Beyindeki hudut hücrelerini ışıkla denetim etmek, kaybolan anıları tekrar hatırlatmak ya da görme yetisini kaybeden bir insanın etrafındaki objeleri tekrar algılamasını sağlamak… Bir devir bilim kurgu sinemalarını hatırlatan bu fikirlerin kimileri, bugün bilim insanlarının laboratuvarlarda üzerinde çalıştığı gerçek uygulamalara dönüştü.
Genetik mühendisliği ile ışığı bir araya getiren optogenetik alanındaki keşifler, 2026 Nobel Fizyoloji yahut Tıp Ödülü’nü Karl Deisseroth, Peter Hegemann ve Georg Nagel’e kazandırdı. Geliştirilen sistem, bilim insanlarının hudut hücrelerinin faaliyetlerini mikro alglerden çıkan fikirle ışık yardımıyla denetim etmesini sağlarken görme kaybından Alzheimer’a, bağımlılıktan öteki nörolojik hastalıklara kadar farklı alanlarda yeni araştırmaların önünü açtı.
Optogenetiğin insanlarda kullanılması konusunda en dikkat cazibeli gelişmelerden biri 2021 yılında yaşandı. Yaklaşık 40 yıldır görme kaybı yaşayan bir hasta, deneysel tedavinin akabinde özel bir gözlük yardımıyla önündeki objeleri kısmen algılamaya başladı. Hastanın birtakım görme fonksiyonlarını tekrar kazanabildiğini ortaya koyan araştırma, prosedürün klinik potansiyelini gösteren kıymetli bir gelişme olarak değerlendirildi.
Optogenetik formülüyle hudut hücrelerinin ışıkla denetim edilmesi ve göz ile beyin üzerindeki uygulama alanları temsili
2021 yılında optogenetik usulle görme engelli bir hastanın görme fonksiyonunun bir kısmını yine kazanmasını sağlayan araştırmanın öncülerinden Pittsburgh Üniversitesi Tıp Fakültesi Oftalmoloji Bölüm Başkanı ve UPMC Görme Enstitüsü Direktörü Dr. José-Alain Sahel, Nobel mükafatı sayesinde tanıştığımız bu umut verici tekniği anlattı.
DR. SAHEL: YENİ ÇALIŞMALARIMIZ DAHA DA UMUT VERİCİ
Aradan geçen beş yılın akabinde 7 Ekim’de optogenetik tedaviyle ilgili daha geniş çaplı bir araştırma yaptıklarını ve 10 hastanın 7’sinde olumlu sonuç aldıklarını aktaran Sahel, “Beş yıl evvel, optogenetik formülün görme engelli bir hastada görme fonksiyonlarının kimi yönlerini yine kazandırmaya yardımcı olabileceğini birinci defa göstermiştik. Yeni çalışmamızda ise daha geniş bir hasta kümesinde umut verici sonuçlar elde ettik. Bu bulgular, optogenetik tedavinin ileri evre retinitis pigmentosa hastalarında manalı seviyede görme fonksiyonunu tekrar kazandırabileceğine ait ek kanıtlar sunuyor” ifadelerini kullandı.
Pittsburgh Üniversitesi Tıp Fakültesi Oftalmoloji Bölüm Başkanı ve UPMC (University of Pittsburgh Medical Center) Görme Enstitüsü Direktörü Dr. José-Alain Sahel
GÖRME KAYBININ TEDAVİSİNDE YENİ HEDEF: DAHA HASSAS BİR SİSTEM
Sahel, görsel bilgilerin retinaya daha hassas biçimde iletilmesini sağlayacak yeni teknolojiler üzerinde çalıştıklarını anlattı, geleceğe ait beklentisini ise şu sözlerle lisana getirdi: “Daha fazla araştırmaya ve klinik teste gereksinim duyulsa da son birkaç yılda kaydedilen ilerleme son derece umut verici. Geliştirilen teknolojilerde yapılacak daima iyileştirmelerin, hastaların tekrar kazanabilecekleri görme fonksiyonlarını daha da artırabileceği konusunda iyimseriz.”
ALZHEIMER VE BAĞIMLILIKTA OPTOGENETİK
Optogenetik usulü sadece görme kaybına yönelik çalışmalarla hudutlu değil. Bilim insanları, Alzheimer hastalığında hafızanın nasıl etkilendiğini ve bağımlılıkla bağlı davranışların beyindeki hangi hudut hücreleri tarafından yönetildiğini anlamak için de bu teknolojiden yararlanıyor. Hayvan deneylerinde elde edilen birtakım bulgular, ışıkla muhakkak hudut hücrelerinin harekete geçirilmesinin unutulmuş anıların tekrar hatırlanmasına ve bağımlılıkla alakalı davranışların değiştirilmesine yardımcı olabileceğini gösteriyor.
Biyoteknoloji uzmanı Dr. Semih Tareen, optogenetiğin Alzheimer ve demans araştırmalarındaki potansiyelini kıymetlendirdi. Tareen, “Demans, hafıza kaybı ve gibisi olan Alzheimer hastalığı üzere hastalıklar için optogenetik alanı aslında olumlu bir tedavi olabilir. Bunu fare deneylerinden biliyoruz” dedi.
Biyoteknoloji uzmanı Dr. Semih Tareen / instagram: @virusfantom
UNUTULAN ANILAR IŞIKLA YENİDEN HATIRLATILABİLİR Mİ?
Araştırmacıların, Alzheimer gibisi hafıza kaybı yaşayan farelerde muhakkak hudut hücrelerini ışık yardımıyla tekrar harekete geçirebildiğini anlatan Tareen, bu yolun nasıl çalıştığını şöyle açıkladı:
“Farelerin beyinlerine bu channelrhodopsin denen reseptörü veriyorlar ve bu sayede iyon alışverişi sağlanacak hale geliyor ve bu ışıkla tetikleniyor. Yani farenin beynine iki sinyal lazım. Birincisi bu kanalın yerleştirilmesi gerekiyor. Bunu da genetik mühendisliğiyle yapıyorlar.”
Tareen’in kelamını ettiği channelrhodopsin (kanalrodopsin), birtakım mikro alglerde doğal olarak bulunan ışığa hassas bir protein. Genetik mühendisliği yoluyla muhakkak hudut hücrelerinin bu proteini üretmesi sağlanıyor. Akabinde bu hücrelere ışık verilerek faaliyetleri denetim edilebiliyor. Böylelikle bilim insanları, hafızayla bağlantılı belli hudut hücrelerinin etkinleştirilmesinin davranışlar üzerindeki tesirini inceleyebiliyor.
HAFIZASINI KAYBEDEN FARELERE UNUTTUĞU KORKUYU HATIRLATTILAR
Deneylerde kullanılan tekniğin ikinci kademesini anlatan Tareen, “İkincisi de optik fiber kullanarak bir optik ışık ile bunu aktive ediyorlar ve o aktivasyon sayesinde bu hücrelere iyon alışverişi sağlanıyor. Bu formda bu hudut hücreleri aktive oluyor, canlanıyorlar ve bu sayede hafıza kaybına uğramış farelerin tekrar bu hafızayı kazanmalarını sağlıyorlar ve bu deneylerde bu bahsettiğim fareleri korkutma ve onların o korkutucu sinyal karşısında donma deneyleri var. Orada bunu yapmayı unutmuş bir fareyi tekrar bunu hatırlatabiliyorlar” formunda konuştu.
Bu şu an insan deneyleri üzerinde bilhassa çalışılmıyor ancak bilhassa bir gün bu olabilir ve hatta Nobel mükafatı kazananlardan Karl Deisseroth isimli bilim beşerinin MapLight Therapeutics diye bir şirketi var ve bu şirket hani bu çeşit çalışmalar üzerine odaklanmak istiyor.
Biyoteknoloji uzmanı Dr. Semih Tareen
Tareen, bağımlılığa ait hayvan deneylerinde de dikkat cazibeli sonuçlar elde edildiğini belirtti. ‘Uyuşturucu’ arama davranışı gösteren sıçanlarla yürütülen deneyleri anlatan Tareen, ilgili hudut hücreleri ışıkla etkinleştirildiğinde “Tekrar bu ‘uyuşturucu’ arama yani mükafatı arama davranışı yok oluyor” sözlerini kullandı.
Optogenetiğin bağımlılıkta kullanılması konusunda da emsal deneyler yapılıyor. Bilhassa sıçanlarda ‘uyuşturucu’ bağımlılığına yönelik deneysel modeller var. Mesela sıçan, bir düğmeye bastığında kendisine ‘uyuşturucu’ verileceğini öğreniyor ve tekrar tekrar bu düğmeye basarak bağımlılık davranışı geliştiriyor.
Bu sıçanlarda optogenetiği kullanabilmek için iki evre gerekiyor. Birincisi, genetik mühendisliği yoluyla sıçanların beyinlerindeki belli hudut hücrelerine ışığa hassas iyon kanallarının yerleştirilmesi. İkincisi ise bu hudut hücrelerini aktive etmek için fiber optik bir kablo aracılığıyla ışık verilmesi.
Bu hudut hücreleri ışıkla aktive edildiğinde, sıçanların yine uyuşturucu arama, yani ödül arama davranışının ortadan kalktığını gözlemliyorlar.
Biyoteknoloji uzmanı Dr. Semih Tareen
Brezilya’da seçimi Lula Da Silva kazandı
Trump, Netanyahu’ya seçim dayanağını yineledi
Bulgaristan’da cumhurbaşkanlığı seçimi ikinci cinse kaldı
Seçimlere bir gün kala Netanyahu’dan değişik paylaşım
Vucic seçim hezimetini kabul etti
Brezilya kritik devlet başkanı seçimi için sandık başında: Oy verme mühleti uzatıldı
Zelenski duyurdu: ABD, Rusya ve Ukrayna üçlü toplantısı Kasım’da yapılacak
