COVID-19 VE VÜCÜDUN BAĞIŞIKLIK TEPKİSİ BEYNİ NASIL ETKİLER?
Güçlü kanıtlar koronavirüsün ciğerlere ek olarak beyni de etkilediğini gösteriyor. Araştırmacılar, COVID-19’un uzun vadeli beyin sağlığı üzerindeki tehdidini inceliyorlar. Maternal inflamasyonun, koronavirüs teşhisi konan annelerden doğan çocuklarda artan
otizm benzeri davranışlar ve nörogelişim kusurlara yol açabileceğini düşünüyorlar. Diğer çalışmalar ise virüsün sinaptik iletim yoluyla sinir sisteminde nasıl yayılabileceğini araştırmaktadır.
Kaynak: MIT
COVID-19’un en acil tehdit edici belirtileri solunum olmasına rağmen, sinirbilimciler pandemiyi merkezi sinir sistemi açısından dikkatle inceliyorlar. Klinik araştırmalar ve vaka raporları beyine etkileri üzerine güçlü kanıtlar sağlıyor. Enfeksiyondan kaynaklanabilecek olası uzun vadeli nörolojik sorunların önüne geçmek için, MIT'deki Picower Öğrenme ve Bellek Enstitüsü'nde birden fazla laboratuvar, beyni doğrudan veya vücudun artan bağışıklık tepkisi yoluyla etkileyip etkilemediğini ve nasıl etkilediğini belirlemek için araştırma yapmaya başladı. Eğer öyleyse, bu, vücudun başka yerlerinde enfeksiyonların ve bağışıklık sistemi aktivitesinin, zihinsel sağlık üzerinde uzun vadeli etkileri olabileceği raporlarının geçmişi ile tutarlı olacaktır.
.jpg)
Örneğin bazı bilim adamları, Parkinson hastalığı veya bunama gibi nörodejeneratif hastalıklarda bulaşıcı hastalıkların rolü olduğundan şüphelenirken, Picower Enstitüsü Üyesi Gloria Choi ve Harvard Üniversitesi immünolog Jun Huh, hamile bir annede enfeksiyonun otizme yol açabileceği gibi bazı otizm spektrum bozuklukları olan kişilerde enfeksiyonun buna karşı geçici olarak nasıl azaltılabileneceğini titizlikle izlemiştir. Nöro-bağışıklık etkileşimlerinde ve bazı Covid-19 hastalarında kaybedildiği bildirilen koku duyusunun altında yatan sinir sistemlerinde derin uzmanlığa sahip olan Choi, birkaç ortak koronavirüs çalışması planlamaktadır. “Bu çeşitli şüpheli nörolojik semptomlarla, bağışıklık sisteminin, SARS-CoV-2 veya ilgili virüslerle sinir sistemini etkilemesinin altında yatan mekanizmaları belirleyebilirsek, bir dahaki sefere pandemi geldiğinde müdahale etmeye hazır olabiliriz."diyor Choi, Samuel A. Goldblith Kariyer Gelişim Yardımcısı Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü'nde Uygulamalı Biyoloji Profesörü. Choi gibi Picower Profesörü Li-Huei Tsai de Covid-19'un nörolojik etkisi üzerine çalışmalar planlıyor.
Tsai’nin Alzheimer hastalığı ile ilgili çalışmaları arasında dolaşım sistemi aracılığıyla beynin içine ve dışına gidenleri sıkıca kaplayan kan-beyin bariyerinin araştırılması yer alıyor. Laboratuvarının, MIT Enstitüsü Profesörü Robert Langer dahil çalışanlarıyla geliştirdiği teknolojiler, koronavirüs enfeksiyonunun bu korumayı aşıp aşmadığını veya nasıl koruyacağını değerlendirmek için ekibi benzersiz bir konuma getirdi. “Koronavirüsün beyni nasıl etkileyebileceğini bilmek önemlidir” diyor Tsai. “Teknolojimizi bu soruya yöneltmeye can atıyoruz.”
.jpg)
Nöro-Bağışıklık Etkileşimleri
Choi üç ayrı hatta koronavirüs araştırması yapmayı düşünüyor. Picower Enstitüsü meslektaşları Newton Profesörü Mriganka Sur ve Yardımcı Doçent Kwanghun Chung ile birlikte anosmiyi -koku kaybı sorununu- çözmeyi umuyor. Choi, mezun olduğu ve doktora sonrası günlerinden beri farelerde koku alma sistemini incelemiştir. Dahası, nöroimmünoloji araştırmasının önemli bir bulgusu,
nöronların, bağışıklık sistemi hücreleri tarafından yayılan sitokinler olarak adlandırılan sinyal molekülleri için reseptörleri eksprese etmeleri nedeniyle, bu etkileşimlerin nöral gelişimi ve aktiviteyi doğrudan etkileyebilmesidir. Fare modellerinde çalışan ekip, bağışıklık sisteminin Covid-19'a verdiği yanıtın artmasına rağmen böyle bir etkinin koku sisteminde meydana gelip gelmediğini araştırmayı planlıyor.
Onun ve Huh'un maternal(ana) enfeksiyonun çocuklarında otizm benzeri semptomlara nasıl yol açtığına dair çalışmalarına bakılarak, koronavirüs enfeksiyonunun diğer iki yönü hakkında endişe duyuyorlar. Biri, nörolojik problemler geliştirme riskinin, hamile annenin bağırsak mikrobiyomunun bileşimine, herkesin vücutlarında bulundurduğu bakteri popülasyonlarına güçlü bir şekilde bağlı olduğu bulgusuna dayanıyor. Koronavirüs hastalarında görülen geniş sonuç yelpazesi göz önüne alındığında, Choi ve Huh, mikrobiyom kompozisyonunun yaş veya altta yatan sağlık koşulları gibi faktörlere ek olarak bir rol oynayabileceğini merak ediyor. Bu durum ortaya çıkarsa, belki de diyet veya probiyotiklerle mikrobiyomu değiştirmek, sonuçları iyileştirebilir. Kore ve Japonya'daki meslektaşlarıyla birlikte çalışarak, koronavirüs sonuçları olan hastalarda mikrobiyom
kompozisyonunu ilişkilendirecek çalışmalara başlıyorlar. Uzun vadede Choi ve Huh, hamile anneler arasındaki Covid-19 enfeksiyonu taşıyanların çocuklarında otizm gibi nörogelişimsel bozukluklar gelişmesinin yüksek bir risk olup olmadığını da araştırmayı umuyor. Farelerdeki araştırmalarında, belirli bir maternal mikrobiyom bileşimi verildiğinde, hamile farelerdeki bağışıklık hücrelerinin yüksek seviyelerde sitokin IL-17a eksprese ettiğini gösterdiler.Molekül, fetal beyin gelişimini doğrudan etkiledi ve otizm benzeri davranış semptomlarını yöneten nöral devrelerin yanlış gelişmesine neden oldu. Çift bunun koronavirüs kaynaklı olup olmayacağını değerlendirmeyi amaçlıyor.
Covid-19'un Beyne Erişimi
Erişip erişmediği ve SARS-CoV-2'nin merkezi sinir sistemine nasıl ulaştığı önemli bir sorudur. Tsai’nin laboratuvarının gelişmeyi, doktoralı Joel Blanchard tarafından yönetilen kan-beyin bariyerinin gelişmiş bir laboratuvar modelini kullanarak çözebilir. Basındaki bir çalışmada insan astrositleri, beyin endotel hücreleri ve uyarılmış pluripotent kök hücrelerden kültürlenen perisitlerden yapılan modelin doğal kan-beyin bariyerinin geçirgenlik gibi özelliklerini yakından yansıttığını göstermiştir. Langer ile işbirliğinde takım beyin hücresinin ve serebral vasküler etkileşimin gelişmiş ve entegre bir sınama ortamını temin etmek için modeli, uyarılmış pluripotent kök hücrelerden elde edilmiş nöronlar ve oligodendrositler ve mikroglialar gibi önemli beyin destek hücreleri kültürleri ile MiBrain isimli bir çipe entegre etmektedir.
MiBrain çip platformu ile Tsai’nin laboratuvarı, virüsün beyni nasıl riske atabileceğini daha iyi anlamak için birkaç deney planlıyor. Birinde, virüsün bu kişiselleştirilmiş modellerde BBB(kan-beyin bariyeri)'ye eşit veya farklı bir şekilde nüfuz edip edemeyeceğini görmek için çeşitli bireylerden miBrain çiplerini kültürleyebilirler. Ayrıca, beynin başka bir viral giriş yolunu da test edebilirler - vücudun bağışıklık sistemi yanıtının (“sitokin fırtınası” olarak adlandırılır) miBrainChip modelindeki Covid-19
hastalarından kan serumu kullanarak BBB'nin geçirgenliğini artırıp artırmadığını test edebilirler. Virüsün sinir sisteminde yayılabilmesi için bir başka yol, sinaps denilen bağlantıları yoluyla nörondan nörona geçmektir. Binlerce nöron kültürü ile miBrain çip platformu, durumun böyle olup olmadığını ve belirli türdeki nöronların bu tür kanallar olmaya daha duyarlı olup olmadıklarını belirlemelerine yardımcı olabilir. Son olarak, beyne viral girişe yatkınlığı arttıran genetik farklılıklar olabilir. CRISPR / Cas9 gibi
teknolojileri kullanarak ekip, geçirgenliğin değişip değişmediğini test etmek için bu tür potansiyel risk genlerini BBB'lerde tasarlayabiliyor. Örneğin, Alzheimer hastalığı araştırmalarında, ApoE adlı bir gendeki varyasyonların BBB modelinde farklı derecelerde amiloid protein plağı birikmesine neden olup olmadığını araştırıyorlar.
Virüs, mikrobiyom, bağışıklık sistemi ve merkezi sinir sistemi arasındaki potansiyel etkileşimlerin oldukça karmaşık olması muhtemeldir, ancak uzmanlık, araçlar ve güçlü işbirlikleri ile Picower Enstitüsü araştırmacıları koronavirüs enfeksiyonunun olası nörolojik etkilerini aydınlatmaya yardımcı olacak yollar görüyorlar.