İşitme duyumuzun yaşlanmayla beraber zayıfladığı bilinir. Bu, işitme hücrelerimize özgü bir durumun sonucudur.

Diğer duyu organlarında olduğu gibi işitme organımızda da dışarıdan gelen uyarıları algılayan almaçlar bulunur. İç kulakta yer alan bu almaçlar, ses dalgalarının mekanik uyarısını sinirsel uyarıya çevirirler.

Bu işlevi gören hücrelere, saçlı hücre (İng. ‘hair cell’) denir. Üzerlerinde yer alan saçımsı yapılardan dolayı saçlı hücre olarak adlandırılan bu almaçlar, ses dalgalarının yarattığı titreşimlere bağlı olarak elektriksel sinyaller üretir ve bu sinyaller sesin beyinde sinir hücreleri tarafından algılanmasını sağlar.

İşte sesin algılanmasında hayati rol oynayan bu hücreler, bir kez gelişip özelleştikten sonra kendilerini yenileyeme kapasitelerini kaybederler. Sorun şu ki, bu özelleşmiş hücreler zaman içinde öldüklerinde, yerlerini alacak başka hücre yoktur.

Özellikle de yüksek düzeyde gürültüye maruz kalan hücreler ve saçsı yapıları, tıpkı aşırı esnetilmiş bir yay gibi süner ve işlev göremez hale gelirler bu durum hücrelerin ölümüyle sonuçlanır. Hücreler zamanla öldükçe, yaşla beraber işitme de zayıflar.

Buraya kadarı, biyoloji dünyasında bilinen gerçekler. Daha çok merak edilen, bu hücrelerden yenilerini üretmenin olanaklı olup olmadığıydı. Bu konuyu araştıran bilim insanları, işitme kaybı ve sağırlık tedavisi açısından önemli bulgulara ulaştılar.

Yüksek sese tabi tutulan deney hayvanlarının işitmeden sorumlu hücrelerinin zarar gördüğünü gözlemleyen araştırmacılar, oral yoldan verilen bir kimyasal sayesinde zarar gören hücrelerinin yerine yenilerinin geçtiğini gözlemlediler. İşitme hücreleri çoğalamadıklarına göre, bu nasıl olabilirdi ?

Araştırmanın sonuçlarına göre hücre yenilenmesi, ölmekte olan işitme hücrelerinin canlanmasıyla değil, işitme hücrelerinin çevresinde yer alan ve destek hücresi adı verilen hücrelerin işitme hücresine dönüşümüyle gerçekleşiyordu. Araştırmacılar, yaptıkları işitme testleriyle de kimyasal uygulanan farelerde işitme kaybının belirgin düzeyde azaldığını ortaya koydular.

Gürültüye maruz kalan ve yok olan saçlı hücreler LY411575 adlı kimyasal uygulamasının ardından tekrar ortaya çıkıyor (yeşil ile boyalı, üst panel). Saçlı hücreleri ortaya çıkartan komşu hücrelerde (mavi ile boyalı) ise bu dönüşümden dolayı azalma görülürken, yenilenmenin olmadığı kontrol grubunda komşu hücrelerde bir farklılık gözlenmiyor (orta panel). En altta, bu iki farklı hücre grubunun üst üste yerleştirilmiş görünümü yer alıyor.

Aslında gerçekleştirilen bu çalışma, hücre biyolojisi alanında varlığı bilinen bir dizi mekanizmanın, hücre ölümü ve buna bağlı işlevsel bozuklukların anlaşılması açısından test edilmesini içeriyor. Kullanılan kimyasal, hücrelerin birbirleriyle iletişimlerini sağlayan ve hayat döngülerini planlayan bir tür sinyal iletim sistemini (‘Notch signaling’) etkisi altına alıyor.

Vücut hücreleri genel olarak iki alternatif moddan birinde bulunur. Çoğalma modundaki hücreler, farklı tipteki kök hücreleri, fazla özelleşmemiştir ve farklı hücre tiplerine dönüşebilirler. Özelleşmiş moddaki hücreler, örneğin kas veya sinir hücreleri ise spesifik işler görürler ama çoğalma yetilerini kısmen ya da tamamen yitirmişlerdir. Notch sinyal iletiminin aktif olduğu hücreler çoğalma modunda kalır ve özelleşemezler.

Araştırmada kullanılan ve gamma sekretaz adlı enzimi bloke eden kimyasal, bu enzimin etkili olduğu Notch sinyal iletim sistemini de bloke ediyor. Böylece destek hücreleri çoğalma modundan çıkarak başkalaşıyor ve işitme hücrelerine dönüşüyorlar.

Araştırmacılar, ATOH.1 adlı faktörün aktivitesindeki artışla destek hücrelerinin işitme hücrelerine dönüşümünün tetiklendiğini buldular. Bu sayede, zarar gören işitme hücrelerinin yenileriyle yer değiştirmesi sağlanmış oldu.

Çalışmanın sonuçları, geçtiğimiz hafta Neuron (Sinir) adlı sinirbilim dergisinde yayınlandı. Dergide video ropörtajı da yer alan araştırma ekibinin yöneticisi Dr. Albert Edge, elde ettikleri sonuçların, sağırlığın tedavisi konusunda önemli bir katkı sunduğu görüşünü paylaşıyor.

Bu tedavinin insanda uygulanıp uygulanamayacağını ve yan etkileri olup olmayacağını tespit etmek için daha çok araştırmaya ihtiyaç var.

Öte yandan, gamma sekretazı bloke eden ve hücre çoğalmasını yavaşlatan kimyasalların kansere karşı etkinlikleri de son yıllarda üzerinde yoğun olarak çalışılan bir alan.

soL-Bilim

İlgili makale:
Mizutari v.d., Notch Inhibition Induces Cochlear Hair Cell Regeneration and Recovery of Hearing after Acoustic Trauma, 2013, Neuron, 77:58–69.