Burundaki sinir dokusunun rejenerasyonunu incelemek için yeni tasarlanmış, üç boyutlu bir model kullanılarak, Tufts Üniversitesi Tıp Fakültesi ve Biyomedikal Bilimler Enstitüsü (GSB) ve meslektaşları, uykuda olduğu düşünülen bir tür kök hücrenin, koku algısının korunmasında daha önemli bir rol oynayabileceğini, orijinal olarak inandığından daha önemli bir rol oynayabileceğini keşfettiler.
Merkezi sinir sistemindeki hücrelerin aksine, burun boşluğundaki duyusal nöronlar, dış ortama sürekli maruz kalmasına rağmen yaşam boyunca yenilenme konusunda dikkate değer bir yeteneğe sahiptir.
Covid-19 gibi viral enfeksiyonlar, toksinlere maruz kalma ve hatta yaşlanmanın kendisi, işlevlerini veya bu hücrelerin kopyalama yeteneğini azaltabilir, bu da kısmi veya tam bir koku kaybına yol açabilir. Araştırmacılar ekibi, bilim adamlarının nöronların burunda sürekli olarak nasıl oluştuğunu ve bu sürecin hastalık ve yaşlanmada neden azalabileceğini daha iyi incelemelerine yardımcı olmak için yeni, yaratıcı, üç boyutlu koku alma dokusu fare modeli veya organoid tasarladı.
Son zamanlarda yayınlanan araştırmaları Hücre Raporları Yöntemleribu fare modelini, burundaki yatay bazal hücreler (HBC’ler) ve küresel bazal hücreler (GBC’ler) adı verilen iki tip kök hücrenin nasıl yeni koku algılayan sinir dokusu geliştirmek için iletişim kurduğunu ve desteklediğini göstermek için kullanır.
Araştırma kıdemli yazarı ve Gelişimsel, Moleküler ve Kimyasal Biyoloji Bölümü’nde araştırma görevlisi profesörü Brian Lin, “Bu iki kök hücrenin birbirine bağlı olabileceğini gösteriyor” diyor. “Büyük ölçüde uykuda olduğunu düşündüğümüz bir tip – HBC’ler – aslında yeni nöronların üretimini ve hasarlı dokunun onarımını desteklemede önemli bir rol oynayabilir.”
Bu modeli kullanarak ekip, yeni koku alma nöronlarının üretilmesini aktif olarak destekleyen KRT5 protein üretimi ile işaretlenmiş belirli bir HBC alt popülasyonunu belirledi. Araştırmacılar, bu özel HBC’lerin organoidlerin oluşumunda önemli bir rol oynadığını gözlemlediler ve bu hücreler organoid kültürlerden seçici olarak tükendiğinde, yeni nöronların oluşumunun önemli ölçüde bozulduğunu buldular. Bu sonuçlar, bir zamanlar uykuda olduğu düşünülen bu kök hücrelerin rejeneratif süreçte önemli oyuncular olduğunu göstermektedir.
Lin, “Farklı yaştaki farelerden gelen hücrelere de baktık ve onları modelde büyüttük.” Diyor. Diyerek şöyle devam etti: “Yaşlı fare hücrelerinin yeni nöronlar üretme yeteneğinde bir düşüş bulduk. Bunun yaşlandıkça GBC popülasyonunda bir azalmadan kaynaklandığını düşünüyoruz, ancak bu hipotezi test etmek ve onları gençleştirmenin yollarını geliştirmek için daha fazla iş yapmamız gerekiyor.”
Kullanımı kolay bir model
Çalışmanın baş yazarı Juliana Gutschow Gameiro, eski bir doktora. GSB’leri ziyaret eden öğrenci, Brezilya’daki Parana, Londrina Eyalet Üniversitesi’nden Tufts’a geldi. Lin, sınırlı fon ve ekipmanla laboratuvarlarda oluşturulması kolay bir model geliştirmeye adadığını söylüyor.
Lin, “Koku kaybı Covid-19 ile, Parkinson hastalığı ve diğer durumlarla ilişkili olduğundan, çeşitli alanlardan çok daha fazla sayıda araştırmacı, son birkaç yılda koku alma epitel hücrelerini araştırmaya başladı.”
“Sınırlı olmayan kaynaklara sahip laboratuvarlarda çalışanların ve bu sürecin tamamen azalmasına veya tamamen başarısız olmasına neden olan şeylerin ne olduğunu daha iyi anlamak için kullanabilmeleri için kullanımı kolay bir model geliştirmek istedik” diyor.
Sonraki Adım: Bir İnsan Organoid
Nihai amaç, koku alma duyu nöronlarının bu fare doku modelini, kokusu duygusu önemli ölçüde azalmış veya gitmiş insanları tedavi etmek için ilaçları taramak için kullanılabilecek bir insan organoid geliştirmenin bir yolu olarak kullanmaktır.
Organoidler, klinik öncesi deneme araştırmalarını tüm hayvanları veya mevcut insan hücresi kültürlerini kullanmaktan daha hızlı, daha ucuz ve potansiyel olarak daha etkili hale getirir. Organoidler zaten akciğerler, böbrekler ve diğer organlar için geliştirilmiştir, ancak insan koku dokusu için değil.
Lin, “İnsanlardan saf koku dokusu almak zor.” Diyor. Bireyler anestezi uygulanır ve bir Covid test asasına benzer bir fırça burun boşluğunun derinliklerine itilir. Fare modellerinden farklı olarak, bu işlemde toplanan insan solunum kök hücreleri ve koku alma kök hücrelerinin ayrılması zordur.
Araştırma ekibinin bir sonraki zorluğu, insan koku alma kök hücrelerini ayırmak ve laboratuarda büyümeye çalışmak için basit, ucuz bir teknik geliştirmektir.
News
