İskemik felç; beynin bazı bölgelerine yeterli kan akışının olmaması sonucunda, sinir hasarının ortaya çıktığı bir durumdur. Beyin dokusu onarılamaz bir hasara maruz kaldığında, nöron kaybının miktarına bağlı olarak hasta, kalıcı bir sakatlıkla karşılaşabilir ya da ölebilir. Ancak 
nöronları çevreleyen glia hücreleri, hasar sonucu aktifleşir ve çoğalır. Günümüzde bilim insanları, glia hücrelerini nöronlara dönüştürmek için bir gen aktarma yöntemi geliştirdiler. Böylece ölen hücrelerin yerine yenileri meydana geldiğinde, motor işlevler gelişebilir.
İnsan beyninde yaklaşık 86 trilyon nöron vardır ama bunların trilyonlarcası felç sonucu kaybolabilir. Yalnızca Amerika Birleşik Devletleri’nde her yıl yaklaşık 800,000 kişi felçten etkilenir. Beyin dokusunun yenilenebilmesi için ölen hücrelerin yerine yenilerinin gelmesi gerekir. Felçle ya da diğer beyin hasarları sonucu zarar gören motor fonksiyonların onarılması için bilinen tek yol budur.
Eski yaklaşımlar, nöral kök hücrelere (NSCs) ve dışarıdan transplante edilmiş nöral progenitor hücrelere (NPCs) dayanır. Nöral kök hücrelerin kullanımı nöronlardan çok, reaktif astroglial (beyinde kan akışını kontrol eden bir tür glia hücresi) üretimi tetikledi. Üstelik, transfer edilen nöral kök hücreler, bağışıklık sistemi reaksiyonlarına neden oluyordu. Nöral hücre gelişimini uyaran çeşitli kimyasallar da kullanılmıştır.
Beyin onarımı için en büyük engel, nöronların kendini yenileyememesidir. Felç için yapılan çok
sayıda klinik deneme geçtiğimiz yıllarda başarısız oldu. Bu başarısızlığın nedeni; nöronların hiçbirinin, ölen nöronların yerine geçebilecek miktarda yeni nöron üretememesidir.
Yeni bir çalışmada araştırmacılar, farklı bir yöntem geliştirdi. Yöntemde, beyinde en bol bulunan hücre tipi olan glia hücreleri alındı. Glia hücreleri nöronları destekler ve bağışıklık sistemi işlevlerine sahiptir. Beynin tüm bölgelerinde, tüm nöronların çevresinde bulunurlar. Hücre bölünmesi yeteneğine sahiptirler ve hasardan sonra beynin iyileşmesini sağlarlar. Chen ve arkadaşları; beyindeki, ölü nöronların çevresindeki glia hücreleri üzerinde çalıştılar ve onları nöronlara dönüştürmeyi denediler. Nöronların çevresindeki glia hücreleri muhtemelen, aynı hücre türünden kökenlenmişti.
Aynı grup tarafından yapılan daha eski bir çalışmada, Alzheimer hastası olan fare modelinin beyninde, NeuroD1 isimli bir faktörün, faredeki gliaları nasıl nöronlara dönüştürdüğü gösterildi. Bu yöntem, hücre terapisine dayanan bir gen terapisi olarak adlandırıldı. Ancak sadece birkaç hücre başarılı bir şekilde dönüştürüldü. Bunun sebebi; beyne tedavi edici geni taşıyan retroviral vektörün (taşıyıcı) yetersizliğiydi.
Aynı deneyleri daha etkili bir şekilde uygulayabilmek için, taşıyıcı olarak AAV (adeno ilişkili virüs) viral vektörleri seçildi. Bu vektör, bölünen ve bölünmeyen hücreleri yüksek etkinlikte enfekte eder. NeuroD1 geni, AAV vektörüne yüklendi ve felç geçiren farenin beyninin motor korteksine aktarıldı. Felcin 10.gününde reaktif astrositler ortaya çıkmaya başladı.
Bu deney, beynin hasarlı bölgesinde NeuroD1 seviyesini arttırmak için tasarlandı. Gen aktarımı, hasara tepki gösteren glia hücrelerini nöronlara dönüştürmek için planlandı. Hasarlı bölgedeki çok sayıda işlevsel nöron felç nedeniyle ölür. Yapılan çalışmada araştırma grubu, ölü nöronlardan üçte birinin, dönüştürülmüş astroglialar tarafından takviye edildiğini gözlemledi. Kalan üçte biri ise, hasara karşı korundu. Böylece, büyük oranda sinir yenilenmesi sağlandı. Glia hücrelerinin nörona dönüşmesi, RNA dizileme ve immunohistokimya adı verilen teknikler kullanılarak kanıtlandı. İskemik hasardan önce ve sonra motor işlevler test edildi ve sinir işlevlerinde % 80 oranında anlamlı bir iyileşme gözlemlendi.
Yeni gelişen nöronlar; aksiyon potansiyeli (nöronlar arasındaki iletişimi ve tepki vermeyi sağlayan elektriksel sinyalin üretimi) üreterek ve diğer nöronlarla bağlantı kurarak olması gerektiği şekilde işlevlerini gerçekleştiriyorlardı. Doğru yönde uzun aksonlar (nöronların sinyal iletiminde kullandığı uzantılar) geliştirdiler ve uygun bir hedef hücreyle bağlantı kurdular. Bu süreç de, hasar görmüş farede motor işlevlerin yenilenmesini hızlandırdı. NeuroD1 gen terapisi için benzer bir deney, felçli bir sıçan modeliyle de tekrarlandı. Gliaların nöronlara dönüşmesi sonucu bilişsel işlevlerde iyileşme görüldü.
Yöntemin diğer bir avantajı ise; iskemik hasardan on gün sonra bile etkili astrosit dönüşümünün 
meydana gelebilmesidir. Bu da hastalar için önemli bir tedavi fırsatıdır. Beynin her yerinde bol miktarda bulunan glia hücreleri, nöronları yenilemek için kullanılabilir.
Glia hücreleri, beyinde her yerde bulunabilir ve kendi miktarlarını da dengede tutabilmek için bölünebilirler. Beyinde onarım için glia hücrelerinin yeni nöronlara dönüştürülebilmesi; felç dışında, nöron kaybının görüldüğü diğer sinirsel hastalıkların tedavisi için de umut vericidir. Bundan sonraki adım ise bu teknolojiyi test etmek ve dünya çapındaki milyonlarca hastanın tedavisi için klinik açıdan etkili hale getirmektir.
Kaynakça:
https://www.news-medical.net/news/20190912/New-gene-therapy-helps-stroke-patients-develop-new-neurons.aspx?utm_source=news_medical_newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=genetics_newsletter_18_september_2019
Yazar: Ayça Olcay