyolojik süreçler üzerinden hastalık riskini artırdığı halen tam olarak açıklanabilmiş değil.
Yeni çalışma, bağışıklık hücrelerindeki değişimin, artan inflamasyonun, damar sistemindeki dönüşümün ve genlerin düzenlenme biçimindeki bozulmanın birlikte değerlendirilmesi gerektiğine işaret ediyor.
Ancak araştırma 50 yaşından sonra bu değişikliklerin herkeste aynı biçimde gerçekleştiğini ya da doğrudan Alzheimer’a yol açtığını göstermiyor. Çalışma farklı yaşlardaki kişilerin ölüm sonrası beyin dokularının karşılaştırılmasına dayanıyor; aynı kişilerin yıllar boyunca takip edildiği bir araştırma değil. Bu nedenle bulunan değişikliklerle demans arasındaki neden-sonuç ilişkisinin ortaya konulabilmesi için yeni çalışmalara ihtiyaç bulunuyor.
Araştırmacılara göre elde edilen hücresel harita, ilerleyen dönemde beynin yaşlanması sırasında hangi biyolojik mekanizmaların hedef alınabileceğini ve nörodejeneratif hastalıkların hangi aşamada ortaya çıkmaya başladığını anlamak için yeni çalışmaların önünü açabilir.