Nanoparçacıklar, Hücresel Bir Bariyer Boyunca Beyin Hücrelerinde Dna Hasarına Sebep Olabilirler
Bilim adamları tarafından yapılan yeni araştırmalar, hücresel engellerin metal nanopartiküllere maruz kalması durumunda, gelişmekte olan beyin hücrelerinin DNA’sına zarar verebilecek hücresel habercilerin serbest bırakıldığını göstermektedir. Bu keşif, Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı dahil olmak üzere nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde potansiyel ilaç hedeflerinin geliştirilmesine yönelik etkilere sahip olabilir. Araştırma Trinity College ve Bristol Üniversitesi bilim adamları tarafından gerçekleştirildi ve Nature Nanotechnology’de çevrimiçi olarak yayınlandı.
Nanopartiküller, 1-100 nanometre arasında çok küçük parçacıklardır. Hücre yollarını kullanarak organizma içerisinde seyahat etme yeteneklerinden dolayı ilaç verme, kemoterapi, görüntüleme ve tanılamada giderek daha fazla kullanılmaktadırlar. Hücre zarlarıyla etkileşimleri ve hücrelere içselleştirilmesi sırasında, anahtar sinyal yolları ve süreçleri değiştirilir. Doğrudan maruz kalan hücrelerin sağlığını etkilemenin yanı sıra, nanopartiküllerin içselleştirilmesi komşu hücrelere radyasyonun yol açtığı etkilere seyirci kalmaya benzer bir şekilde zarar verebilir.
Bu özel araştırma için, bilim adamları bir laboratuvarda gözenekli bir zar üzerinde, plasenta bariyerini modellemek için yaygın olarak kullanılan bir hücre tipi olan BeWo hücrelerinin bir katmanını ürettiler. Bu hücre bariyeri daha sonra kobalt krom nanopartiküllerine maruz bırakıldı ve bariyer altındaki ortam daha sonra toplandı ve DNA hasarını sürdüren insan beyin hücrelerinin kültürlerine aktarıldı. Embriyonik gelişim sırasındaki maternal fareler için doğrulayıcı etkiler de gerçekleştirildi ki, bu da yeni doğan yavruların hipokampüsündeki (beyin ve öğrenme ile ilgili olan beynin bir kısmı) DNA’ya zarar vermesiyle sonuçlandı.
Bilim adamları, bariyerlerdeki hücrelerin, nanopartikülleri, hücrelere sinyal veren moleküllere yol açan ve otofaji olarak bilinen doğal bir hücresel yolla işlediklerini gösterdi. Bu sinyal molekülleri, beyin hücreleri astrositlerinde ve nöronlarında DNA hasarına neden oldu; bu, ya otofajinin ya da IL-6’nın (ana hücre habercisi olarak tanımlandı) engellendiği, DNA hasarının miktarının azaldığı şekilde doğrulandı. Bu bulgular, nanopartiküllerin, bu çalışmada görülen hücreler üzerindeki dolaylı etkilerinin, güvenliklerini değerlendirirken doğrudan etkileri olarak değerlendirmek kadar önemli olabileceği fikrini desteklemektedir.
Önemli olarak, nöronlara verilen DNA hasarı, mevcut astrositlere bağlıydı. Astrositler beyinde en sık görülen hücre tipidir ve yıllardır destek hücresi olarak önemli rolleri olduğu düşünülmüştür, ancak şu anda beyinde birden fazla rolleri olduğu ve komşu nöronlar üzerinde hem olumlu hem de olumsuz etkileri olabileceği bilinmektedir.
Trinity College Dublin’de Nörobilim profesörü ve çalışmanın başyazarı olan Maeve Caldwell, şunları söyledi: “Astrositler, beyinlerde uzun yıllar nöronlara destekleyici bir rol oynadığı düşünülen en yaygın hücre tipidir. Nanoparçacıklara maruz kalan hücresel bariyerler sadece astrositler mevcut olduğunda nöronlara zarar verir, beyindeki astrositlerin rolünün nöronlara destek sağlamanın ötesine geçtiğine dair daha fazla kanıt sağlar Astrositler stres altındayken (deney şartlarımız altında) komşu nöronlarına zarar verebilirler. Bu, Alzheimer ve Parkinson hastalığı gibi birçok nörodejeneratif koşullarda astrosit davranışının nöronal sağlığı nasıl etkileyebileceğine dair anlayışımızı geliştirmeye yönelik etkilere sahip olabilir ve dolayısıyla potansiyel ilaç hedefleri olarak devam eden gelişimini garanti eder. ”
Bu bulgular, beyin hücrelerinin nanopartikül hasarının astrositlere bağlı DNA hasarına neden olabileceğini göstermektedir. Bunun astrositleri nörodejeneratif durumlar için potansiyel ilaç hedefleri olarak geliştirmeyi amaçlayan daha ileri çalışmalar için sonuçları vardır.
Kaynak : phys.org
