İnsan beyninde yaşlanmayla birlikte gerçekleşen hücresel değişim haritalandı

Columbia Üniversitesi ve UC Irvine'dan bir grup bilim insanı, insan beyninin hipokampüs bölgesinde yaşlanma sürecine dair çarpıcı bulgulara ulaştı. 20 ile 95 yaşları arasındaki 40 sağlıklı bireyin hipokampüs dokusundan elde edilen yaklaşık 320.000 hücre üzerinde yapılan detaylı analiz, beyin yaşlanmasının orta yaşlarda beklenmedik bir dönüm noktasına sahip olduğunu ortaya koydu. Özellikle 50 yaş civarında, beyindeki bağışıklık hücrelerinin kökeni ve işlevinde dramatik bir değişim yaşanıyor. Araştırmacılar, bu değişimlerin nörodejeneratif hastalık riskini ve kronik beyin iltihabının nedenlerini açıklamaya yardımcı olabileceğini belirtti.

Columbia Üniversitesi ekibi: Mikroglialarda radikal dönüşüm tespit edildi

Çalışmada, beynin bağışıklık sistemi hücreleri olan mikrogliaların, doğumdan itibaren embriyonik kökenli oldukları ve yaşam boyu kendilerini korudukları düşünülüyordu. Ancak araştırma, 50 ila 75 yaş arasındaki bireylerde bu mikrogliaların büyük bölümünün, monosit adı verilen ve genellikle kan dolaşımında bulunan başka bir hücre tipiyle yer değiştirdiğini gösterdi. Monositler, kemik iliğinden köken alıp vücudun savunma sisteminin önemli bir parçası olarak görev yapıyor. Araştırmacılar, yeni gelen bu hücrelerin, DNA metilasyon profilleri açısından orijinal mikroglialardan oldukça farklı, ancak kan monositlerine benzer özellikler taşıdığını tespit etti. 80 yaşına gelindiğinde ise monosit benzeri hücreler, hipokampüste baskın hale gelmiş durumda. Bu dönüşümün, yaşlanmayla birlikte beyin dokusunda gözlenen kronik iltihaplanmanın ve Alzheimer gibi hastalıkların artışının temel nedenlerinden biri olabileceği vurgulandı. Özellikle mikroglia ve monosit arasındaki bu geçişin, beyin yaşlanmasının hücresel düzeydeki temel bir özelliği olduğu belirtildi.

Hipokampüste astrosit kaybı ve enerji krizi bulgusu

Araştırmanın dikkat çeken bir diğer sonucu ise, hipokampüs bölgesindeki astrosit adı verilen destek hücrelerinde yaşanan azalma oldu. Astrositler, nöronları besleyip koruyan, nörotransmitterleri düzenleyen ve kan-beyin bariyerinin bütünlüğünü sağlayan kritik hücreler olarak biliniyor. Bilim insanları, yaş ilerledikçe hipokampüste astrosit sayısının sürekli azaldığını ve kalan astrositlerin enerji üretiminde zorlandığını gözlemledi. Özellikle ATP üretimiyle ilişkili genlerin aktivitesi azalırken, hücresel geri dönüşüm mekanizmalarını yöneten genlerin daha aktif hale geldiği tespit edildi. Bu bulgular, yaşlanan astrositlerin işlevlerini sürdürememesi nedeniyle "enerji krizi" yaşadıkları ve bu durumun hücre kaybına yol açabileceği şeklinde yorumlandı. Astrositlerdeki bu değişimin, hafıza ve öğrenme gibi bilişsel işlevlerin yaşla birlikte neden zayıfladığını da açıklayabileceği düşünülüyor.

Bing Ren: 'Yaşlanma gen düzenlemesinde yapısal bozulmaya yol açıyor'

Çalışmanın eş yazarlarından Columbia Üniversitesi genetikçisi Bing Ren, elde edilen verilerin yaşlanmanın yalnızca genlerin daha aktif ya da pasif hale gelmesiyle sınırlı olmadığını, aynı zamanda genleri kontrol eden moleküler sistemlerde koordineli ve yapısal değişiklikler yaşandığını gösterdiğini belirtti. Araştırma, hücre çekirdeğindeki DNA'nın üç boyutlu organizasyonunun yaşla birlikte bozulduğunu, kromozomal komşulukların zayıfladığını ve bu mimariyi koruyan proteinlerin DNA ile etkileşiminin azaldığını ortaya koydu. İncelenen her hücre tipinde, yaş ilerledikçe bu yapısal bozulmanın arttığı gözlendi. Ren, bu ilerleyici yapısal değişimlerin gen düzenlemesi ve hücre kimliğindeki değişikliklerle yakından bağlantılı olduğunu, insan beynindeki yaşlanmanın temel bir özelliğini oluşturduğunu vurguladı.