30 yıllık göz teorisini yıkan şaşırtıcı A vitamini keşfi

Johns Hopkins University'deki bilim insanları, insanların doğumdan önce keskin görme geliştirmesine yardımcı olan bir süreci ortaya çıkardı. Laboratuvarda yetiştirilen minyatür insan retinasını kullanan araştırmacılar, A vitamini türevi retinoik asit ile tiroit hormonlarının birlikte çalışarak retinanın merkezindeki, en keskin görüşten sorumlu foveolayı şekillendirdiğini belirledi.

Proceedings of the National Academy of Sciences'ta yayımlanan bulgular, insan gözünün gelişimine ilişkin yaklaşık 30 yıldır geçerli olan bir açıklamaya meydan okuyor. Araştırma, doğumdan önce başlangıçta mavi ışığı algılayan bazı hücrelerin kırmızı ve yeşil ışığa duyarlı hücrelere dönüşerek net merkezi görüş için gereken düzenin oluşmasına katkı sunduğunu gösteriyor.

Çalışmayı yöneten Johns Hopkins University biyoloji doçenti Robert J. Johnston Jr., "Bu, retinanın gözün kritik bir bölgesi olan ve sarı nokta dejenerasyonu görülen kişilerde ilk işlevini yitiren merkezinin iç işleyişini anlamaya yönelik önemli bir adım. Bu bölgeyi daha iyi anlayarak ve işlevini taklit eden organoidler geliştirerek, bir gün bu dokuları yetiştirip görmeyi yeniden sağlamak üzere nakletmeyi umuyoruz" dedi.

Bilim insanları gelişmekte olan insan retinasını yeniden oluşturdu

Johnston ve meslektaşları, insan görmesinin nasıl oluştuğunu incelemek için son birkaç yılda geliştirilmesine katkı sundukları laboratuvar tekniğini kullandı. Araştırmacılar, tamamen hayvan deneylerine dayanmak yerine organoid adı verilen minyatür insan retina dokusu modelleri yetiştirdi.

Fetal hücrelerden oluşturulan bu küçük hücre kümeleri, gelişmekte olan insan dokusunun önemli özelliklerini yeniden oluşturuyor. Bilim insanları retina organoidlerini birkaç ay boyunca gözlemleyerek, gebelik sırasında incelenmesi son derece zor olan değişimleri takip edebildi.

Çalışmanın odağında, retinanın tam merkezinde bulunan küçük bir bölge olan foveola yer aldı. Gözün arka kısmındaki ışığa duyarlı tabaka olan retina, göze giren ışığı beynin yorumlayabileceği sinyallere dönüştürüyor. Foveola ise okuma, yüzleri tanıma ve ince ayrıntıları ayırt etme açısından önem taşıyan merkezi görüşte rol oynuyor.

Araştırmacılara göre foveola, retinanın yalnızca küçük bir bölümünü kaplamasına rağmen insan görsel algısının yaklaşık yüzde 50'sinde rol oynuyor.

Keskin görüşün arkasındaki koni hücreleri

Foveolayı anlamanın anahtarlarından biri, koni adı verilen özelleşmiş ışık algılayıcı hücrelerdir. Loş ışıkta görmede önemli olan çubuk hücrelerin aksine koniler, gündüz görmesini destekliyor ve renkleri algılamamızı sağlıyor.

İnsanlarda, her biri ışığın farklı dalga boylarına en duyarlı üç koni hücresi türü bulunuyor. Bunlar genellikle mavi, yeşil ve kırmızı koniler olarak tanımlanıyor. Beyin, bu hücrelerden gelen sinyalleri karşılaştırarak geniş bir renk yelpazesini ayırt edebiliyor.

Koniler retina boyunca eşit dağılmıyor. Foveolada kırmızı ve yeşil koniler bulunurken, retinanın diğer bölgelerinde yer alan mavi koniler burada bulunmuyor. Bu düzen, gözün merkezinin sağladığı keskin görüş için önem taşıyor.

Bilim insanları onlarca yıldır bu düzenin nasıl geliştiğini açıklamaya çalışıyor. Fareler ve balıklar da dahil olmak üzere yaygın biçimde incelenen hayvanların insanlardaki retina organizasyonuna sahip olmaması, geleneksel hayvan modellerinin kullanılmasını zorlaştırıyor. Laboratuvarda yetiştirilen insan retinası, bu gizemi incelemek için yeni bir fırsat sundu.

A vitamini ve tiroit hormonları hücreleri dönüştürüyor

Araştırmacılar, foveoladaki koni düzeninin birbiriyle koordineli iki süreç aracılığıyla geliştiğine dair kanıtlar buldu. Bu süreçler, merkezi retinada hangi hücre türlerinin oluşacağını ve gelişim sürdükçe bazı hücrelerin nasıl değişeceğini belirliyor.

Fetal gelişimin 10. ve 12. haftaları arasında foveolada başlangıçta az sayıda mavi koni bulunuyor. Ancak 14. haftaya gelindiğinde bu hücrelerin kırmızı ve yeşil konilere dönüştüğü görülüyor.

Ekip, bu değişimin arkasındaki iki önemli kimyasal etkiyi belirledi. İlki, A vitamininden üretilen ve vücudun farklı bölgelerinde hücre gelişimi ile özelleşmesini düzenlemeye yardımcı olan retinoik asitle ilgili. Gelişmekte olan retinada retinoik asidin parçalanması, merkezi bölgede mavi konilerin oluşumunu sınırlıyor.

İkinci etki, en çok metabolizmayı düzenlemeleriyle bilinen ancak büyüme ve gelişimde de kritik roller üstlenen tiroit hormonlarından geliyor. Bu hormonlar, geriye kalan mavi konilerin kırmızı ve yeşil konilere dönüşmesini teşvik ediyor gibi görünüyor.

Johnston, "İlk olarak retinoik asit düzeni oluşturmaya yardımcı oluyor. Ardından tiroit hormonu geriye kalan hücrelerin dönüşmesinde rol oynuyor. Bu çok önemli; çünkü orada mavi koniler bulunuyorsa o kadar iyi göremezsiniz" dedi.

Araştırma, A vitamini sinyalinin doğumdan önce göz gelişimini nasıl yönlendirdiğini gösteriyor. Ancak bulgular, A vitamini takviyesi almanın yetişkinlerde keskin görmeyi iyileştirebileceği anlamına gelmiyor.