Toksik Atıkları Beyinden Temizlemek İçin Yeni Bir Yaklaşım

Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi araştırmacıları Alzheimer demansını önlemeye yardımcı olmak için potansiyel olarak kullanılabilecek yeni bir yol buldu.

Beyindeki amiloid beta birikimi Alzheimer demansının gelişimindeki ilk adımdır. Bilim insanları bugüne dek bilişsel semptomlar ortaya çıkmadan önce amiloidi temizlemenin yollarını bulmak için sayısız saatler ve milyonlarca dolar harcadı.

Brain dergisinde yayınlanan bu çalışmada araştırmacılar, fare beyninde okuma olarak bilinen genetik işlemi hızlandırarak atık ürünlerin temizlenmesini artırmanın bir yolunu buldu. Araştırmacılar bu stratejinin Parkinson hastalığı gibi toksik proteinlerin birikmesiyle karakterize diğer nörodejeneratif hastalıklar için de etkili olabileceğini söylüyor.

Beyin proteini aquaporin-4 bazen sonunda fazladan küçük bir kuyrukla sentezlenir. Washington Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı iken bu çalışmayı yöneten ve şu anda Dallas Teksas Üniversitesi'nde biyolojik bilimler yardımcı doçenti olan Darshan Sapkota başlangıçta bu kuyruğun protein üretim sürecindeki kalite kontrol hatası olduğunu düşündü.

Washington Üniversitesi'nde genetik ve psikiyatri profesörü kıdemli yazar Joseph D. Dougherty: "Protein sentezleme makinesi sondaki dur işaretini geçerek aquaporin-4'ün sonunda bu fazladan kuyruğu oluşturdu. İlk başta bunun önemli olmadığını düşündük. Ama sonra gen dizisine baktık ve bunun türler arasında korunduğunu ve beyinde gerçekten çarpıcı bir modele sahip olduğunu gördük. Beyinde yalnızca atıkların temizlenmesi için önemli olan yapılarda bulunuyordu. İşte o zaman heyecanlandık." dedi.

Bilim insanları, hücrenin protein oluşturma mekanizmasının zaman zaman olması gereken yerde durmadığını zaten biliyorlardı. Makine durmadığında bazen normal formlardan farklı işlev gören genişletilmiş protein formları oluşturur.

Sapkota ve Dougherty, aquaporin-4'ün uzun formunun beyinde normal formdan farklı davranıp davranmadığını görmek için araçlar yarattı. Astrositlerin uç ayaklarında uzun formu buldular. Astrositler, beyin ve vücudun geri kalanı arasındaki bariyeri korumaya yardımcı olan bir tür destek hücresidir. Uç ayakları beyindeki küçük kan damarlarını sarar ve kan akışını düzenlemeye yardımcı olur. Astrositik uç ayaklar, atıkları beyinden kan dolaşımına atıp beyni istenmeyen proteinlerden temizlemek için mükemmel bir yerdir.

Uzun aquaporin-4 miktarını artırmanın atık klirensini artırabileceğini düşünen Sapkota, aquaporin-4 geninin okunabilirliğini artırabilecek 2.560 bileşiği taradı. İki tane buldu: papatya, maydanoz, soğan ve diğer yenilebilir bitkilerde bulunan bir diyet flavonu olan apigenin ve et endüstrisinde kullanılan bir veteriner antibiyotiği olan sülfakinoksalin.

Sapkota ve Dougherty, Alzheimer araştırmacıları olan ortak yazarlarla bir araya gelerek uzun aquaporin-4 ile amiloid beta klirensi arasındaki ilişkiyi araştırdı.

Araştırmacılar, beyinlerinde yüksek düzeyde amiloide sahip olacak şekilde genetik olarak tasarlanmış fareler üzerinde çalıştılar. Farelere apigenin; sülfakinoksalin; inert bir sıvı; veya bir plasebo bileşiği uyguladılar. Apigenin veya sülfakinoksalin uygulanan fareler diğerlerine göre amiloid betayı önemli ölçüde daha hızlı temizledi.

Cirrito: "Amiloid düzeyinin yalnızca %20-25 oranında azaltılmasının en azından farelerde amiloid birikimini durdurduğunu söyleyen çok sayıda veri mevcut. Bu, Alzheimer ve beyinde protein birikmesini içeren diğer nörodejeneratif hastalıkları tedavi etmek için yeni bir yaklaşım olabileceğini söylüyor." dedi.

Sulfakinoksalinin insanlarda kullanımı güvenli değildir. Apigenin bir diyet takviyesi olarak mevcuttur, ancak beyne ne kadarının girdiği bilinmemektedir.

Araştırmacılar çeşitli sülfakinoksalin türevlerini ve ek bileşikleri test ederek aquaporin-4'ün uzun formunun üretimini etkileyen daha iyi ilaçlar bulmaya çalışıyor.

Sapkota: "Klinikte kullanılabilecek bir ilaç için bir hedef bulduğumuzu düşünüyoruz." dedi.