Bilim İnsanı Beyindeki Travma Sonrası Stres Bozukluğunun Nasıl 'Çözüleceğini' Araştırıyor

Travmatik bir olay, beyin hücrelerinin DNA'sına yerleştirilen moleküler "anahtarları" değiştirebilir. Travma sonrası stres bozukluğu (TSSB) bireysel hücrelerde hangi değişikliklere neden olur ve bunlar tersine çevrilebilir mi? Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) hibesi alan Dr. Mykhailo Batiuk, bu konuyu araştırıyor.

Ölümcül bir tehdit, bir kaza veya trajik bir olaya tanık olmak gibi bazı travmatik deneyimler başa çıkma yeteneklerimizi aşabilir ve beyni kalıcı olarak yeniden programlayarak travma sonrası stres bozukluğuna neden olabilir.

Dr. Batiuk, PAP'a verdiği demeçte, "Şu anda en etkili terapi yöntemi antidepresanlarla birlikte uygulanan psikoterapidir, ancak etkinliği hala düşüktür. Sorun, TSSB hastalarının beyinlerinde tam olarak ne gibi değişiklikler olduğunu tam olarak anlamamış olmamızdan kaynaklanıyor. Bu yüzden elimizde tam etkili bir ilaç yok," dedi.

Stres, vücudun hipotalamus-hipofiz-adrenal eksenini harekete geçirerek kortikosteroidler de dahil olmak üzere büyük miktarda stres hormonunun salınmasına neden olur. Bu sistemik tepki beyne de ulaşır. TSSB'nin beyindeki iltihaplanma seviyelerinin artmasıyla ilişkili olduğu ve glial hücrelerin (astrositler ve mikroglia) kilit rol oynadığı bilinmektedir.

Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullananlar da dahil olmak üzere önceki araştırmalar, beynin hangi bölgelerinin etkilendiğini de ortaya koyuyor. Dr. Mykhailo Batiuk, "Sorun öncelikle prefrontal korteksi etkiliyor. Bu, beynin bilişsel işlevlerden ve hafızadan sorumlu olan ve normal işleyişimiz için hayati önem taşıyan kısmıdır," diye açıklıyor.

Ancak şimdiye kadar bu değişikliklerin bireysel nöronlar ve diğer beyin hücreleri düzeyinde nasıl göründüğü hakkında çok az şey biliniyordu. ERC hibe alıcısı, bu bilgi boşluğunu doldurmayı amaçlıyor.

Dr. Batiuk, TSSB'de rol oynayan epigenetik mekanizmaları anlamayı amaçlıyor. "Bunu DNA'mızın üzerine yerleştirilmiş bir moleküler 'anahtar' katmanı olarak düşünebilirsiniz. Travma genetik kodun kendisini değiştirmez, ancak bu anahtarları açıp kapatır. Bu da beyin hücrelerinin işleyişini değiştirir ve TSSB semptomlarına yol açar," diye açıklıyor araştırmacı.

Bilim insanı, araştırmasında son teknoloji tek hücreli genomik araçlar kullanmayı planlıyor. Bu hassas yaklaşım, travmadan en çok hangi beyin hücresi tiplerinin etkilendiğini ve hangi spesifik epigenetik "anahtarların" değiştiğini belirlemesine olanak tanıyacak. Bunların belirlenmesi, bu anahtarları "sıfırlayan" yeni ve hedefli ilaçların tasarlanmasının önünü açabilir.

PTSD'yi anlamaya yönelik önceki girişimler, esas olarak beyin dokusunun daha büyük bölümlerini ("toplu olarak") incelemeye dayanıyordu. Bu çalışmalar, milyonlarca hücreden gelen sinyallerin ortalamasını alarak, bireysel hücre tiplerindeki değişiklikler hakkında bilgi kaybını içeriyordu.

"Kullandığımız teknikler, bu değişiklikleri tek hücre düzeyinde çözmemizi sağlıyor. Bunlardan biri, DNA metilasyonunu ve tek bir hücre çekirdeğindeki kromozomların mekansal organizasyonunu aynı anda incelememizi sağlayan snm3C-seq veya çoklu omik dizileme. Tek bir hücreyi dizilediğimde, metilasyonun nerede meydana geldiğini ve hangi kromozom parçalarının etkileşime girdiğini görebiliyorum," diye açıklıyor bilim insanı.

Dr. Batiuk, şizofreni ve korku hafızasının mekanizmalarını incelemek için daha önce benzer yöntemler kullanmıştı. Şimdi, her iki projeden elde ettiği bilgileri birleştirerek PTSD'nin hücresel temelini derinlemesine araştırmak istiyor.

Dr. Batiuk, araştırma için örneklerin, organ bağışı kültürünün Avrupa'ya göre daha yaygın olduğu Amerika Birleşik Devletleri'ndeki doku bankalarından geldiğini söylüyor. Beyin, nakil için kullanılamadığı için değerli bir araştırma materyali.

PAP kaynağı yaklaşık 100 örneğe erişmeyi bekliyor. Araştırmacı, "Prefrontal korteksin küçük parçalarından başlayacağız ve bunlardan 50.000-100.000 hücre elde edebileceğiz. Bu, ileri düzey analizler yapmak için yeterli," diyor.

"DNA metilasyonunun gen susturulmasında ve diğer birçok şeyin yanı sıra rol oynadığını biliyoruz. PTSD hastalarındaki belirli bir hücre tipini sağlıklı bireylerin hücreleriyle karşılaştırarak, genomda değişiklik olup olmadığını ve nerede olduğunu görebileceğim. Bu, PTSD gelişiminde hangi genlerin rol oynadığını tahmin etmemi sağlayacak. Daha sonra epigenomu değiştiren araçlar kullanarak bu genleri veya genom bölgelerini hedefleyebiliriz," diye açıklıyor.

Ayrıca bir hayvan modeli olan fareler üzerinde de araştırma yapılacak.

Dr. Batiuk, ERC hibesini uygulamak için Wrocław'daki Polonya Teknoloji Geliştirme Merkezi'ni (PORT) neden seçtiği sorulduğunda, enstitünün benzersiz yapısını vurguluyor. "PORT yalnızca temel araştırmalar yürütmekle kalmıyor, aynı zamanda sonuçlarını klinik uygulamaya aktarmaya da odaklanıyor. Sonuçları endüstriyle iş birliği yaparak uygulamaya koyma, bir girişim kurma veya bunları kliniğe uygulama fikri beni cezbetti. Elbette, henüz bu konuda konuşmak için çok erken. Öncelikle sağlam tedavi hedefleri bulmamız gerekiyor, ancak gelecekte enstitüyle iş birliği yaparak bunları uygulamaya koymaya çalışacağız," diye sözlerini tamamlıyor.

4 Eylül'de sona eren ERC (Avrupa Araştırma Konseyi) yarışmasında toplam 761 milyon avro ödül dağıtıldı. 478 genç araştırmacıya bu hibeler verilirken, en fazla hibe Almanya'dan (99), Birleşik Krallık'tan (60), Hollanda'dan (44) ve Fransa'dan (41) bilim insanlarına gitti. Polonya'da projeler üzerinde çalışan altı araştırmacı da kazananlar arasındaydı.

Ludwik Tomal (PAP)

lt/ bar/ mhr/