Biruni Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin ve araştırma ekibi, çocuklarda gelişimsel gecikme, mikrosefali ve tedaviye dirençli epilepsiye yol açabilen nadir genetik değişikliklerin sinir hücreleri üzerindeki etkilerini araştırıyor. İnsan kök hücrelerinden geliştirilen ve "minyatür beyin" olarak adlandırılan üç boyutlu organoid modelleriyle yürütülen çalışmaların, epilepsinin hücresel mekanizmalarının anlaşılmasına ve gelecekte yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine katkı sağlaması hedefleniyor.
Nadir genetik hastalıkların neden olduğu nörolojik bozuklukların anlaşılmasında insan kök hücrelerinden geliştirilen üç boyutlu doku modellerinin önemli fırsatlar sunduğunu belirten Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin, "Araştırma ekibimizle birlikte, NARS1 genindeki hastalıkla ilişkili değişikliklerin sinir hücrelerinin gelişimi ve işleyişi üzerindeki etkilerini inceliyoruz. Laboratuvar ortamında insan beyninin bazı özelliklerini taklit eden ve ‘minyatür beyin’ olarak adlandırılan üç boyutlu kortikal organoidler kullanıyoruz. Bu modeller sayesinde epilepsiyle ilişkili hücresel bozuklukları belirlemeyi ve hastalığın temelinde yatan moleküler mekanizmaları aydınlatmayı amaçlıyoruz. Elde edeceğimiz bulguların gelecekte yeni tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini düşünüyoruz" dedi.
"Genetik bir değişiklik sinir hücrelerinin işleyişini bozabiliyor"
NARS1 geninin sinir sistemi gelişiminde önemli bir rol oynadığını belirten Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin, bu gendeki hastalıkla ilişkili değişikliklerin çocuklarda ciddi nörolojik sorunlara neden olabildiğini söyledi. Aynekin, "NARS1 geni, hücrelerin protein üretiminde görev alan AsnRS adlı enzimin üretilmesini sağlıyor. Bu enzimin işlevinin bozulması, sinir hücrelerinin normal gelişimini ve faaliyetlerini olumsuz etkileyebiliyor. Özellikle çocukluk döneminde gelişimsel gecikme, baş çevresinin normalden küçük olması anlamına gelen mikrosefali ve bazı hastalarda tedaviye dirençli epilepsi nöbetleri ortaya çıkabiliyor. Biz de araştırmalarımızda genetik düzeyde başlayan bu değişikliklerin sinir hücrelerinde nasıl bir bozukluğa yol açtığını anlamaya çalışıyoruz" diye konuştu.
"Minyatür beyinlerle hastalığın gelişimini inceliyoruz"
Geleneksel hücre kültürü yöntemlerinin insan beyninin karmaşık yapısını yeterince yansıtamadığını ifade eden Aynekin, üç boyutlu organoid teknolojisinin nörolojik hastalıkların araştırılmasında önemli fırsatlar sunduğunu belirtti. Aynekin, "Klasik laboratuvar yöntemlerinde hücreler genellikle iki boyutlu ortamlarda yetiştiriliyor. Ancak insan beynindeki sinir hücreleri çok daha karmaşık bir yapı içerisinde gelişiyor ve birbirleriyle sürekli iletişim kuruyor. Biz hastalardan elde edilen ve farklı hücre türlerine dönüşebilme özelliği kazandırılan kök hücreleri kullanarak beyin dokusunun bazı özelliklerini taklit eden üç boyutlu modeller geliştiriyoruz. Halk arasında ‘minyatür beyin’ olarak bilinen bu organoidler sayesinde, hastalığa neden olan genetik değişikliklerin insan sinir hücreleri üzerindeki etkilerini daha ayrıntılı inceleyebiliyoruz" şeklinde konuştu.
Dr. Büşra Aynekin önderliğinde yürütülen çalışmalar kapsamında, University College London’da (UCL) indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC’ler) türetildi. Dr. Aynekin, UCL’de elde edilen bu hücreleri kullanarak Biruni Üniversitesinde üç boyutlu ‘minyatür beyin’ modelleri üretmeyi ve genetik değişikliklerin sinir hücrelerinin gelişimi ile işleyişi üzerindeki etkilerini ayrıntılı olarak araştırmayı hedefliyor.
"Epilepsiye yol açan elektriksel bozuklukları araştırıyoruz"