Hücre çekirdeği (mavi) ve olgunlaşmamış nöronlar için bir belirteç (yeşil) ile dentat girusta yeni üretilen nöronlar (kırmızı). Kredi: Knobloch Lab – UNIL
Bir biyolog ekibi, yetişkin farelerde nöral kök hücrelerin nasıl uyandırılacağını ve yeniden etkinleştirileceğini keşfetti.
Bazı alanlar yetişkin beyni, yeni nöronlar oluşturmak için potansiyel olarak yeniden etkinleştirilebilen hareketsiz veya uykuda olan nöral kök hücreler içerir. Bununla birlikte, durgunluktan proliferasyona geçiş hala tam olarak anlaşılamamıştır. Cenevre (UNIGE) ve Lozan (UNIL) Üniversitelerinden bilim insanlarının liderliğindeki bir ekip, bu süreçte hücre metabolizmasının önemini keşfetti ve bu nöral kök hücrelerin nasıl uyandırılacağını ve yeniden etkinleştirileceğini belirledi. Biyologlar, yetişkin ve hatta yaşlı farelerin beynindeki yeni nöronların sayısını artırmayı başardılar. Nörodejeneratif hastalıkların tedavisi için umut verici olan bu sonuçlar, Science Advances dergisinde keşfedilecek.
Kök hücreler, sürekli olarak kendi kopyalarını üretme ve daha özel işlevlere sahip farklılaşmış hücrelere yol açma konusunda benzersiz bir yeteneğe sahiptir. Nöral kök hücreler (NSC’ler), embriyonik gelişim sırasında beynin yapımından sorumludur ve nöronlar da dahil olmak üzere merkezi sinir sisteminin tüm hücrelerini oluşturur.
Nörogenez kapasitesi yaşla birlikte azalır
Şaşırtıcı bir şekilde, NSC’ler devam eder beyin tamamen oluştuktan sonra bile belirli beyin bölgelerinde ve yaşam boyunca yeni nöronlar yapabilir. Yetişkin nörojenezi adı verilen bu biyolojik fenomen, öğrenme ve hafıza süreçleri gibi belirli işlevler için önemlidir. Bununla birlikte, yetişkin beyninde bu kök hücreler daha sessiz veya “uykuda” hale gelir ve yenilenme ve farklılaşma kapasitelerini azaltır. Sonuç olarak, nörogenez yaşla birlikte önemli ölçüde azalır. UNIGE Fen Fakültesi Moleküler ve Hücresel Biyoloji Bölümü Emeritus Profesörü Jean-Claude Martinou ve UNIL Biyoloji ve Tıp Fakültesi Biyomedikal Bilimler Bölümü Doçenti Marlen Knobloch’un laboratuvarları, bir metabolik hücreyi ortaya çıkardı. yetişkin NSC’lerin uyku durumundan çıkıp aktif hale gelebilmelerini sağlayan mekanizma.
”Hücrelerdeki enerji üreten organeller olan mitokondrilerin, yetişkin NSC’lerin aktivasyon seviyesinin düzenlenmesinde rol oynadığını bulduk” UNIL’de araştırma görevlisi ve Valentina Scandella ile çalışmanın ortak yazarı Francesco Petrelli açıklıyor. Profesör Martinou’nun grubunda on bir yıl önce keşfedilen bir protein kompleksi olan mitokondriyal piruvat taşıyıcı (MPC), bu düzenlemede özel bir rol oynar. Aktivitesi, bir hücrenin kullanabileceği metabolik seçenekleri etkiler. Aktif hücreleri hareketsiz hücrelerden ayıran metabolik yolları bilen bilim adamları, mitokondriyal metabolizmalarını değiştirerek uykudaki hücreleri uyandırabilirler.
Yeni bakış açıları
Biyologlar, kimyasal inhibitörler kullanarak veya Mpc1 geni için mutant fareler üretmek. Bu farmakolojik ve genetik yaklaşımları kullanan bilim adamları, uykuda olan NSC’leri aktive edebildiler ve böylece yetişkin ve hatta yaşlı farelerin beyinlerinde yeni nöronlar üretebildiler. Çalışmanın ortak yazarı Profesör Knobloch, “Bu çalışma ile, metabolik yolların yeniden yönlendirilmesinin yetişkin NSC’lerin aktivite durumunu ve dolayısıyla üretilen yeni nöronların sayısını doğrudan etkileyebileceğini gösteriyoruz” diye özetliyor. Bu sonuçlar, hücre metabolizmasının nörojenezin düzenlenmesindeki rolüne yeni bir ışık tutuyor. Çalışmanın ortak yazarı Jean-Claude Martinou, uzun vadede bu sonuçların depresyon veya nörodejeneratif hastalıklar gibi durumlar için potansiyel tedavilere yol açabileceğini belirtiyor.
Referans: “Mitokondriyal piruvat metabolizmasını düzenler. “sessiz yetişkin nöral kök hücrelerin aktivasyonu”, yazan Francesco Petrelli, Valentina Scandella, Sylvie Montessuit, Nicola Zamboni, Jean-Claude Martinou ve Marlen Knobloch, 1 Mart 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.add5220