{"id":1353,"date":"2019-04-28T01:27:15","date_gmt":"2019-04-27T22:27:15","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.ulubat.org\/?p=1353"},"modified":"2019-04-28T01:27:17","modified_gmt":"2019-04-27T22:27:17","slug":"beyin-kontrolunden-tedavisine-optogenetik","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.ulubat.org\/index.php\/genel\/beyin-kontrolunden-tedavisine-optogenetik\/","title":{"rendered":"Beyin Kontrol\u00fcnden Tedavisine: Optogenetik"},"content":{"rendered":"\n

Optogenetik Nedir<\/strong><\/p>\n\n\n\n

 Optogenetik,\ngenetik olarak modifiye edilmi\u015f h\u00fccreleri \u0131\u015f\u0131k ile kontrol etmeye yarayan yeni\ngeli\u015fmekte olan bilim alan\u0131. Opsin genlerinden \u00fcretilen \u0131\u015f\u0131\u011fa duyarl\u0131\nproteinlerin (bacteriorhodopsin,halorhodopsins, channelrhodopsin) \nkullan\u0131lmas\u0131yla hedeflenen canl\u0131 h\u00fccrelerin davran\u0131\u015flar\u0131 \u0131\u015f\u0131k kullan\u0131larak\nkontrol edilir. Genetik, viroloji ve optik teknikler kullan\u0131larak\nelektrofizyoloji veya di\u011fer standart metodlar\u0131n yapamad\u0131\u011f\u0131 n\u00f6ronlar\u0131n spesifik gruplar\u0131n\u0131n belli aral\u0131klarda hassasiyet i\u00e7inde\naktive edilmesi veya susturulmas\u0131 sa\u011flan\u0131r. Bu sayede i\u015fleyi\u015finin anla\u015f\u0131lmas\u0131\nolduk\u00e7a g\u00fc\u00e7 olan karma\u015f\u0131k yap\u0131daki beyinde spesifik h\u00fccrelerin kontrol\u00fc\nsa\u011flanabilir. H\u00fccre tiplerine spesifik, \u0131\u015f\u0131\u011fa duyarl\u0131, mikrobiyal iyon iletimi\nd\u00fczenleyici proteinler olan channelrhodopsin-2 (ChR2)  ve halorhodopsin\n(NpHR)  gibi molek\u00fcler n\u00f6ronal aktivite ara\u00e7lar\u0131 kullan\u0131larak farkl\u0131 n\u00f6ral\npopulasyonlar\u0131n aktivitesi kontrol edilebilir. Bu h\u00fccresel ara\u00e7lar, genetik\nolarak kodlanarak \u00f6nceden se\u00e7ilmi\u015f hedeflenen n\u00f6ronal devrelerin aktive\nedilmesi veya inhibe edilmesi amac\u0131yla ilgili hedef n\u00f6ronlara aktar\u0131l\u0131rlar.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Optogenetikte Fototetkikler <\/strong><\/p>\n\n\n\n

a)Bakteriyorodopsin:\nYe\u015fil alglerden ke\u015ffedilen \u0131\u015f\u0131\u011fa duyarl\u0131 ilk protein olarak bilinir. olu\u015fturur.<\/p>\n\n\n\n

 b) Halorodopsin (NpHR) : Sar\u0131 \u0131\u015f\u0131\u011fa duyarl\u0131\nolan ve Halobacterium salinarum\u2019da tespit edilen iyon kanal\u0131d\u0131r <\/p>\n\n\n\n

c)\nKanalrodopsin (ChR) : Kanalrodopsinler, ye\u015fil yosunlarda kes\u015fefilen iyon\nkanallar\u0131d\u0131r. Mavi \u0131\u015f\u0131k ile membran\u0131n depolarizasyonu uyar\u0131larak aksiyon potansiyeline\narac\u0131l\u0131k etmektedir<\/p>\n\n\n\n

d) Genetik\nOlarak Kodlanm\u0131\u015f Optik Ara\u00e7lar (OptoXR) : OptoXR geni, rodopsini (g\u00f6zde bulunan\nve karanl\u0131kta g\u00f6rmeyi sa\u011flayan protein) aktifle\u015ftirerek, g\u00f6rmede etkili olan\nresept\u00f6rlerin geli\u015ftirilmesini sa\u011flamaktad\u0131r.<\/p>\n\n\n\n

Neden Optogenetik<\/strong><\/p>\n\n\n\n

1979 daki Scientific American dergisindeki makalesinde Nobel\n\u00f6d\u00fcll\u00fc Francis Crick n\u00f6rolojik bilimlerin kar\u015f\u0131la\u015ft\u0131\u011f\u0131 ana zorlu\u011fun, di\u011fer\nh\u00fccrelerde de\u011fi\u015fime neden olmadan, beyindeki bir h\u00fccrenin incelenebilmesi\noldu\u011funu belirtmi\u015fti. Crick sonradan yazd\u0131\u011f\u0131 makalesine, \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131n h\u00fccrede\narzulanan incelemeyi yapabilece\u011fini, \u00e7\u00fcnk\u00fc \u0131\u015f\u0131k ile net zamanl\u0131 uyar\u0131lar\nverilebilece\u011fini spek\u00fcle etti. Ancak, o zaman \u0131\u015f\u0131\u011fa spesifik cevap al\u0131nabilecek\nh\u00fccre modellemesi hen\u00fcz bilinmiyordu. Elektriksel stimulus ile yap\u0131lan deneyler\nbu zorlu\u011fu yenemez; \u00e7\u00fcnk\u00fc elektrotlar \u00e7ok basit bir teknik sunmaktad\u0131r.\nElektrik stimulus ile farkl\u0131 h\u00fccre tipleri aras\u0131nda ay\u0131r\u0131m yapamadan t\u00fcm devre\nstimule edilir. Onlarla olu\u015fturulan sinyaller tam bir kesinlikle n\u00f6ronlar\u0131n\nfonksiyonu de\u011ferlendirme imkan\u0131 sa\u011flayamaz. \u0130la\u00e7larla yap\u0131lan deneyler de\nyeteri kadar spesifik de\u011fildir. \u0130la\u00e7lar beynin do\u011fal i\u015flem h\u0131z\u0131ndan \u00e7ok daha\nyava\u015f reaksiyona girerler. Optogenetikle belirli bir zaman diliminde, belirli\nbir h\u00fccredeki tek bir olay\u0131 inceleme \u015fans\u0131 ortaya \u00e7\u0131kmaktad\u0131r. 2005 y\u0131l\u0131nda\noptogenetik ile ilgili \u00e7al\u0131\u015fmalara Kaliforniyada Stanford \u00dcniversitesinde ba\u015flanm\u0131\u015ft\u0131r.\n2010 y\u0131l\u0131nda Nature Methods dergisinde y\u0131l\u0131n metodu olarak yay\u0131nlanm\u0131\u015ft\u0131r.\n\u00c7al\u0131\u015fmalara meyve sine\u011fi ile ba\u015flanm\u0131\u015f. H\u00fccre k\u00fclt\u00fcr\u00fc ve farelerde yap\u0131lan\n\u00e7al\u0131\u015fmalara ek olarak y\u00f6ntem \u015fimdi primatlarda, s\u0131\u00e7an ve ku\u015flarda\ndenenmektedir.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Optogenetik\n\u00e7al\u0131\u015fmalar, tek bir hastal\u0131k s\u00fcrecini belirlemek i\u00e7in \u00e7e\u015fitli tahlillerin\nfarkl\u0131 patofizyolojik mekanizmalar\u0131n\u0131 etkiledi\u011fini ve farkl\u0131 yap\u0131lar\u0131 \u00f6l\u00e7t\u00fc\u011f\u00fc\nfikirlerin do\u011frulanmas\u0131n\u0131 sa\u011flamaktad\u0131r. Optogenetik, genetik olarak \u0131\u015f\u0131\u011fa\nduyarl\u0131 ara\u00e7lar kullan\u0131larak canl\u0131 doku ve h\u00fccrelerde belirlenmi\u015f h\u00fccresel\naktiviteleri izlemek i\u00e7in optik ve molek\u00fcler stratejilerin b\u00fct\u00fcn\u00fcd\u00fcr. Gen\nifadesinin d\u00fczenlenmesi, belirli bir genin \u00fcretimini artt\u0131rmak veya azaltmak\ni\u00e7in h\u00fccreler taraf\u0131ndan kullan\u0131lan bir\u00e7ok mekanizmay\u0131 i\u00e7ermektedir. Optogenetik\nara\u00e7lar, n\u00f6rolojik bozukluklarda patofizyolojik sinyal mekanizmalar\u0131n\u0131 anlamay\u0131\nve bunlar\u0131 d\u00fczeltmek i\u00e7in terap\u00f6tik stratejiler geli\u015ftirmeyi ama\u00e7lamaktad\u0131r. Bu\nn\u00f6rolojik bozukluklardan birka\u00e7\u0131:<\/p>\n\n\n\n

Alzheimer\u2019a \u00e7are<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Malinow ile ekibi \u00f6nce farelerin aya\u011f\u0131na d\u00fc\u015f\u00fck voltajl\u0131 elektrik\nverdiler. Ard\u0131ndan biraz can yakan bu k\u00f6t\u00fc an\u0131y\u0131 farenin g\u00f6z\u00fcne d\u00fc\u015f\u00fck frekansta\ntitre\u015fen \u0131\u015f\u0131k huzmeleri tutarak sildiler. Daha sonra ise fare beynindeki\nn\u00f6ronlar\u0131 y\u00fcksek frekansta titre\u015fen \u0131\u015f\u0131k \u0131\u015f\u0131nlar\u0131yla uyar\u0131p an\u0131lar\u0131 geri\ngetirdiler.<\/p>\n\n\n\n

Malinow\u2019un ekibinde doktoras\u0131n\u0131 yapmakta olan Sadegh Nabavi deneyi \u015f\u00f6yle\na\u00e7\u0131kl\u0131yor: \u201c\u00d6nce bir hayvan\u0131n korkmas\u0131na neden oluyor, sonra korkuyu gideriyor\nve ard\u0131ndan sinirleri sinapslar\u0131 g\u00fc\u00e7lendiren veya zay\u0131flatan frekanslarla\nuyararak korkunun geri gelmesini sa\u011fl\u0131yorduk.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Bu noktada s\u00f6z\u00fc alan Malinow, haf\u0131za g\u00fc\u00e7lendirme ve silme tekniklerinin\nhastanelerde h\u0131zla kullan\u0131ma girece\u011fini s\u00f6yl\u00fcyor: \u201c\u00c7al\u0131\u015fmalar\u0131m\u0131zda sinapslar\u0131\nzay\u0131flatan s\u00fcre\u00e7leri geri \u00e7evirebilece\u011fimizi g\u00f6sterdik ve bunu beta amiloidin\nAlzheimer hastalar\u0131nda yol a\u00e7t\u0131\u011f\u0131 baz\u0131 etkileri gidermekte kullanabiliriz.\u201d<\/p>\n\n\n\n

Epilepsi\u2019nin Optogenetik ile \u0130li\u015fkisi<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Epilepside\nb\u00fcy\u00fck ve yayg\u0131n olan n\u00f6bet oda\u011f\u0131n\u0131 do\u011frudan mod\u00fcle etmek yerine, optogenetik\nuygulamalar kullanarak n\u00f6bet a\u011f\u0131yla etkile\u015fime girebilecek beynin di\u011fer\nalanlar\u0131n\u0131 hedefleyerek n\u00f6betleri mod\u00fcle etmi\u015flerdir. Cerebellumun (beyincik)\nayd\u0131nlat\u0131lmas\u0131, n\u00f6betlerin geciktirmesinde etkili olmu\u015f ve n\u00f6bet s\u00fcresinde\nolumlu azalmalar\u0131n oldu\u011funu tespit etmi\u015flerdir. Ara\u015ft\u0131rmalar\u0131nda insan k\u00f6k\nh\u00fccrelerinden t\u00fcretilen GABA\u2019erjik intern\u00f6ronlar\u0131n epilepsi modelli fare\nbeyninde fonksiyonel bozuklu\u011fa sebep olan b\u00f6lgeye g\u00f6\u00e7 ettiklerini ve o b\u00f6lgede\nbulunan di\u011fer h\u00fccrelerle etkile\u015fime girdiklerini g\u00f6zlemlemi\u015flerdir. Ard\u0131ndan\noptogenetik y\u00f6ntemi kullanarak hipokamp\u00fcs b\u00f6lgesine enjekte ettikleri\nGABA\u2019erjik intern\u00f6ronlar\u0131n postsinaptik yan\u0131tlar olu\u015fturdu\u011fu sonucuna\nvarm\u0131\u015flard\u0131r. Ara\u015ft\u0131rma sonucunda nakledilen n\u00f6ronlar\u0131n olgunla\u015fmadan da\nepileptik n\u00f6betleri bask\u0131lama \u00f6zelli\u011fine sahip olmas\u0131 dikkat \u00e7ekmi\u015ftir.<\/p>\n\n\n\n

Korku ve Depresyonun Optogenetik ile \u0130li\u015fkisi <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Optogenetik\nara\u015ft\u0131rmalar, korku ile ili\u015fkili davran\u0131\u015f s\u00fcre\u00e7lerinin temel mekanizmalar\u0131n\u0131\nortaya koyma kapasitesine sahiptir. Yeni geli\u015ftirilmi\u015f teknikler kullan\u0131larak\ndo\u011fu\u015ftan gelen korkular\u0131n alt\u0131nda yatan sinirsel devrelerin \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131na ve\nbunlar\u0131n etkile\u015fimlerinin tan\u0131mlanmas\u0131na olanak sa\u011flam\u0131\u015ft\u0131r. Korku, anormal\n\u015fekilde ifade edildi\u011finde mod\u00fcle edilebilmekte veya bast\u0131r\u0131labilmektedir.<\/p>\n\n\n\n

Ayr\u0131ca;<\/p>\n\n\n\n

–\nPsikiyatrik Hastal\u0131klar<\/p>\n\n\n\n

– Farmakogenetik<\/p>\n\n\n\n

-G\u00f6rme Tedavisi <\/p>\n\n\n\n

– Parkinson<\/p>\n\n\n\n

– \u015eizofreni<\/p>\n\n\n\n

– Kalp\nFizyolojisi<\/p>\n\n\n\n

-Al\u0131\u015fkanl\u0131klar\u0131\n\u00d6\u011frenmek \u0130\u00e7in<\/p>\n\n\n\n

– Haf\u0131za\nAra\u015ft\u0131rmalar\u0131<\/p>\n\n\n\n

Gibi bir\u00e7ok\nalanda optogenetik \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131 s\u00fcrmekte.<\/p>\n\n\n\n

\n