Kaliforniya Üniversitesi Los Angeles (UCLA) araştırmacıları, insan beyninin nasıl şekillendiğine dair çarpıcı bulgulara imza attı. Perşembe günü Cell ve Science dergilerinde yayımlanan iki ayrı çalışma, beyin korteksinin büyük bölümünü inşa eden radyal glia adlı kök hücrelerin, hangi tür sinir hücresini üreteceklerine karar verirken hem metabolik hem de fiziksel sinyallerden etkilendiğini ortaya koydu.

Metabolizma Beynin Gizli Karar Vericisi

Cell dergisinde yayımlanan araştırma, ortak birinci yazarlar Jessenya Mil ve Jose Soto liderliğinde, Aparna Bhaduri ve Heather Christofk’un laboratuvarlarının iş birliğiyle yürütüldü. Ekip, bağışlanan dokular ve kök hücrelerden elde edilen beyin organoidlerini kullanarak gelişmekte olan insan korteksinin metabolizmasını haritaladı. Radyal glianın büyük ölçüde pentoz fosfat yolağına bağımlı olduğu belirlendi; bu yolak glukozu hızla bölünen hücreler için gerekli yapı taşlarına dönüştürüyor. Araştırmacılar glukoz kullanılabilirliğini azalttığında veya bu yolağı engellediğinde, kök hücrelerin normalde gelişimin ileri aşamalarında ortaya çıkan inhibitör nöronları daha erken üretmeye başladığını gözlemledi. UCLA David Geffen Tıp Fakültesi’nden Aparna Bhaduri, metabolizmanın kök hücrelerin kararlarını pasif değil, aktif biçimde yönlendirdiğini vurguladı.

Beynin Derinliklerinden Fiziksel Bir Sinyal

Science dergisindeki ikinci çalışma, ilk yazar Claudia Nguyen liderliğinde, sinir sistemi boyunca bilgi ileten talamus adlı beyin yapısına odaklandı. İnsan kök hücrelerinden üretilen talamik ve kortikal organoidlerin birleştirilmesiyle oluşturulan beyin “assembloid”leri kullanılarak, talamustaki sinir uzantılarının radyal glia hücreleriyle beklenenden çok daha erken bir aşamada doğrudan fiziksel temas kurduğu tespit edildi. Bu temas, kök hücrelerin insanlarda diğer türlere kıyasla en fazla gelişim gösteren üst katman uyarıcı nöronlarını üretmesini tetikliyor. Araştırmacılar bu etkileşimi, otizm spektrum bozukluğuyla ilişkilendirilmiş NRXN1 geniyle bağlantılı buldu; bu genin mutasyona uğradığı hücrelerden oluşturulan assembloidlerde talamik sinyallerin bozulduğu ve nöron dengesinin değiştiği gözlemlendi.

Nörogelişimsel Bozukluklara Yeni Bir Pencere

İki çalışma birlikte değerlendirildiğinde, gelişmekte olan beynin kök hücreler ile çevresi arasındaki sürekli iletişim tarafından şekillendiğini gösteriyor. Metabolizma bulguları, anne beslenmesinin ve metabolik bozuklukların beyin oluşumunu nasıl etkileyebileceğine ışık tutarken, talamik temas üzerine yapılan çalışma erken dönem aksaklıkların nörogelişimsel bozukluklara nasıl zemin hazırlayabileceğini araştırmak için yeni bir yol açıyor. Bhaduri, radyal glianın “var olmuş en ilginç hücrelerden biri” olduğunu belirterek, bu hücrelerin insanı insan yapan süreçte kilit rol oynadığını, aynı zamanda pek çok nörogelişimsel ve nöropsikiyatrik bozukluğun, hatta kanserin merkezinde yer aldığını söyledi.