Parkinson hastalığının (PD) temel nöropatolojik özellikleri arasında dopaminerjik nöronların kaybı ve alfa-sinüklein (aSyn) proteininin yanlış katlanarak agregatlar oluşturması, yani Lewy cisimcikleri ve Lewy nöritleri şeklinde birikmesi yer almaktadır. Bu agregatların morfolojik ve biyokimyasal açıdan oldukça heterojen olduğu bilinmekte, ancak bu çeşitliliğin altında yatan mekanizmalar tam olarak anlaşılamamaktadır. aSyn patolojisinin nörodejenerasyonla ilişkisinin tutarsız biçimde gözlenmesi ve bazı genetik PD vakalarında Lewy patolojisinin bulunmaması, aSyn agregasyonunun hastalık sürecindeki rolüne dair belirsizlikleri artırmaktadır. Alandaki temel zorluklardanbiri, morfolojik çeşitliliğini ve oluşum süreçlerini yansıtabilecek hücresel modeller geliştirmektir. Bu çalışmada Mahul-Mellier ve araştırma ekibi, alfa sinüklein (aSyn) aşırı ekspresyonuna başvurmadan, insan kaynaklı dopaminerjik nöronlarda Lewy cisimciği benzeri yapıların oluşumunu inceleyebilecek bir model geliştirmiştir. Araştırmacılar, önceden oluşturulmuş aSyn fibrilleri (PFF) ile tohumlanan izogenik indüklenmiş pluripotent kök hücre kökenli dopaminerjik nöronların (iDA), insan beyin dokusunda gözlenen Lewy patolojisinin morfolojik, biyokimyasal ve ultrastrüktürel çeşitliliğini ne ölçüde yansıttığını incelemeyi amaçlamıştır. Bu yaklaşımla, insan iPSC’lerinden türetilen nöronlarda aSyn tohumlaması sonrasında oluşan nöritik patolojinin yanı sıra somatik inklüzyonların morfolojik çeşitliliğinin de incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, Neurogenin-2 (NGN2) programlaması ile dopaminerjik farklılaşma yaklaşımını birleştiren bir farklılaştırma protokolü kullanılarak insan kaynaklı indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden (iPSC) dopaminerjik nöronlar (iDA) elde edilmiştir. Bu nöronlar, farklılaşmanın 9. gününde (DIV9) 500 nM konsantrasyonda insan tipi yabani (WT) aSyn önceden oluşturulmuş fibrilleriyle (PFF) ile muamele edilmiş;patolojik yapıların gelişimi farklı zaman noktalarında 56. güne kadar değerlendirilmiştir. Agregatların karakterizasyonu için immünositokimya, Western blot, post-translasyonel modifikasyonlara (PTM) özgü antikorlar, Tioflavin S boyaması ve p62/ubikitin işaretlemesi kullanılmıştır. Ayrıca, agregatların ultrastrüktürel özellikleri ve organel içeriği, korelatif ışık-elektron mikroskopisi (CLEM), immünogold işaretleme, tomografi ve süper-çözünürlüklü STED mikroskopisi ile detaylı biçimde incelenmiştir.
Elde edilen bulgular, iDA modelinde filamentöz yapılardan yoğun ve halka biçimli Lewy cisimciği benzeri inklüzyonlara kadar uzanan farklı morfolojilerin bulunduğunugöstermektedir. Erken ve geç zaman noktalarında gözlenen bu farklılıklar, inklüzyonların aşamalı olgunlaşabileceği bir modeli desteklemektedir. Bu inklüzyonların, p62, ubikitin ve çeşitli post-translasyonel modifikasyonlarla ilişkili işaretler taşıdığı, ayrıca mitokondri, lizozom, endozom ve Golgi aygıtına ait bileşenleri içerdiği belirlenmiştir. Bununla birlikte, incelenen organellerin tümü aynı örüntüyü göstermemiş; endoplazmik retikulumun inklüzyonlarda benzer biçimde birikmediği gözlenmiştir.
Bulgular, Lewy cisimciği benzeri inklüzyonların oluşumunun yalnızca fibril birikimiyle açıklanamayabileceğini; fibril-organel etkileşimleri ve post-translasyonel modifikasyonların da bu süreçte rol oynayabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca inklüzyon içine hapsolan lizozomların işlevsel açıdan bozulduğu gözlemlenmiş, bu durumun hücresel temizleme kapasitesini olumsuz etkileyebileceği değerlendirilmiştir. Geliştirilen model, aSyn patolojisinin oluşumunu, morfolojik çeşitliliğini ve olası olgunlaşma mekanizmalarını inceleyecek gelecekteki araştırmalar için bir çerçeve sunmaktadır.
Yazar: Merve Bulut
Editör: Özsu Deniz Balkaya
Referans: Mahul-Mellier, A.-L., van den Heuvel, L., Teixeira, M., Boussouf, M. L. N., Oudinot, G., Thonet, A., Speri, D., Jasiqi, Y., Ulrich, C., Sheta, R., Idi, W., Croisier, M., Clerc-Rosset, S., Blanc, J., Knott, G., Oueslati, A., & Lashuel, H. A. (2026). Modeling Parkinson’s pathology in human iPSC dopaminergic neurons uncovers key mechanisms of Lewy body formation and heterogeneity. Science Advances, 12(28), Article eaed8851. https://doi.org/10.1126/sciadv.aed8851
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlenmesi ile hazırlanmaktadır.
