COVID-19 VE VÜCÜDUN BAÄžIÅžIKLIK TEPKÄ°SÄ° BEYNÄ° NASIL ETKÄ°LER?
Güçlü kanıtlar koronavirüsün ciÄŸerlere ek olarak beyni de etkilediÄŸini gösteriyor. AraÅŸtırmacılar, COVID-19’un uzun vadeli beyin saÄŸlığı üzerindeki tehdidini inceliyorlar. Maternal inflamasyonun, koronavirüs teÅŸhisi konan annelerden doÄŸan çocuklarda artan
otizm benzeri davranışlar ve nörogeliÅŸim kusurlara yol açabileceÄŸini düÅŸünüyorlar. DiÄŸer çalışmalar ise virüsün sinaptik iletim yoluyla sinir sisteminde nasıl yayılabileceÄŸini araÅŸtırmaktadır.
Kaynak: MIT
COVID-19’un en acil tehdit edici belirtileri solunum olmasına raÄŸmen, sinirbilimciler pandemiyi merkezi sinir sistemi açısından dikkatle inceliyorlar. Klinik araÅŸtırmalar ve vaka raporları beyine etkileri üzerine güçlü kanıtlar saÄŸlıyor. Enfeksiyondan kaynaklanabilecek olası uzun vadeli nörolojik sorunların önüne geçmek için, MIT'deki Picower ÖÄŸrenme ve Bellek Enstitüsü'nde birden fazla laboratuvar, beyni doÄŸrudan veya vücudun artan bağışıklık tepkisi yoluyla etkileyip etkilemediÄŸini ve nasıl etkilediÄŸini belirlemek için araÅŸtırma yapmaya baÅŸladı. EÄŸer öyleyse, bu, vücudun baÅŸka yerlerinde enfeksiyonların ve bağışıklık sistemi aktivitesinin, zihinsel saÄŸlık üzerinde uzun vadeli etkileri olabileceÄŸi raporlarının geçmiÅŸi ile tutarlı olacaktır.
.jpg)
ÖrneÄŸin bazı bilim adamları, Parkinson hastalığı veya bunama gibi nörodejeneratif hastalıklarda bulaşıcı hastalıkların rolü olduÄŸundan ÅŸüphelenirken, Picower Enstitüsü Üyesi Gloria Choi ve Harvard Üniversitesi immünolog Jun Huh, hamile bir annede enfeksiyonun otizme yol açabileceÄŸi gibi bazı otizm spektrum bozuklukları olan kiÅŸilerde enfeksiyonun buna karşı geçici olarak nasıl azaltılabileneceÄŸini titizlikle izlemiÅŸtir. Nöro-bağışıklık etkileÅŸimlerinde ve bazı Covid-19 hastalarında kaybedildiÄŸi bildirilen koku duyusunun altında yatan sinir sistemlerinde derin uzmanlığa sahip olan Choi, birkaç ortak koronavirüs çalışması planlamaktadır. “Bu çeÅŸitli ÅŸüpheli nörolojik semptomlarla, bağışıklık sisteminin, SARS-CoV-2 veya ilgili virüslerle sinir sistemini etkilemesinin altında yatan mekanizmaları belirleyebilirsek, bir dahaki sefere pandemi geldiÄŸinde müdahale etmeye hazır olabiliriz."diyor Choi, Samuel A. Goldblith Kariyer GeliÅŸim Yardımcısı Beyin ve BiliÅŸsel 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 araÅŸtırılması yer alıyor. Laboratuvarının, MIT Enstitüsü Profesörü Robert Langer dahil çalışanlarıyla geliÅŸtirdiÄŸi teknolojiler, koronavirüs enfeksiyonunun bu korumayı aşıp aÅŸmadığını veya nasıl koruyacağını deÄŸerlendirmek için ekibi benzersiz bir konuma getirdi. “Koronavirüsün beyni nasıl etkileyebileceÄŸini bilmek önemlidir” diyor Tsai. “Teknolojimizi bu soruya yöneltmeye can atıyoruz.”
.jpg)
Nöro-Bağışıklık EtkileÅŸimleri
Choi üç ayrı hatta koronavirüs araÅŸtırması yapmayı düÅŸünüyor. Picower Enstitüsü meslektaÅŸları Newton Profesörü Mriganka Sur ve Yardımcı Doçent Kwanghun Chung ile birlikte anosmiyi -koku kaybı sorununu- çözmeyi umuyor. Choi, mezun olduÄŸu ve doktora sonrası günlerinden beri farelerde koku alma sistemini incelemiÅŸtir. Dahası, nöroimmünoloji araÅŸtırmasının önemli bir bulgusu,
nöronların, bağışıklık sistemi hücreleri tarafından yayılan sitokinler olarak adlandırılan sinyal molekülleri için reseptörleri eksprese etmeleri nedeniyle, bu etkileÅŸimlerin nöral geliÅŸimi ve aktiviteyi doÄŸrudan etkileyebilmesidir. Fare modellerinde çalışan ekip, bağışıklık sisteminin Covid-19'a verdiÄŸi yanıtın artmasına raÄŸmen böyle bir etkinin koku sisteminde meydana gelip gelmediÄŸini araÅŸtırmayı planlıyor.
Onun ve Huh'un maternal(ana) enfeksiyonun çocuklarında otizm benzeri semptomlara nasıl yol açtığına dair çalışmalarına bakılarak, koronavirüs enfeksiyonunun diÄŸer iki yönü hakkında endiÅŸe duyuyorlar. Biri, nörolojik problemler geliÅŸtirme riskinin, hamile annenin bağırsak mikrobiyomunun bileÅŸimine, herkesin vücutlarında bulundurduÄŸu bakteri popülasyonlarına güçlü bir ÅŸekilde baÄŸlı olduÄŸu bulgusuna dayanıyor. Koronavirüs hastalarında görülen geniÅŸ sonuç yelpazesi göz önüne alındığında, Choi ve Huh, mikrobiyom kompozisyonunun yaÅŸ veya altta yatan saÄŸlık koÅŸulları gibi faktörlere ek olarak bir rol oynayabileceÄŸini merak ediyor. Bu durum ortaya çıkarsa, belki de diyet veya probiyotiklerle mikrobiyomu deÄŸiÅŸtirmek, sonuçları iyileÅŸtirebilir. Kore ve Japonya'daki meslektaÅŸlarıyla birlikte çalışarak, koronavirüs sonuçları olan hastalarda mikrobiyom
kompozisyonunu iliÅŸkilendirecek çalışmalara baÅŸlıyorlar. Uzun vadede Choi ve Huh, hamile anneler arasındaki Covid-19 enfeksiyonu taşıyanların çocuklarında otizm gibi nörogeliÅŸimsel bozukluklar geliÅŸmesinin yüksek bir risk olup olmadığını da araÅŸtırmayı umuyor. Farelerdeki araÅŸtırmalarında, belirli bir maternal mikrobiyom bileÅŸimi verildiÄŸinde, hamile farelerdeki bağışıklık hücrelerinin yüksek seviyelerde sitokin IL-17a eksprese ettiÄŸini gösterdiler.Molekül, fetal beyin geliÅŸimini doÄŸrudan etkiledi ve otizm benzeri davranış semptomlarını yöneten nöral devrelerin yanlış geliÅŸmesine neden oldu. Çift bunun koronavirüs kaynaklı olup olmayacağını deÄŸerlendirmeyi amaçlıyor.
Covid-19'un Beyne EriÅŸimi
EriÅŸip eriÅŸmediÄŸi ve SARS-CoV-2'nin merkezi sinir sistemine nasıl ulaÅŸtığı önemli bir sorudur. Tsai’nin laboratuvarının geliÅŸmeyi, doktoralı Joel Blanchard tarafından yönetilen kan-beyin bariyerinin geliÅŸmiÅŸ bir laboratuvar modelini kullanarak çözebilir. Basındaki bir çalışmada insan astrositleri, beyin endotel hücreleri ve uyarılmış pluripotent kök hücrelerden kültürlenen perisitlerden yapılan modelin doÄŸal kan-beyin bariyerinin geçirgenlik gibi özelliklerini yakından yansıttığını göstermiÅŸtir. Langer ile iÅŸbirliÄŸinde takım beyin hücresinin ve serebral vasküler etkileÅŸimin geliÅŸmiÅŸ ve entegre bir sınama ortamını temin etmek için modeli, uyarılmış pluripotent kök hücrelerden elde edilmiÅŸ 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 atabileceÄŸini daha iyi anlamak için birkaç deney planlıyor. Birinde, virüsün bu kiÅŸiselleÅŸtirilmiÅŸ modellerde BBB(kan-beyin bariyeri)'ye eÅŸit veya farklı bir ÅŸekilde nüfuz edip edemeyeceÄŸini görmek için çeÅŸitli bireylerden miBrain çiplerini kültürleyebilirler. Ayrıca, beynin baÅŸka bir viral giriÅŸ yolunu da test edebilirler - vücudun bağışıklık sistemi yanıtının (“sitokin fırtınası” olarak adlandırılır) miBrainChip modelindeki Covid-19
hastalarından kan serumu kullanarak BBB'nin geçirgenliÄŸini artırıp artırmadığını test edebilirler. Virüsün sinir sisteminde yayılabilmesi için bir baÅŸka yol, sinaps denilen baÄŸlantıları 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 giriÅŸe yatkınlığı arttıran genetik farklılıklar olabilir. CRISPR / Cas9 gibi
teknolojileri kullanarak ekip, geçirgenliÄŸin deÄŸiÅŸip deÄŸiÅŸmediÄŸini test etmek için bu tür potansiyel risk genlerini BBB'lerde tasarlayabiliyor. ÖrneÄŸin, Alzheimer hastalığı araÅŸtırmalarında, ApoE adlı bir gendeki varyasyonların BBB modelinde farklı derecelerde amiloid protein plağı birikmesine neden olup olmadığını araÅŸtırıyorlar.
Virüs, mikrobiyom, bağışıklık sistemi ve merkezi sinir sistemi arasındaki potansiyel etkileÅŸimlerin oldukça karmaşık olması muhtemeldir, ancak uzmanlık, araçlar ve güçlü iÅŸbirlikleri ile Picower Enstitüsü araÅŸtırmacıları koronavirüs enfeksiyonunun olası nörolojik etkilerini aydınlatmaya yardımcı olacak yollar görüyorlar.
​