FELÇLİ HASTALAR İÇİN YENİ BİR UMUT MU DOĞUYOR?

Bu yazı Dr.Serdar KULA danışmanlığında yazılmıştır.

Son günlerde gündemde olan felçli bir farenin nasıl yürütüldüğüne hep birlikte göz atalım mı?

Alman bilim insanlarından oluşan bir araştırma ekibi, omurilik yaralanması sebebiyle felç olmuş bir fareyi yeniden yürütmeyi başardı. Gen tedavisi sayesinde fareler hasarlı sinir hücrelerini iyileştirici proteinlerini kendileri sentezledi.

İlk olarak farelerdeki felcin nedeni olan omurilik yaralanması nedir, bir bakalım.

Omurilik yaralanması, ciddi bir hastalık olup kalıcı sakatlıkla sonuçlanan bir durumdur. Omurilikten geçen sinirler hasar aldığında motor ve duyusal fonksiyon kaybı ortaya çıkmaktadır.(1) Yaralanma çoğu zaman büyük bir travma sonucu oluşur ve ortaya çıkan felç genellikle geri döndürülemez. Bireyin yaşamının geri kalanında önemli fonksiyonel bozulmalara yol açtığı ve hastalar sayısız yan etki riskine maruz bırakıldığı için tedavisi oldukça masraflıdır. (2) Omurilik yaralanmasının ömür boyu ekonomik etkisinin 2 ila 4 milyar dolar olduğu tahmin edilmektedir. (3)(4)

Şekil 1: Hiper-interlökin-6’nın transnöronal iletimi, farelerde şiddetli omurilik yaralanmasından sonra fonksiyonel iyileşme sağlar.(2)

Yakın zamana kadar omurilikteki hasarlardan kaynaklanan felçler tedavi edilemez kabul edilirken yeni bir yaklaşımla Almanya’nın Bochum kentindeki Ruhr Üniversitesi Hücre Fizyolojisi Departmanında çalışan bilim insanları, Profesör Dietmar Fischer önderliğinde ilk kez felçli bir farenin yeniden yürümesini sağladı. Çalışmanın en önemli noktası ise sinir hücrelerinin yeniden oluşmasını uyaran hiper-interlökin-6 proteini ve bu proteinin hayvanlara aktarılması olmuştur. Bochum’daki araştırma ekibi daha önceki çalışmalarında hiper-interlökin-6’nın görme sistemindeki sinir hücrelerinin yenilenmesini etkin bir şekilde uyardığını kanıtlamıştı. Dietmar Fischer’ın söylediğine göre bu bir “tasarım proteini” (designer cytokine) yani doğada bu şekilde bulunmuyor ve genetik mühendislik kullanılarak üretilmesi gerekiyordu. Bu çalışmalarında ekip, motor ve duyu kortekslerindeki (beyin kabuğu) sinir hücrelerini hiper-interlökin-6’yı kendilerinin üretmesini sağlamak amacıyla uyardı. Bu amaç doğrultusunda, kolayca ulaşılabilen bir beyin bölgesine gen tedavisi için kullanılan virüsleri enjekte ettiler. Beyindeki bu virüsler proteini belli sinir hücrelerine ulaştırdı. Beynin farklı bölgelerindeki sinir hücreleri birbirleriyle aksonlardan bağlantılı olduğu için hiper-interlökin-6 bu hücrelere de doğrudan aktarıldı. Dietmar Fischer, birkaç sinir hücresine uygulanan gen tedavisinin, beyindeki çeşitli sinir hücrelerinin ve omurilikteki çeşitli sinir yollarının da yenilenmesini uyardığına dikkat çekti. “En nihayetinde, bu tedaviyi uyguladığımız felçli hayvanlar, iki ila üç hafta sonra yürümeye başlıyor. Daha önceden böyle bir şeyin mümkün olduğu gösterilemediğinden en başta bize de büyük bir sürpriz oldu.” diye ekledi. (5)

Gelelim deneyin detaylarına:

Tüm deneysel prosedürler yerel hayvan bakım komitesi (LANUV Recklinghausen) tarafından onaylanarak Almanya’daki hayvan deneyleri için federal ve eyalet yönergelerine de uygun olarak yürütülmüştür.

Farelerin hareket yetenekleri Basso Mouse Scale (BMS) adı verilen bir skalaya göre test edilip puanlanmıştır. Her bir fare 1 metre çaplı daire ve açık alanda, iki kişi tarafından dörder dakika izlenmiştir. Bu açık alan, farelerin kaçmasını engellemek ve onları her açıdan gözlemleyebilmek için 30 santimetre yüksekliğinde bir camla çevrilmiştir. Puanlama parametreleri; bilek hareketleri, pençelerin konumu, yürüyüş şekli, koordinasyon, gövdenin sabitliği ve kuyruk konumu olmak üzere en düşük puan 0 (hareketsiz), en yüksek puan 9 (normal hareket) olarak belirlenmiştir. Test edilmeden önce fareler açık alanlara ve elde tutulmaya alıştırılmıştır. BMS testleri hasardan önce, 1, 3 ve 7. günlerde ve sonrasında ise sekiz hafta boyunca haftada bir kez yapılmıştır. Farelerin hareketleri Catwalk sistemiyle de analiz edilmiştir.

Catwalk sistemi genellikle omurilik yaralanmasından sonra fonksiyonel iyileşmeyi analiz etmek için kullanılmaktadır. Yeşil led ışıkla aydınlatılan cam bir plaka ve altına yerleştirilmiş yüksek hızlı bir kameranın bulunduğu dar koridordan oluşmaktadır. Kırmızı LED ışıklı ilave bir aydınlatmalı tavan, hayvanın vücut hatlarını görünür kılmaktadır. Cam plakaya dokunan pençeler, temas alanındaki yeşil ışıkla aydınlatılarak yalnızca kamera tarafından algılanan bir ayak izi oluşturur. Daha sonra Cat-Walk XT yazılımı, her bir ayak izinin boyutları, konumu ve zamanlamasındaki değişiklikleri tanımlar. Bu sistemle, her hayvanın pisti geçmesine izin verilir ve camın altından dijital video kamera tarafından üç koşu sürekli olarak kaydedilir. Catwalk testi, ilgili farelerin yaralanmasından 8 hafta sonra gerçekleştirilmektedir. (5)

Şekil 2: Omurilik ezilmesini ve tedaviden 8 hafta sonra farelerin arka bacak hareketini göstermektedir.(2)

Bu deney akıllarda meraklı bir soru oluşturdu: İnsanlar üzerinde ne zaman uygulanabilir? İnsanlar üzerindeki etkisini söylemek için çok erken olduğunu söyleyen Fischer, deney sırasının domuzlar ve köpeklerde olduğunu söyledi. Eğer bunlarda da işe yararsa tedavinin insanlarda güvenli olup olmadığı aşamasına geçeceklerini belirterek “Bu kesinlikle uzun yıllar alacaktır” vurgusunu yaptı.

YAZARLAR:

1. Melisa ÇELEBİ

2. Aybüke BAHRAN

DÜZENLEYENLER:

1. Aybike KIR

2. Karen ÖZÜLKÜ

3. Busenur YILMAZ

4. Tuhan ORUK

KAYNAKÇA:

(1): Eckert MJ, Martin MJ. Trauma: Spinal Cord Injury. Surg Clin North Am. 2017 Oct;97(5):1031-1045.

(2): Spinal Cord Injury (SCI) 2016 Facts and Figures at a Glance. J Spinal Cord Med. 2016 Jul;39(4):493-4.

(3): Varma AK, Das A, Wallace G, Barry J, Vertegel AA, Ray SK, Banik NL. Spinal cord injury: a review of current therapy, future treatments, and basic science frontiers. Neurochem Res. 2013 May;38(5):895-905.

(4): McDaid D, Park AL, Gall A, Purcell M, Bacon M. Understanding and modelling the economic impact of spinal cord injuries in the United Kingdom. Spinal Cord. 2019 Sep;57(9):778-788.

(5): Leibinger, M., Zeitler, C., Gobrecht, P. et al. Transneuronal delivery of hyper-interleukin-6 enables functional recovery after severe spinal cord injury in mice. Nat Commun 12, 391 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-020-20112-4

+4