Bağırsaklarınız harikulade bir yerdir. İnce ve kalın bağırsaklarınızın içini kaplayan özel bir hücre tabakası, yediklerinizden besin ve su alırken kötü şeyleri sisteminizden uzak tutar. Bu tabakaya bağırsak epiteli denir. Kök hücreleri kullanarak her dört ila yedi günde bir kendini tamamen yeniler. Bunlar hem bölünerek kendini yenileyebilen hem de organlarınızı yenilemek için başka hücre türlerine yol açmak üzere farklılaşabilen özel bir hücre türüdür. Ancak bilim insanları hala bu kararları tam olarak nasıl aldıklarını ya da bir kök hücreyi neyin tanımladığını bilmemektedir.
Daha önce Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde (ISTA) doktora sonrası araştırmacı olarak çalışan ve şu anda Graz Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Bernat Corominas-Murtra ve ISTA’da profesör olan Edouard Hannezo, bağırsak epitelindeki kök hücreleri incelemek için Amsterdam’daki Jacco Van Rheenen ekibi liderliğindeki uluslararası bir deneysel araştırmacı grubuyla birlikte çalıştı. Kök hücrenin ne olduğuna dair anlayışımızı değiştirebilecek heyecan verici yeni bir mekanizma buldular. Bulguları şimdi Nature dergisinde yayınlandı.
Bağırsak epiteli sadece bir hücre tabakası kalınlığındadır ve sürekli yenilenir. İnce ve kalın bağırsakların iç kısımlarını kaplayan küçük dokunaçlara benzeyen villusların her tarafındadır. Villuslar arasında bağırsak kriptleri adı verilen küçük cepler bulunur. Bu isim biraz gizem çağrıştırabilir ve orada gerçekte ne olduğu çok da uzak olmayabilir. “Kriptlerin dibinde, epitelyumdaki kök hücreler sürekli olarak bölünmektedir. Ortaya çıkan hücrelerin bir kısmı kript içinde kök hücre olarak kalırken, diğerleri dışarıya, çevredeki villusların ucuna doğru itilir,” diye açıklıyor Corominas-Murtra, “sonunda, bağırsak işlevini sağlayan ve birkaç gün sonra atılan işlevsel hücre tiplerine farklılaşırlar. Bu vücudunuzda her zaman olur ve bu mekanizma bozulursa ciddi tıbbi sorunlarla karşılaşabilirsiniz.”
Bilim insanları ince ve kalın bağırsaklardaki bu kök hücreleri incelerken başlangıçta şaşkınlığa uğradılar. “Corominas-Murtra şöyle devam ediyor: “Kök hücreler hakkında genellikle düşündüğümüz şey, kök hücre olmanın bir hücrenin içsel biyokimyasal özellikleri tarafından belirlendiğidir – tanımlayabileceğimiz biyokimyasal bir işaretleyici gibi bir şey. “Bu geleneksel kök hücre işaretine sahip hücreler arasında birçoğunun aslında hiçbir zaman kök hücre olarak çalışmadığını, bunun yerine bağırsağın uzun vadeli yenilenmesine hiçbir katkıda bulunmadan atılmak üzere kriptlerin dışına itildiğini gördük. Ayrıca, klasik belirteçler hem ince hem de kalın bağırsakta yaklaşık aynı sayıda kök hücre öngörürken, ince bağırsakta kök hücre olarak çalışan hücre sayısının kalın bağırsaktakinin yaklaşık iki katı olduğunu gördük.” Bilim insanları bu nedenle hangi hücrelerin gerçekte kök hücre olarak hareket ettiğini neyin belirlediğini anlamak istediler ve kriptlerdeki kök hücreleri düzenleyen şaşırtıcı yeni bir mekanizma buldular.
“Bu hücrelerin kök hücre gibi davranıp davranmamasının tamamen bulundukları yerle ilgili olduğunu gördük! Epiteldeki hücreler, tıpkı bir taşıma bandında olduğu gibi, altlarındaki hücre bölünmeleri tarafından kriptten dışarı doğru itilmekle kalmıyor, aynı zamanda başka bir tür hareket de söz konusu,” diye açıklıyor Corominas-Murtra. Bilim insanları epitel tabakasındaki hücrelerin de rastgele yönlerde aktif olarak hareket ettiğini buldular – isterseniz taşıma bandı boyunca ileri geri. Bu şekilde, taşıyıcı bant boyunca bir süre itilmiş olan hücreler kriptanın tabanına geri dönebilir ve epiteli bölmek ve yenilemek için orada tekrar kök hücreler olarak hareket edebilir. Edouard Hannezo bu bulguların olası sonuçlarını şöyle açıklıyor: “Bu hareketler, hangi hücrelerin işlevsel olarak kök hücre görevi göreceğini belirleyen yeni bir çevresel mekanizma oluşturuyor. İnce bağırsakta, hareketleri düzenleyen moleküler sinyal kalın bağırsaktakinden daha güçlüdür, bu nedenle hücreler kripta içine daha sık geri hareket edebilir. Bu da ince bağırsakta neden kalın bağırsağa kıyasla daha fazla çalışan kök hücre olduğunu açıklıyor. Bunun, kök hücrenin gerçekte ne olduğunu ve tıbbi uygulamalarda nasıl kullanılacağını anlamamız açısından önemli etkileri olabilir.”
Bu görüş, Bernat Corominas-Murtra ve Edouard Hannezo’nun ISTA’daki önceki araştırmalarına ve Van Rheenen grubunun çalışmalarına dayanıyor. Aslen fizik kökenli olan Corominas-Murtra ve Hannezo, bağırsak epitel tabakasının gelişmiş bir matematiksel modelini oluşturarak hücrelerin hem kriptten uzağa hem de kripte doğru hareketini dahil ettiler. Modellerini kullanarak, ince ve kalın bağırsaklarda gerçekten çalışan kök hücrelerin sayısını tahmin edebildiler. Avrupa’nın dört bir yanından bir dizi başka araştırma grubu, tahminleri test etmek için mikroskopi ve genetikteki en son yöntemleri kullanarak deneyler tasarladı ve bunların doğru olduğunu buldu. Hatta kriptlerdeki kimyasal sinyali engellemeyi denediler ve bunun tahmin edildiği gibi çalışan kök hücre sayısını azalttığını gördüler.
ISTA
Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (ISTA), Avusturya’nın Viyana kent merkezine 18 km uzaklıktaki Klosterneuburg’da bulunan doktora dereceli bir araştırma kurumudur. ISTA’da kadrolu profesörler, doktora sonrası bursiyerler ve doktora öğrencileri çalışmaktadır. Merak odaklı araştırma ilkesine bağlı olan Enstitü, tüm bilimsel keşiflerin haklarına sahiptir ve bunların kullanımını teşvik etmeye kararlıdır. ISTA’nın ilk başkanı, ABD’nin Berkeley kentindeki California Üniversitesi ve İsviçre’nin Lozan kentindeki EPFL’de profesörlük yapmış, önde gelen bilgisayar bilimcilerinden Thomas A. Henzinger’dir. Henzinger’i 2023 yılında Martin Hetzer izleyecektir. ISTA’nın lisansüstü okulu, biyoloji, matematik, bilgisayar bilimleri, fizik, kimya ve ilgili alanlarda lisans veya yüksek lisans derecesine sahip yüksek nitelikli adaylara tamamen finanse edilen doktora pozisyonları sunmaktadır. www.ista.ac.at
Referans; Azkanaz, M., Corominas-Murtra, B., Ellenbroek, S.I.J. et al. Retrograde movements determine effective stem cell numbers in the intestine. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04962-0
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.