Onilliklərdir ki, alimlər beynin immun sistemini bədənin qalan hissəsində fəaliyyət göstərən immun müdafiə sistemlərindən əsasən ayrı hesab edirlər. Beynin öz ixtisaslaşmış immun hüceyrələri, eləcə də bir çox maddənin və hüceyrənin beyin toxumasına daxil olmasını məhdudlaşdıran qan-beyin baryeri var.

Stanford Universitetinin yeni tədqiqatı bu mənzərəni şübhə altına alır. Alimlər müəyyən ediblər ki, insan yaşlandıqca bədənin digər yerlərindən çoxlu sayda immun hüceyrəsi insan beyninə daxil olur. Bu kəşf alimlərin beyin qocalması ilə bağlı anlayışlarını dəyişdirə və nəticədə nevroloji xəstəliklərin müalicəsi üçün yeni imkanlar yarada bilər. Qismən Vu Tsai Neyroelmlər İnstitutundakı Beyin Davamlılığı üzrə Knight Təşəbbüsü tərəfindən dəstəklənən iş bu yaxınlarda Nature jurnalında dərc edilib .

Stanford Tibb Universitetində patologiya üzrə postdoktorluq alimi və yeni tədqiqatın ilk müəllifi olan Culiya Belk bildirib ki, “Biz adətən beyni qapalı sistem kimi düşünürük. Məlum olub ki, əslində yaşlanma zamanı insan beyninə çoxlu immun hüceyrələri daxil olur.”

Beyin Tədqiqatına Gözlənilməz Bir Yol

Belkin nevrologiyaya marağı Stanford Humanitar və Elmlər Universitetində Kompüter Elmləri Bölməsində aspiranturada oxuyarkən yaranıb. Bu müddət ərzində o, həmçinin Sarafan ChEM-H-nin Kimya/Biologiya İnterfeysi üzrə Doktoranturayaqədərki Təlim Proqramı vasitəsilə təhsil alıb. O, bu təcrübəni fundamental elm, kompüter elmləri və tibb sahələrini birləşdirən fənlərarası yanaşmanın formalaşdırılmasında vacib hesab edib.

Bu təlim nəticədə yeni tədqiqatın baş müəllifi, Stanford Tibb Universitetində patologiya üzrə dosent və Kök Hüceyrə Biologiyası və Regenerativ Tibb İnstitutunun üzvü Siddhartha Jaiswal ilə əməkdaşlığa gətirib çıxardı.

Əvvəlki işlərində tədqiqatçılar onilliklər boyu izlənilən bəzi insanlar da daxil olmaqla minlərlə insanın genetik məlumatlarını araşdırdılar. Komanda göstərdi ki, mutasiyaya uğramış qan kök hüceyrələri tərəfindən istehsal olunan müəyyən immun hüceyrə klonlarını daşıyan insanlarda Alzheimer xəstəliyinə tutulma ehtimalı daha azdır. Bu nəticə bu qeyri-adi immun hüceyrələrinin beyinlə qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyi ehtimalını artırdı.

Tədqiqatçılar daha sonra bəzi mutant hüceyrələrin beynin özünə daxil ola biləcəyinə dair dəlillər tapdılar. Müvafiq mutasiyalar qeyri-müəyyən potensialın klonal hematopoezi ilə əlaqələndirilir ki, bu da yalnız az sayda insanda rast gəlinən bir vəziyyətdir. Buna baxmayaraq, kəşf komandanı daha geniş bir sual verməyə vadar etdi: İnsanlar yaşlandıqca qandan immun hüceyrələri onların beyninə müntəzəm olaraq daxil ola bilərmi?

“Sümük iliyindən qan kök hüceyrələri ilə davamlı olaraq yenilənən əksər immun hüceyrələrindən fərqli olaraq, beyindəki immun hüceyrələrinin beyindən kənardan heç bir töhfə olmadan ömür boyu özlərini yenilədiyi güman edilirdi”, – deyə Caysval bildirib. “İlk tədqiqatımız göstərdi ki, bu, həmişə belə olmaya bilər.”

Mikroglianın Uzunmüddətli Görüşünə Çətinlik Yaratmaq

İllərdir bir çox tədqiqatçı beynin ixtisaslaşmış immun hüceyrələrinin, yəni mikroqliya hüceyrələrinin doğuş zamanı əmələ gəldiyinə və ömür boyu özünü təmin edən bir populyasiya olaraq qaldığına inanırdı. Bu modelə əsasən, bədənin başqa yerlərindən immun hüceyrələrinin beyinə miqrasiya etməsi və bu populyasiyanın bir hissəsinə çevrilməsi gözlənilmirdi.

Belk və həmkarları fərqli bir ehtimalı nəzərdən keçirməyə başladılar. Əgər bəzi insanlarda xarici immun hüceyrələri beyinə daxil ola bilsəydi, bəlkə də bu proses heç də nadir deyildi. Əksinə, bu, insan qocalmasının adi bir xüsusiyyəti ola bilərdi.

Qan əsaslı immun hüceyrələrinin Alzheimer xəstəliyində rol oynaya biləcəyi fikri həm qeyri-adi, həm də mübahisəli idi. 2022-ci ildə Jaiswal və həmkarları, alimlərin beyin dayanıqlığını və neyrodegenerativ xəstəlikləri necə öyrəndiyini yenidən düşünmək üçün nəzərdə tutulmuş tədqiqatları maliyyələşdirən Beyin Dayanıqlığı üzrə Knight Təşəbbüsündən dəstək istədilər.

Qismən Knight Təşəbbüsü İnnovasiya Mükafatının dəstəyi ilə Belk, Jaiswal və Virciniya və DK Lüdviq Universitetinin Xərçəng Tədqiqatları üzrə professoru və Stanford Tibb Universitetində genetika professoru olan həmmüəllif Howard Chang, periferik immun hüceyrələrinin Alzheimer xəstəliyinə qarşı müqaviməti niyə artırdığını araşdırmağa başladılar. Lakin bu suala cavab verməzdən əvvəl, əvvəlcə qandan gələn immun hüceyrələrinin beyindəki mikroqliyanı həqiqətən bərpa edə biləcəyini müəyyən etməli idilər.

Qandan Beyinə İmmun Hüceyrələrinin İzlənməsi

Tədqiqat üçün tədqiqatçılar insan beyin toxumasını araşdırdılar. Onlar Stanford Tibb Universitetində patologiya professoru, həmmüəllif Codi Huperin rəhbərlik etdiyi Stanford Sürətli Avtopsiya Mərkəzindən nümunələrdən, eləcə də Vaşinqton Universitetinin Alzheimer Xəstəlikləri Ardıcıllığı Layihəsindən nümunələrdən istifadə etdilər.

Bu proqramlar Alzheimer xəstəsi olan və olmayan insanlardan həm qan, həm də ölüm sonrası beyin toxumasını toplayır. Bu kombinasiya komandaya qan dövranında olan immun hüceyrələri ölümdən sonra beyin toxumasında olanlarla birbaşa müqayisə etmək üçün qeyri-adi bir şans verdi.

Çətinlik beynin içindəki immun hüceyrələrinin haradan qaynaqlandığını dəqiq müəyyən etmək idi. İmmun hüceyrələri davamlı olaraq bölündüyü üçün alimlər hüceyrə nəsil ağaclarını izləməli idilər. Məqsədləri doğuşdan bəri mövcud olan mikroqliyanın orijinal populyasiyasından gələn hüceyrələri həyatın sonrakı dövrlərində sümük iliyindəki qan kök hüceyrələrindən gələn hüceyrələrdən ayırmaq idi.

Tədqiqatçılar bunu etmək üçün bir yol tapdılar, qandakı immun hüceyrələrindən alınan DNT-ni beyindəki immun hüceyrələrindən alınan DNT ilə müqayisə etdilər. Onlar istehlakçı əcdadlarını sınaqdan keçirən xidmət kimi ortaq mutasiyalardan əcdadların bioloji markerləri kimi istifadə etdilər.

İnsanlar yaşlandıqca qan kök hüceyrələrində təsadüfi mutasiyalar tədricən toplanır. Bu kök hüceyrələr tərəfindən istehsal olunan immun hüceyrələri eyni mutasiyaları miras alır. Nəticədə, iki immun hüceyrə qrupu uyğun mutasiyalar daşıyırsa, onların eyni mənşəli olma ehtimalı yüksəkdir.

“Əgər qanda və beynin mikroqliyasında eyni mutasiyaları görsək, beyindəki immun hüceyrələrinin qandakı həmin immun hüceyrələrinin törəmələri olduğuna çox əmin ola bilərik”, – deyə o bildirib.

Belk və həmkarları 2023-cü ildə apardıqları tədqiqatlar zamanı inkişaf etdirdikləri bu yanaşma və texnikalardan istifadə edərək cüt qan və beyin nümunələrindən immun hüceyrələrini müqayisə etdilər. Genetik imzalar uyğun gəldi. Nəticələr göstərdi ki, bədəndən immun hüceyrələri beyinə daxil olub və proses orta yaşlarda baş verib.

Sonrakı təcrübələr daha bir təəccüblü inkişafı ortaya çıxardı. Periferik immun hüceyrələri beyinə daxil olduqdan sonra ixtisaslaşmış mikroqliyaya çevrildi. Tədqiqatçılar qeyd etdilər ki, bu proses siçan və ya insan olmayan primatlar kimi digər növlərdə baş vermir.

Beyin İmmunoterapiyası üçün Mümkün Yeni Bir Yol

Beyin immuniteti ilə bağlı mövcud fikirlərə şübhə ilə yanaşmaqdan əlavə, bu tapıntı nəticədə beyinə yönəlmiş müalicələrin inkişafı üçün yeni bir strategiya təqdim edə bilər.

“İndi bu immun hüceyrələrinin beyinə daxil ola biləcəyini bildiyimiz üçün, həmin periferik immun hüceyrələrinin faydalı işlər görməsi üçün hər cür yeni mühəndislik strategiyaları haqqında düşünə bilərik.”

Bir ehtimal immun hüceyrələrinin neyrodegenerativ xəstəliklərlə əlaqəli amiloid və tau aqreqatlarını hədəf alıb parçalaya bilməsi üçün mühəndislik etmək olardı. Bu cür hüceyrələr, zərərli aqreqatlar toplanmağa başlamazdan əvvəl, insanlara profilaktik olaraq verilə bilər.

Bu kəşf həmçinin qan kök hüceyrələrinin sağlamlığı və tarixinin beyinə necə təsir etdiyi ilə bağlı tədqiqatları genişləndirə bilər. Yaşlı insanlarda bir çox mikroqliya qan kök hüceyrələrindən qaynaqlandığı üçün qanda və ya sümük iliyində hüceyrələri dəyişdirən hər hansı bir şey beyinə də potensial təsir göstərə bilər.

“Tapıntılarımız göstərir ki, qan kök hüceyrələrinin həyat tarixi mikroqliyanı dəyişdirərək beyin xəstəlikləri riskini təsir edə bilər”, – deyə Caysval bildirib.

Belk üçün nəticələr həm də diqqətəlayiqdir, çünki onlar beynin qocalmasının insana xas olan bir aspektini ortaya qoyur.

“Düşünürəm ki, bu, həyəcanvericidir, çünki bu, həm də qocalmanın insana xas olan unikal bir xüsusiyyətidir və bizim bundan xəbərimiz yox idi.”