Epilepsiyle ilişkili genetik değişiklikler, Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin ve ekibinin Biruni Üniversitesinde yürüttüğü araştırmada organoid modelleriyle inceleniyor. Çalışma, çocuklarda gelişimsel gecikme, mikrosefali ve tedaviye dirençli epilepsiyle bağlantılı NARS1 genindeki değişikliklerin sinir hücrelerine etkisine odaklanıyor.
Aynekin araştırmanın odağını şöyle anlattı: "NARS1 genindeki hastalıkla ilişkili değişikliklerin sinir hücrelerinin gelişimi ve işleyişi üzerindeki etkilerini inceliyoruz." Laboratuvarda insan beyninin bazı özelliklerini taklit eden kortikal organoidler kullanılıyor. Araştırma ekibi, bu modellerle epilepsiyle ilişkili hücresel bozuklukları ve hastalığın moleküler mekanizmalarını anlamayı amaçlıyor.
NARS1 genindeki değişiklikler enzimin işlevini etkiliyor
NARS1 geni, hücrelerin protein üretiminde görev alan AsnRS enziminin üretilmesini sağlıyor. Enzimin işlevinin bozulması, sinir hücrelerinin gelişimini ve faaliyetlerini etkileyebiliyor. Çocuklarda gelişimsel gecikme ve baş çevresinin normalden küçük olmasıyla tanımlanan mikrosefali görülebiliyor. Bazı hastalarda tedaviye dirençli epilepsi nöbetleri ortaya çıkabiliyor.
Geleneksel hücre kültürlerinde hücreler çoğunlukla iki boyutlu ortamlarda yetiştirildiğinden, beynin karmaşık yapısı ve hücreler arasındaki iletişim yeterince yansıtılamıyor. Aynekin'in ekibi, farklı hücre türlerine dönüşebilen kök hücrelerden üç boyutlu beyin dokusu modelleri geliştiriyor. University College London'da (UCL) indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC'ler) türetildi. Aynekin, bu hücreleri kullanarak Biruni Üniversitesinde organoid modelleri üretmeyi ve genetik değişikliklerin etkilerini incelemeyi hedefliyor.
Elektriksel aktivite ve hücresel stres araştırılıyor
Sinir hücreleri elektriksel ve kimyasal sinyallerle iletişim kuruyor. Bu iletişimdeki bozulmalar, nöronların aşırı uyarılabilir hale gelmesine ve epileptik aktiviteye katkıda bulunabiliyor. Ekip, canlı hücre kalsiyum görüntüleme teknikleri ve çoklu elektrot dizilimleriyle hücrelerin elektriksel davranışlarını takip ediyor. Aynekin'in sözleriyle: "Amacımız yalnızca epilepsi nöbetlerine neden olan elektriksel bozuklukları anlamak değil, bu bozuklukların ortaya çıkmasına yol açan hücresel mekanizmaları da belirlemek."
Araştırmacılar, protein üretimindeki sorunların hücrelerde oluşturduğu stres yanıtlarını da inceliyor. Uzun süre devam eden bu yanıtlar sinir hücrelerinin gelişimini ve işlevlerini olumsuz etkileyebiliyor. Ekip, bu süreçleri ATF4 ve DDIT3 moleküler belirteçleri üzerinden araştırıyor. Çalışmalar henüz deneysel aşamada. Gelecekte hastalığın temelindeki biyolojik sorunları hedefleyen tedavilere katkı sunması amaçlanıyor.
Aynekin, nadir nörolojik ve nöromüsküler hastalıkların moleküler mekanizmaları üzerine yaklaşık beş yıldır çalışıyor. Nöromüsküler hastalıklar alanındaki çalışmaları üç ayrı ödüle layık görüldü ve 9. Neuromuscular Kongresi'nde birincilik elde etti. Araştırma süreci, laboratuvardaki kök hücre çalışmalarından insan sinir sisteminin bazı özelliklerini taklit eden organoid modellere uzanıyor.
