Biruni Üniversitesi’nde, çocuklarda gelişimsel gecikme, mikrosefali ve tedaviye dirençli epilepsiyle ilişkilendirilen NARS1 genindeki değişiklikler, insan kök hücrelerinden üretilen üç boyutlu “minyatür beyin” modelleriyle inceleniyor. Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin ve araştırma ekibi, genetik değişikliklerin sinir hücrelerinin gelişimi ve işleyişine etkisini anlamayı hedefliyor.

NARS1 genindeki değişiklikler sinir hücrelerini nasıl etkiliyor?

NARS1 geni, hücrelerde protein üretiminde görev alan AsnRS enziminin üretilmesini sağlıyor. Biruni Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü’nden Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin, bu enzimin işlevindeki bozulmanın sinir hücrelerinin normal gelişimini ve faaliyetlerini etkileyebileceğini belirtiyor.

Aynekin’e göre NARS1 ile ilişkili değişiklikler bazı çocuklarda gelişimsel gecikme, baş çevresinin normalden küçük olması anlamına gelen mikrosefali ve tedaviye dirençli epilepsi nöbetleriyle görülebiliyor. Araştırma ekibi, genetik düzeyde başlayan değişikliklerin hücresel düzeyde nasıl sonuçlar doğurduğunu araştırıyor.

Minyatür beyin modelleriyle epilepsi araştırması

Çalışmada, insan beyninin bazı özelliklerini taklit eden üç boyutlu kortikal organoidlerden yararlanılıyor. İki boyutlu hücre kültürlerinin beynin karmaşık yapısını yeterince yansıtamayabileceğine dikkat çeken Aynekin, organoidlerin sinir hücreleri arasındaki etkileşimleri daha ayrıntılı inceleme fırsatı sunduğunu ifade ediyor.

Dr. Aynekin’in yürüttüğü çalışmalar kapsamında indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) University College London’da (UCL) türetildi. Bu hücrelerle Biruni Üniversitesi’nde üç boyutlu modeller oluşturulması ve genetik değişikliklerin sinir hücreleri üzerindeki etkilerinin araştırılması hedefleniyor.

Epilepside sinir hücrelerinin anormal elektriksel aktivitesini incelemek için canlı hücre kalsiyum görüntüleme teknikleri ve çoklu elektrot dizilimleri kullanılıyor. Bu yöntemlerle nöronların elektriksel davranışlarının ve genetik bozuklukların sinir ağlarının işleyişine etkisinin takip edilmesi amaçlanıyor.

Araştırmanın hedefi hastalığın hücresel mekanizmalarını anlamak

Ekip, protein üretimindeki sorunların hücrelerde oluşturabileceği stres yanıtlarını da inceliyor. ATF4 ve DDIT3 moleküler belirteçleri üzerinden yürütülen araştırmalarda, bu süreçlerin sinir hücrelerinin gelişimi ve işleviyle ilişkisi değerlendiriliyor.

Aynekin, çalışmaların henüz deneysel aşamada olduğunu vurgulayarak amaçlarının yalnızca nöbetlerle ilişkili elektriksel bozuklukları değil, bu bozuklukların temelindeki hücresel mekanizmaları da belirlemek olduğunu söylüyor. Araştırmanın uzun vadede hastalığın biyolojik nedenlerini hedefleyen tedavi yaklaşımlarına katkı sağlaması bekleniyor; mevcut çalışmaların doğrudan yeni bir tedavi sunduğu belirtilmiyor.

Yaklaşık beş yıldır nadir nörolojik ve nöromüsküler hastalıklar üzerine araştırma yürüten Aynekin’in çalışmaları üç ayrı ödüle layık görüldü. Ekip, 9. Neuromuscular Kongresi’nde birincilik elde etti.

Kaynak: IHA