Proje Özeti

Alzheimer Hastalığı (AH)’de oluşan Aβ birikiminin, sinaptik kayıp ve işlev bozukluğuna sebep olarak, bilişsel gerileme ve işlevsel beyin bağlantısının bozulmasına yol açtığı kabul edilmektedir. Özellikle hipokampüs ve kortekste görülen sinaptik bozukluklar; sinapsların oluşumunda rol oynayan dendritik çıkıntıların dolayısıyla sinaps kaybının artışıyla ilişkilendirilmektedir.

Çift katmanlı lipid membrandan meydana gelen sinapsların çoğunluğu prenatal ve erken postnatal dönemde oluşmaktadır. AH’de membran ilişkili oksidatif stresin indüklemesiyle, lipid metabolizmasında ve seviyelerinde oluşan değişiklikler Aβ birikiminde artışa neden olmaktadır.  Yapılan bir çalışmada, perinatal dönemdeki kolin takviyesinin Aβ40 ve Aβ42 birikimini ve plak oluşumunu azalttığı gösterilmiştir.

Üridin monofosfat (UMP), kolin ve balık yağı (dokosahekzaenoik asit, DHA) gibi bileşenler membran fosfatidlerinin sentezlenmesindeki önemli bileşenlerdir. Yapılan çalışmalarda beyin fosfolipid seviyelerinde en büyük artışın üç besinin eş zamanlı kullanığında ortaya çıktığı belirtilmiştir. Bu bağlamda bu projede prenatal ve laktasyon döneminde üçlü besin takviyesinin uygulandığı Alzheimer fare modelinde (5XFAD) hipokampüste yaklaşık 300 adet lipidin lipidomiks analizi yapılacaktır. Literatürde hücre kültür modellerinde bu üçlü kombinasyonun lipid seviyelerine etkileri araştırılmış ancak Alzheimer fare modellerinde prenatal ve laktasyon dönemde alınmasının nasıl etkiler yarattığı ve belirtilen lipidlerin yeni teknolojilerle hassas düzeyde ve kapsamlı ölçümü daha önce yapılmamıştır. Ayrıca, bu besin takviyelerinin pre- ve postsinaptik membranlardaki spesifik protein seviyelerini ve dendritik çıkıntı yoğunluğunu artırarak hafıza ve öğrenmeyi güçlendirdiği gösterilmiştir. Bu amaçla, bu çalışmada hipokampal nöronlarda nasıl bir fonksiyonel ve morfolojik değişim olacağı immünhistokimyasal, biyokimyasal ve moleküler biyolojik yöntemlerle incelenecektir. Tüm bunlara ek olarak Morris Su Labirenti Testi yapılarak bu besin takviyelerinin davranışa etkisi olup olmadığı araştırılacaktır.

Sinapslar enerji ihtiyaçlarından dolayı mitokondrice zengindir ve lipidler mitokondriyal membranların da önemli bir bileşenidir.  Mitokondriyal membranlarda bulunan kardiyolipin (KL) mitokondriyal dinamikleri regüle ederek sinaps oluşumunu desteklemektedir. AH’de Aβ birikiminin lipid komposizyonunu değiştirmesinin yanı sıra mitokondri disfonksiyonuna sebep olmasıyla da AH’de sinaptik bozulma ve hafıza kaybı oluştuğu düşünülmektedir. Ancak UMP, kolin ve DHA takviyelerinin lipid kompozisyonuna parallel olarak mitokondriyal dinamikler üzerindeki etkilerini gösteren bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu doğrultuda, lipid seviyesinde ve sinaptogenezde meydana gelebilecek değişikliklerin mitokondriyal dinamikleri etkileyip etkilemediği mitokondriyal boyalar kullanılarak flow sitometri ve konfokal yöntemleri ile değerlendirilecektir. Böylelikle Alzheimer fare modelinde prenatal ve laktasyon döneminde membran prekürsörü olarak verilecek bu besinlerin hem lipid hem de sinaptogenezin mitokondriyal dinamiklerde nasıl bir etki mekanizması olduğunun anlaşılmasına katkı sağlayacaktır.

Bu çalışmadan çıkacak sonuçlar doğrultusunda gelecek çalışmamızda hipokampüsün nöronal membran lipidlerini ve mitokondriyal membran lipidlerini karşılaştırmayı planlamaktayız. Projede tecrübe edeceğim bu yöntemlerin bana yeni yetenekler kazandıracağına ve çağımızın önemli bir problemi olan nörodejeneratif hastalıklar alanında yapmayı planladığım gelecek calismalarda yurt dışı işbirliği imkanı sunacağına inanmaktayım.

Elde edilecek veriler, dünyada 50 milyondan fazla insanı etkileyen ve yüksek maliyetli AH’ye yatkın bireylerde, hastalık oluşmadan önce uygulanan membran prekürsörü besin takviyelerinin koruyucu ve/veya güçlendirici etkilerini mekanistik açıdan ortaya çıkaracaktır. Böylece hastalığın oluşumunun engellenmesi ve tedavisi açısından önemli bir katkı sağlayacaktır.