Beyrut Üniversitesi araştırmacıları zebra balıklarındaki Mauthner sinir hücreleri üzerinde çalışarak, bu hücrelerin hasar gördüklerinde daha önceden bilinmeyen bir hızda rejenere edilebildiğini ve zebra balıklarının merkezi sinir sistemleri içindeki rollerini keşfetti. Çalışma iki temel aşamadan oluşuyor ve her biri ayrı birer makale ile yayımlandı.

Gelişmiş canlılardaki savaş ya da sıvış işlevini gerçekleştiren amigdalanın modern ancak basit bir hali olarak düşünebileceğimiz Mauthner hücrelerinin daha önceleri rejenerasyon yetisine sahip olmadıkları düşünülüyordu. Ancak çalışmada nöron hasarının hücrenin neresinde olduğunun rejenerasyon kabiliyeti ve hızını etkilediği de not edildi. Peki gerçekte bu rejenerasyonun keşfi neden ve ne kadar önemli?

Normal şartlar altında, embriyonik sinir gelişimini takiben, nöroplastisite dediğimiz nöronların akson uçlarını uzatmalarına bağlı olarak yeni bağlantılar kurma veya bir takım bağlantıları benzer bir aktivite ile kaybetmek dışında sinir hücrelerinin ölümden geri dönemediğini ve bazı küçük hasarları dahi ömür boyu gideremeyebildiklerini biliyoruz. Başka diğer hiçbir hayvan türünün özellikle de merkezi sinir sistemi dahilindeki nöronların bu çalışmada keşfedildiği kadar net bir biçimde rejenerasyon yeteneğine sahip olduğu bugüne kadar gözlemlenmemişti. Çalışmanın bu ayağı Communications Biology'de yayımlandı.

Birçok balık ve amfibi türünün merkezi sinir sisteminin en büyük hücresi olan ve aktivitesi ile yaşam kurtaran 'kaçma' refeleksini yaratan Mauthner hücreleri üzerlerinde sinyalleri neredeyse vücut boyu taşıyarak bu işlevlerini yerine getirirler. Kısacası yakalaşan avcıdan kaçabilmek için bu hücrenin boylu boyunca sağlıklı ve uzamış halde bulunması büyük bir önem arz ediyor. Yani kaçabilmek için gereken motor aksiyonun ortaya çıkmasını sağlayacak motor nöronlar ile mauthner hücresinin akson uçları birbiri ile temas halinde olmalı.

Birçoğumuzun bildiği gibi akson uçları -içinde çekirdeğin olduğu hücrenin ana kısmından- sinir hücrelerinden belirli bir yöne doğru uzayan ve diğer (sıradaki) hücrenin vücudu ile temasa geçebilen uzantılarıdır. Yani hücrenin kendisinden en uzak kısmı hasarın giderilmesi gereken kısmıdır. Ne var ki, eğer hasar mauthner hücresinin badisine en yakın akson bölgesinde olduysa hücre ölür, en uç kısma yakın hasarlar varsa hücre ölmez ancak oluşan hasar ya kısmen giderilir ya da hiç giderilemeyebilir.

O zaman şaşırtıcı olan sıradışı durum bunun neresinde diyebilirsiniz. Şöyle ki; eğer hasar bir aksonun orta kısmında ise o durumda Mauthner hücreleri görülmedik bir biçimde hızlı ve hasarı tamamen giderebilen rejenerasyon gerçekleştirebiliyor. Çalışmaya göre, hasardan sonraki ilk haftada akson ve fonksiyonu tamamen giderilebiliyor.

Çalışmanın başyazarı post-doc Dr. Alexander Hecker'a göre, neredeyse üzerinde bir konsensus olan Mauthner hücrelerinin rejenerasyon yeteneği olmadığı nosyonunu derinden sarsıyor. Ancak bu noktada da şu hesaba katıldı, peki ya hasardan sonraki bir hafta içinde MSS dahilindeki başka hücreler bu görevi üstleniyor ve kaçma refleksini ortaya çıkarıyorsa? Bu durumda Mauthner hücrelerinin yenilenebilme yetisi (veya tamamen yenilebilmeleri) sanıldığı gibi gerçek olmayabilirdi.

Bahsigeçen bu şüphe de Prof. Dr. Stefan Schuster'in PNAS'ta yayımlanan çalışması ile ortadan kalktı. Yani gerçekten de Mauthner hücreleri hem fonksiyonlarını hem strüktürel hallerini geri kazanıyor. Bu çalışmada ise, zebra balıklarında kaçma refleksini yalnız ve yalnızca Mauthner hücrelerinin ortaya çıkardığı keşfedildi. Bunun için de bu hücreleri geri dönülemez biçimde zedeleyen araştırmacılar bu inaktivasyon veya ampütasyon ile kaçma refleksinin yok olduğunu ve geçen zamanla dahi geri kazanılamadığını net bir biçimde gösterdi.

Bu hücrelerin sıradışı yetnekleri sayesinde araştırmacılar yine MSS dahilindeki başka bir takım hücrelerin farklı kısımlarında, bugüne kadar dikkati çekmemiş yenilenebilme yeteneklerine sahip olup olmadığını araştırmaya karar verdi. Yenilenmeye dahil olan genlerin de tespiti ile belki daha ileri canlılarda da ortaya çıkan merkezi sinir sistemi temelli nörodejeneratif hastalıkların önceden engellenebilmesi ve tedavi edilebilmesi mümkün olabilecek.