Alzheimer'da hafızayı geri getiren protein keşfi: Nav1.1 ile beyin ritimleri düzeldi

Gladstone Enstitüleri ve UTHealth Houston araştırmacıları, Alzheimer’da zayıflayan gama ritimlerinin hücresel işleyişine ilişkin yeni bulgular elde etti. Neuron dergisinde yayımlanan çalışmada, odaklanma, öğrenme ve anıların hatırlanmasında rol oynayan, saniyede 30–90 kez tekrarlanan bu elektriksel salınımlar incelendi. 

Ekip, uyanık farelerde 'parvalbümin (PV) internöronları' olarak adlandırılan hücrelerin ritmi nasıl yönettiğini izledi. Bu hücrelerdeki Nav1.1 sodyum kanalı proteininin artırılmasıyla, Alzheimer modelinde bozulan zamanlamanın yeniden düzenlenebildiği gösterildi.

NÖBETLEŞE ÇALIŞAN HÜCRELER 

Araştırmacılar, koşu bandında hareket eden uyanık farelerde gerçek zamanlı elektriksel kayıtları floresan hücre görüntülemeyle birleştirdi. Sağlıklı beyinde gama ritminin, bütün hücrelerin aynı anda ateşlenmesiyle oluşmadığı belirlendi.

Bunun yerine bir grup hücre güçlü tepki verirken etkinlik kademeli olarak diğer hücrelere geçti; hücrelerin yaklaşık üçte biri ise sessiz kaldı. Araştırma lideri Dr. Jorge J. Palop, bu düzeni aynı anda adım atan askerlerden çok, birbirlerine göre konumlarını ayarlayarak uçan bir kuş sürüsüne benzetti.

Alzheimer modeli farelerde ise ilk hücrelerin yavaş kaldığı, diğerlerinin aşırı etkinleştiği ve aynı anda ateşlenmenin arttığı görüldü. Bu 'aşırı senkronizasyon', zayıflayan gama ritimleri, hafıza kaybı ve epileptik dalgalanmalarla ilişkilendirildi.

NAV1.1 İLE MÜDAHALE 

Ekip, PV internöronlarının elektriksel sinyal iletiminde görev alan Nav1.1 proteininin hem Alzheimer hastası insanlarda hem de deney farelerinde azaldığını tespit etti. Ardından Alzheimer modeli farelerde genetik müdahaleyle proteinin üretimi artırıldı.

Müdahale sonrasında internöronların doğal etkinlik sırası yeniden oluştu ve gama salınımları sağlıklı seviyelerine döndü. Hayvanlarda epileptik aktivite ve toksik amiloid plak birikimi azaldı. Hafıza testleri ile bilişsel görevlerde belirgin iyileşme görülürken yaşam sürelerinin de uzadığı kaydedildi.

HÜCREYE ÖZEL TAŞIYICILAR 

Genetik müdahalede, Allen Enstitüsü’nden Dr. Boaz P. Levi ve Dr. Jonathan T. Ting’in geliştirdiği özel viral taşıyıcılar kullanıldı. Bu araçlar, beyindeki yüzlerce hücre türü arasından PV internöronlarını hedeflemeyi sağladı. Araştırmacılar, hücreye özgü bu yaklaşımın insan dokularına yönelik tedavi tasarımlarına da zemin hazırlayabileceğini belirtti.

Gladstone ekibi, mekanizmayı klinik araştırmalara taşıma hedefiyle nöronların elektriksel sinyal iletimini güçlendirecek küçük moleküllü Nav1.1 ilaç adayları üzerinde çalışmaya başladı. Elde edilen tedavi bulguları ise şimdilik Alzheimer modeli farelerdeki deneylere dayanıyor.