‘Alzheimer hastalığı tamamen beynin içinde başlamıyor olabilir’

Nörokoruyucu Protein Atlası, kan-beyin bariyerini seçici bir kontrol noktası olarak konumlandırıyor. California Üniversitesi Gladstone Enstitüsü ve diğer kurumlardan bilim insanları, fareler üzerinde yaptıkları çalışmalarda, kan-beyin bariyerini geçerek beyne ulaşan nöroprotektif (sinir koruyucu) proteinlerin ilk atlasını oluşturduklarını bildirdiler.

Bilim insanlarına göre, şu an için 92 protein içeren bu atlas, nörodejeneratif hastalıkların tedavisine yönelik potansiyel stratejilere işaret edebilir. Çalışmanın detayları, Cell dergisinde “Kan-beyin bariyeri, çeşitli nöroprotektif proteinleri Alzheimer hastalığı modellerinde erken evrede bozulan yollar aracılığıyla içeri alır” başlığıyla yayımlandı.

AKILLI BİR ARAYÜZAraştırma, kan-beyin bariyerinin, beyni yalnızca toksinlerden korumayı amaçlayan fiziksel bir sınırdan çok daha fazlası olduğunu ortaya koyuyor. Gladstone Enstitüsü araştırmacılarından ve çalışmanın yazarlarından Dr.

Andrew Yang “Bunun, kandaki —çoğu zaman vücudun uzak bölgelerinden gelen— doğru proteinleri seçip beyindeki ilgili hücre tiplerine ulaştıran akıllı bir arayüz olduğunu keşfettiklerini” vurguladı. Daha da önemlisi, makalenin başlığında da belirtildiği gibi, bu atlasta yer alan proteinler, Alzheimer gibi hastalıkların gelişim sürecinin erken evrelerinde işlevini yitiren yollar üzerinden beyne giriş yapıyor.

Yang ve meslektaşları, bu atlası oluşturmak için farelerin beynine geçen spesifik kan plazması proteinlerini takip edebilecek bir yöntem geliştirdiler. Proteinlerin biyolojik yapısını bozmadan, karaciğer ve böbrek gibi çeşitli organlardan gelen proteinleri izlemek amacıyla protein işaretleme kimyasından yararlandılar.

Araştırma ekibi, “biyoortogonal proteomik stratejisi” olarak adlandırılan, beyne giren işaretli plazma proteinlerinin in vivo ortamda (canlı organizma içinde) tespit edilmesini sağlayan bir yöntem geliştirdi ve bunu, kan-beyin bariyeri “transportome” (taşıma sistemini) sistematik bir şekilde haritalamak için kullandı. Yaygın olarak kullanılan biyotin işaretleme yöntemiyle kıyaslandığında, bu yeni yaklaşımın “plazma ve beyin damarlarında daha güçlü sinyaller” ürettiği; ayrıca “nöronlar, astrositler ve mikroglialardaki plazma proteinlerinin güvenilir bir şekilde tespit edilmesine” olanak tanıdığı görüldü.

Alzheimer hastalığı. Beyindeki kümelenmiş amiloid-β; nöronlarda ve diğer hücrelerde birikerek bunların işlevlerini engeller ve hücre ölümüne yol açar [Miyako Nakamura / iStock / Getty Images Plus].Bilim insanları, fare kanındaki çeşitli proteinleri işaretleyip tekrar kan dolaşımına enjekte etmek için bir yöntem kullandılar.

Hangi işaretli proteinlerin kan-beyin bariyerini başarıyla geçtiğini görmek amacıyla beyin dokusunu incelediler. Bu şekilde takip edilen 861 proteinden 92’sinin beyne geçtiği tespit edildi. Bunların çoğu, öncelikli olarak karaciğerde, ancak aynı zamanda yağ dokusu ve bağırsaklarda üretilen proteinlerdi.

Beyne ulaştıklarında ise bu proteinler, özelleşmiş işlevleri yerine getirmek üzere belirli beyin hücresi türlerine yönlendiler. Buna bir örnek, karaciğer kaynaklı bir protein olan ve beyne girdiğinde sağlıklı astrosit bağlantılarının sürdürülmesi için gerekli bir yolu aktive eden apolipoprotein AI (APOA1) proteinidir.

Yapılan çalışmalar, bu proteinin eksikliğini Alzheimer hastalığına yakalanma riskinin artmasıyla ilişkilendirmektedir. Yang’ın laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Dr. Haoyue Zhou, “Kan proteinlerinin, vücudun uzak bölgelerinden sinyaller taşıyan haberciler olarak düşünebileceğimizi; kan-beyin bariyerini oluşturan hücrelerin ise yalnızca beynin gerçekten ihtiyaç duyduğu proteinlerin içeri girmesine izin vereceğini” belirtti.‘VÜCUTTAN TEDARİK’ HATTI KOPARSA...Çalışmanın temel bir parçası, Alzheimer hastalığında protein iletimine ne olduğunu araştırmaktı.

Hastalık ilerledikçe kan-beyin bariyeri bozulur ve zararlı proteinlerin beyne sızmasına yol açar. Yang ve ekibi, geliştirdikleri protein işaretleme yöntemini kullanarak başka bir sorun daha keşfettiler. Bariyer henüz bozulmadan önce bile, APOA1 gibi koruyucu proteinlerin beyne girişinin durduğunu saptadılar.

Bu proteinin kaybı, nöronal bağlantıların zayıflamasına neden olmakta; bu da davranış değişikliklerine ve hastalığın diğer erken belirtilerine katkıda bulunmaktadır.