John Hopkins Üniversitesi’ne bağlı kurumların gerçekleştirdiği bir araştırmada, Bloomberg Kamu Sağlığı Okulu’ndan nöro-toksikologları ve virologları, ayrıca tıp fakültesinden bulaşıcı hastalık uzmanlarını da içeren çok-disiplinli bir ekip, “mini-beyin” olarak bilinen organoidlere (organları simule edecek şekilde insan hücrelerinden yapılan ufak doku kültürleri) Covid-19’a sebebiyet veren SARS-CoV-2 bulaşabildiğini buldu.
Covid-19 pandemisinin başladığı Wuhan’da (Çin) gerçekleştirilen ilk raporlar hastalıktan muzdarip olan kişilerin %36’sının nörolojik semptomlar da gösterdiğini ileri sürüyordu. Ancak virüsün insanda beyin hücrelerini etkileyip etkilemediği kesin olarak bilinmiyordu.
Organoidler, belli organları kopyalayacak şekilde kök hücrelerden in vitro üretilen, üç boyutlu mini doku kültürleridir. Bu mini kültürler, organın kendine mahsus özelliklerini kopyalayabilir veya belli bir organa mahsus davranışlar gösterebilir, mesela belli hücre türlerini üretebilir.
Araştırmacılar, yeni korona virüsünün nörolojik etkiler de göstermesi üzerine virüsün beyin hücrelerini etkileyip etkilemediğini bulmak için organoid teknolojisine başvurdu.
Virüsün insanda beyin hücrelerini etkileyebildiğini gösteren sonuçlar 26 Haziran 2020 tarihinde ALTEX: Alternatives to Animal Experimentation isimli dergide yayımlandı.
Covid-19 pandemisinin başladığı Wuhan’da (Çin) gerçekleştirilen ilk raporlar hastalıktan muzdarip olan kişilerin %36’sının nörolojik semptomlar da gösterdiğini ileri sürüyordu. Ancak virüsün insanda beyin hücrelerini etkileyip etkilemediği kesin olarak bilinmiyordu. John Hopkins Üniversitesi’nden araştırmacılar, çalışmalarında, insanda bazı nöronların ACE2 reseptörü geliştirdiğini gösterdi. ACE, SARS-CoV-2 virüsünün tutunarak akciğerlere girdiği reseptör. Bu yüzden ACE2’nin virüsün beyne de ulaşmasına neden olacağı sonucuna varıldı.
Araştırmacılar bunun üzerine SARS-CoV-2 virüsü parçacıklarını mini beyin modeline -organoid- zerk etti. Bu şekilde patojenin bu hücrelere de bulaştığını ve burada kendini kopyaladığını kanıtlayan ilk verilerin elde edildiği düşünülüyor.
İnsan beyni pek çok virüse, bakteriye ve kimyasal ajanlara karşı kan-beyin bariyeri sayesinde korunur. Bu şekilde beynin enfekte olması engellenir. Bloomberg Kamu Sağlığı Okulu kanıta dayalı toksikoloji biriminden Thomas Hartung, “SARS-CoV-2 virüsünün bu bariyeri geçip geçmediği henüz bilinmiyor” diyor ve ekliyor “Ancak Covid-19 hastalarında gözlemlenenlere benzer ağır enfeksiyonların bu bariyerin dağılmasına neden olduğu biliniyor.”
Kan-beyin bariyerinin geçirgen olmayışı beyni hedef alan ilaç imalatçıları açısından da bir sorun teşkil edebilir.
Çalışmanın ortaya attığı başka bir kaygı da SARS-CoV-2’nin gelişmekte olan beyne etkisi. Daha önce Paris-Saclay Üniversitesi’nin gerçekleştirdiği çalışma, virüsün plasentayı aştığını ve embriyoların gelişimin ilk aşamalarında kan-beyin bariyerine sahip olmadığını göstermişti. “Açıkçası, virüsün gelişim bozukluklarına neden olduğuna dair kanıtımız yok,” diyor Hartung.
Ancak gelişmekte olan beyni modelleyen bu organoid mini beyinler, gelişimlerinin ilk aşamalarından beri ACE2 reseptörüne sahip. Bu yüzden Hartung bulguların hamilelik esnasında daha da ihtiyatlı olunması gerektiğini öne sürdüğünü düşünüyor.
“Bu araştırma, enfeksiyonun nasıl semptomlara neden olduğunu, ilaç tedavisiyle COVID-19 hastalığına nerelerde saldırmamız gerektiğini anlamada mühim adımlardan biri” diyor John Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesinde profesör olarak çalışan, çalışmanın bulaşıcı hastalıklar ekibinin başındaki William Bishai.
İnsan kök hücresinden türetilen mini-beyin organoidleri (bunlara BrainSpheres deniyor) dört yıl önce Bloomberg Kamu Sağlığı Okulu’nda geliştirilmişti. İlk kitlesel olarak üretilen, yüksek standartlara sahip organoidler olan bu mini-beyinler Zika, dengue ve HIV givi bulaşıcı virüsler dahil pek çok hastalığı modellemek için kullanılıyor.
Ana görsel: İnsan karaciğerinde bulunan duktal hücrelerden yapılmış ve SARS-CoV-2 ile enfekte olmuş organoid, Bing Zhao.