Dr. Öğr. Üyesi Büşra Aynekin, insan kök hücrelerinden geliştirilen üç boyutlu doku modellerinin, nadir genetik hastalıkların neden olduğu nörolojik bozuklukların anlaşılmasında önemli fırsatlar sunduğunu belirtti. Aynekin, araştırma ekibiyle NARS1 genindeki hastalıkla ilişkili değişikliklerin sinir hücrelerinin gelişimi ve işleyişi üzerindeki etkilerini incelediklerini söyledi. Laboratuvar ortamında insan beyninin bazı özelliklerini taklit eden ve 'minyatür beyin' olarak adlandırılan üç boyutlu kortikal organoidler kullandıklarını anlatan Aynekin, "Bu modeller sayesinde epilepsiyle ilişkili hücresel bozuklukları belirlemeyi ve hastalığın temelinde yatan moleküler mekanizmaları aydınlatmayı amaçlıyoruz" dedi.
NARS1 geninin sinir sistemi gelişiminde önemli rol oynadığını belirten Aynekin, bu gendeki hastalıkla ilişkili değişikliklerin çocuklarda ciddi nörolojik sorunlara neden olabildiğini söyledi. NARS1 geninin, hücrelerin protein üretiminde görev alan AsnRS adlı enzimin üretilmesini sağladığını aktaran Aynekin, bu enzimin işlevinin bozulmasının sinir hücrelerinin normal gelişimini ve faaliyetlerini olumsuz etkileyebildiğini ifade etti. Aynekin, özellikle çocukluk döneminde gelişimsel gecikme, baş çevresinin normalden küçük olması anlamına gelen mikrosefali ve bazı hastalarda tedaviye dirençli epilepsi nöbetlerinin ortaya çıkabildiğini kaydetti.
Geleneksel hücre kültürü yöntemlerinin insan beyninin karmaşık yapısını yeterince yansıtamadığını ifade eden Aynekin, üç boyutlu organoid teknolojisinin nörolojik hastalıkların araştırılmasında önemli fırsatlar sunduğunu belirtti. Klasik laboratuvar yöntemlerinde hücrelerin genellikle iki boyutlu ortamlarda yetiştirildiğini, ancak insan beynindeki sinir hücrelerinin çok daha karmaşık bir yapı içerisinde geliştiğini ve birbirleriyle sürekli iletişim kurduğunu anlatan Aynekin, hastalardan elde edilen ve farklı hücre türlerine dönüşebilme özelliği kazandırılan kök hücrelerle beyin dokusunun bazı özelliklerini taklit eden üç boyutlu modeller geliştirdiklerini söyledi.
İndüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC'ler), Dr. Büşra Aynekin önderliğindeki çalışmalar kapsamında University College London'da (UCL) türetildi. Aynekin'in hedefi, UCL'de elde edilen bu hücrelerle Biruni Üniversitesinde üç boyutlu 'minyatür beyin' modelleri üretmek; genetik değişikliklerin sinir hücrelerinin gelişimi ile işleyişi üzerindeki etkilerini ayrıntılı biçimde araştırmak.
Epilepsinin sinir hücrelerindeki anormal elektriksel aktiviteyle ilişkili olduğunu belirten Aynekin, araştırmalarda hücrelerin elektriksel davranışlarını takip edebilen ileri teknolojilerden yararlandıklarını söyledi. Sinir hücrelerinin birbirleriyle elektriksel ve kimyasal sinyaller aracılığıyla iletişim kurduğunu, bu iletişimde meydana gelen bozuklukların nöronların aşırı uyarılabilir hale gelmesine ve epileptik aktivitenin oluşmasına katkıda bulunabildiğini anlatan Aynekin, canlı hücre kalsiyum görüntüleme teknikleri ve çoklu elektrot dizilimleri kullanarak sinir hücrelerinin elektriksel aktivitesini incelediklerini ifade etti.
Araştırmaların uzun vadede yeni tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini vurgulayan Aynekin, özellikle hücrelerdeki protein üretim dengesinin bozulmasıyla ortaya çıkan stres mekanizmalarına odaklandıklarını belirtti. Hücrelerin protein üretiminde sorun yaşadığında kendilerini korumak amacıyla çeşitli stres yanıtları oluşturduğunu, ancak bu yanıtların uzun süre devam etmesinin sinir hücrelerinin gelişimini ve işlevlerini olumsuz etkileyebildiğini söyleyen Aynekin, ATF4 ve DDIT3 gibi moleküler belirteçler üzerinden bu süreçleri araştırdıklarını kaydetti. Aynekin, "Amacımız yalnızca epilepsi nöbetlerine neden olan elektriksel bozuklukları anlamak değil, bu bozuklukların ortaya çıkmasına yol açan hücresel mekanizmaları da belirlemek" diye konuştu.
Gelecekte hastalığın temelindeki bozuklukları hedefleyen tedavi yöntemleri geliştirilebileceğini ifade eden Aynekin, bugün epilepsi tedavisinde temel hedeflerden birinin nöbetleri kontrol altına almak olduğunu, ancak bazı genetik hastalıklarda nöbetlerin kontrol edilmesinin hastalığın altında yatan biyolojik sorunların tamamen ortadan kalktığı anlamına gelmediğini söyledi. Henüz deneysel aşamada olan çalışmaların, gelecekte yalnızca belirtileri değil hastalığın ortaya çıkmasına neden olan mekanizmaları hedefleyen tedavilerin geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini düşündüğünü belirten Aynekin, hücrelerde bozulan protein üretim dengesini ve sinir hücreleri arasındaki iletişimi yeniden düzenleyebilecek yaklaşımları araştırmayı hedeflediklerini dile getirdi.
Nadir nörolojik ve nöromüsküler hastalıkların moleküler mekanizmaları üzerine yaklaşık beş yıldır araştırmalar yürüttüğünü belirten Aynekin, çalışmalarının uluslararası bilimsel platformlarda da karşılık bulduğunu söyledi. Nöromüsküler hastalıklar alanındaki çalışmaların üç ayrı ödüle layık görüldüğünü belirten Aynekin, 9. Neuromuscular Kongresi'nde birincilik elde ettiklerini kaydetti. Beş yıl önce laboratuvar ortamında birkaç petri kabında gerçekleştirdikleri kök hücre çalışmalarıyla başlayan araştırma sürecinin bugün insan sinir sisteminin bazı özelliklerini taklit eden üç boyutlu modellerle devam ettiğini anlatan Aynekin, "Ancak en büyük hedefimiz, bu çalışmaların ilerleyen yıllarda nadir genetik hastalıklarla mücadele eden çocukların ve ailelerinin yaşamına katkı sağlayabilecek yeni tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesine zemin hazırlaması" dedi.
