Yarı İnsan Beyinli ''Zeki Fare''

Bilim ve Teknoloji’nin hızına artık yetişmek pek mümkün değil.

Her gün yeni bir metot, yeni bir yaklaşım, yeni bir keşif duyar olduk. Bunlar oldukça heyecan verici olmasına karşın pek çok sağlık problemini çözme, anlamada da katkı sağlamaktadır. Bilimin geldiği en güzel noktalardan bir tanesi ise beyinleri yarı-insan olan fareler oluşturulmuş olması. Laboratuvar ortamında oluşturulanların diğer kardeşlerinden daha akıllı olduğu ortaya konmuş oldu. Bu düşüncenin ortaya atılma amacı, hücreleri dış ortamda ele alıp çalışmaktan ziyade tüm bir fare beyni üzerinde, bulunduğu ortamı değiştirmeden çalışmak, beyin ile alakalı hastalıklar üzerine bilgimizi daha kapsamlı bir biçimde öğrenebilmek.

Beyin yapısı değiştirilen fare, yine fare nöronlarına barındırıyor; bunların tümü beyin hücrelerinin yaklaşık yarısını oluşturan “düşünen” hücrelerden oluşuyor. Ancak, değiştirilmiş fare beyni içerisindeki, nöronları destekleyen tüm gliyal hücreler, insan hücresinden oluşuyor.

Goldman’ın ekibi insanların bağışlamış oldukları fetüsler içerisinde henüz olgunlaşma döngüsünü tamamlamamış gliyal hücrelerini ayırıp çıkartarak işe koyulmuş oldu. Bu hücreleri yavru farelere enjekte edip burada astrositler, yıldız şeklinde gliyal hücreleri oluşmuş oldu. Bir yılda, fare gliyal hücreleri yabancı insan yıldız hücreleri tarafından kuşatılmış oldu. Her farede ilk başta verilen 300.000 insan hücresi, hücre sayısı 12 milyona erişinceye kadar çoğaltılma dönemi incelendi ve ana hücreleri yerinden etti.

Astrositler nöronların bağlanmalarını kuvvetlendirmede katkıda bulunduklarından dolayı, bilinçli düşünce oluşturmak açısından çok önemli olduğu söylenebilir. Astrositlerin sahip olduğu uzantılar, elektrik sinyallerinin sinapslara geçişini koordine etmede sorumluluk alıyorlar. İnsan astrositleri, farelerin sahip olduğundan 10 ile 20 katı büyüklüğündedir ve 100 kat daha çok miktarda tendrile(uzantı) sahiptir. Bu da şu anlama gelir, insan astrositleri bir bölüm içerisindeki tüm sinir sinyallerini fare astrositlerinden fazlaca uzman bir şekilde koordine etmeye devam ediyor. Goldman bunu bilgisayar gücünü kuvvetlendirmeye benzetiyor.

Zeka Etkisi

Farelerin hafızası ve bilişselliği üzerine gerçekleştirilen rutin testler, insan astrositli farelerin kardeşlerine göre çok daha fazla miktarda akıllı olduğunu gözler önüne seriyor. Testlerin bir tanesinde, ses hatırlama kabiliyetleri düşük elektrik şokuyla ölçülmüştür. Örneğin, insan hücresi verilen bir fare, ses duyduğu vakitte diğer farelere oranla 4 kat daha fazla donuk kaldığı gözlemleniyor; bu analiz hafıza sürecinin 4 kat daha fazla olduğunu bizlere gösteriyor.

Goldman bir sene öncesinde aktarmış olduğu makalesinde söylemiş olduğu gibi, araştırmasını gerçekleştirirken enjekte etmiş olduğu insan hücrelerini olgun hücrelerden alıyordu, bu demek oluyor ki söz konusu hücreler yalnızca kendilerini fare hücrelerine entegre edip bekliyorlardı. Ancak şimdi, bölünebilen ve çoğalan gliyal progenitör (öncü) hücreler tercih edildi. Bu ise, insan hücrelerinin, fare hücrelerini tümüyle yerinden ettiğini gösteriyor. Yalnızca fiziksel bir limite ulaştıklarında çoğalmayı kesiyorlar.

Türler Arası Çaprazlama

La Jolla, California Salk Enstitüsü’nden kök hücre araştırmacısı olan Fred Gage, insan astrositlerin fare içersinde aynı şekilde çalışıp çalışmadığını tespit etmenin ilgi duyulur olacağı üzerinde duruyor. Bunun sebebi ise, ona göre eldeki bulgu, farenin insandan aktarılmış olan bu hücrelerin kaderini belirlemede etkili olup olmadığını veya hücrelerin insandaki özelliklerinin değişmeden aynı formatta kalamayacağına bir açıklama sunacaktır.

Münih Ludwig-Maximilians Üniversitesi’nden Wolfgang Enard, bir türe özgü hücrelerin farklı bir türe özgü bir organizma içerisinde fonksiyonunu yerine getirebiliyor olduğunu görmenin şaşırtıcı olduğunu, hangi özelliklerin hücrenin kendisinden kaynaklandığını ve hangilerinin de çevresel koşullarla adaptif rol gösterdiği sorusunu içinde barındırdığına dikkat çekiyor. Engard, insanın dil gelişimine bağlantılı olan genine fareler sahip oldukları vakit, farelerin öğrenme yetilerinin gelişim gösterdiğini görmüştük. Bununla eş olarak ele alınan bir deneyde, Goldman olgunlaşma dönemini tamamlamamış insana ait gliyal hücrelerini, sinir hücrelerini muhafaza eden miyelin proteinini sentez etmede zayıf olan yavru farelere enjekte etti. Fare beyninde pek çok insan gliyal hücresi izolasyon materyali yapmada özelleşmiş olan beyin hücresi oligodendrositlere olgunlaşğı gözlemlendi. Bu bulgu hücrelerin bu eksikliği keşfettiğini ve bu hususu telafi ettiğini bizlere gösteriyor.

Bu deneyle multipl skleroz (MS, çoklu sertleşim) benzeri, miyelin kılıfının hasar gördüğü hastalıkların tedavi edilmesinde katkısı büyük olacak. Goldman MS hastalarını gliyal progenitör hücrelerle tedavi etmek için şimdiden izin almayı başardı ve yakında bunun ile ilgili çalışmalara başlayacağını duyurdu.

Yine de bir fare

İnsan astrositlerinin zekâyı, belleği ve öğrenmeyi nasıl etkilediğini daha çok araştırabilmek için hücreler farelerden daha zeki olan sıçanlara aşılanmaya başlanmış oldu. Goldman ilk aşılama sürecinin bitirildiğini ve hücrelerin dağılımını haritalandırdıklarını aktarıyor. Bu deney, bir bilim kurgu gibi görünse de, farelere yeni aktarılan bu hücrelerin onları daha “insan” haline dönüştürecek yeni yetenekler sağlamaması, bu tezi düşürüyor. Goldman fareleri daha fazla insan yapma benzeri yorumları karşı çıkarak şu açıklamayı yapıyor:

“Eklenen bu insan hücreleri farelerin kendi sinir ağlarının etkinliğini artırıyor, ancak fare, ‘fare’ olarak kalıyor.”

Potansiyel etik sorunlardan sebep Goldman’ın ebibi insan hücrelerini maymunlara eklemeyeceklerinde kararlı bir tutum sergiliyor.

Çalışmanın detayına erişmek isterseniz makalenin kendisi :

Journal of Neuroscience, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1510-14.2014