YENİ TIP: “ŞOK-BİYOELEKTRİK TIP”

sok_tipAteşli hastalık-enfeksiyon ve otoimun durumlara ilâç yerine “sinir sistemi uyarımı metodu”

Ben, eflamasyonlar-iltihaplanmalar konusuna çok ilgi duyan bir beyin cerrahıyım. Acıyı dindirme, tümörü-şişlikleri indirme ve pek çok hastalığın bir sonucu olan doku hasarını önleme konusunda metodlar keşfedebilmek için laboratuvarımda benimle birlikte çalışan meslektaşlarımla, iltihaplanma-ateşlenmeye neden olan molekül üzerinde çalışmaktayım.

Bu çalışmanın bir kısmından hastalar zaten yararlanmaktalar. 1987 yılında, laboratuvar babunlarını ölümcül enfeksiyonun sonuçlarından kurtarmak için, enflamatuar-yangısal-iltihaplı molekül olan tümör nekrozis faktör (TNF) olan moleküle yönelik yaptığım deneyin neticelerini yayınlamıştım. (bu çalışma, bedenin immünolojik savunmasının normal fonksiyonda işlemesini engelleyen enfeksiyonel, otoimun ve diğer hastalıklar için yeni bir çeşit ilaç keşfine katkıda bulunan bir çalışmaydı.)

Bir nörocerrah olarak, ben, beynin işleyişine karşı son derece ilgiliyim. 1990’larda, yine TNF’yle alâkalı  yaptığımız şaşırtıcı bir keşif, nörobilim ve imünolojinin görüşlerinin  birleşmesinden açığa çıktı. TNF üretimini engelleyen belirli duyuşsal uyarılara karşı beklendik tepkiler olan nörolojik refleksleri kazara keşfettik!  Bu da, hastaların iltihaplarını-yangılarını tedavi etmede benim tasarladığım ve onlara yerleştirdiğimiz “küçük, elektriksel sinir uyarıcıları” buluşunu ortaya çıkardı.

Enfeksiyon tedavi etmek ve engeli tersine çevirmek için kullanılan sinir-stimüle eden elektronik alet, “biyoelektrik tıp” diye adlandırılan yeni bir disiplinin temelini oluşturuyor. Bu alet, eklem iltihabı ya da başka hastalıklara sahip olan hastalar üzerinde klinik olarak test edilmektedir ve bedenin doğal refleksinden yararlanılarak yapılmasından dolayı;etkili, güvenli ve ekonomik olması, pek çok ilâca ve enjekte edilebilir haplara bir alternatif oluşturmaktadır. Hastalığın altında yatan biyolojik işlemlere tam olarak hedef almasıyla, bu sinir-uyarcı teknoloji, pek çok ilâcın sıkıntılı yan etkilerini önlemeye yardımcı da olmalıdır.

REFLEKS DEVRESİ
sok_tip2

Isı, dokunma, basınç, ve belirli moleküllerin varlığı, “duyusal nöronlar” diye adlandırılan sinir hücrelerinde bir elektrik sinyali yaratır. Bu elektriksel bilgi, merkezi sinir sistemindeki bir başka çeşit sinir hücresi olan “aracı nöron”lara aktarılırken bu gelen uyarılar da basit refleks devresindeki 3. ve son aşamayı tamamlayan “motor nöron”lara aktarılır.

Motor nöronların ateşlenmesi ile de, sıcak tabaktan elin çekilmesinden, 3 millik bir koşu sırasındaki havayollarının genleşmesine kadar geniş bir aralıktaki davranışları tetikleyen bedenin kas ve organlarına geri elektriksel sinyal yollanır.

Basit refleks devreleri tek tek organları düzenler, uyumlu hale getirir ve böylelikle, siz bedeninizin etkili bir şekilde işlevini yapması sağlayan anlık hareketleri bilinçli bir şekilde planlamak zorunda kalmazsınız. Örneğin; telefona cevap vermek için oturduğunuz yerden kalkıp, yukarı kata çıkmak  için, solunumuzu, kalp atışınızı ya da kan basıncınızı koordine etmeyi düşünmek zorunda olmazsınız. Refleksler, tüm gerekli şeylerle ilgilenir; organların fonksiyonlarını, rahatça dinleniyor mu ya da tam gaz çalışıyor mu gibi bedenin ihtiyaçlarına uydururlar.

Nobel ödül sahibi İngiliz fizyolojist Charles Scott Sherrington (1857–1952), nöral ağlardan oluşan basit reflekslerin, sinir sisteminin temel yapı taşları olduğunu ve refleksleri kontrol eden milyonlarca sinir hücresinin bu kombine outputun, bedenin organ fonksiyonlarını yönettiğini ortaya koymuştur. Ancak Sherrington, bir soruya parmak basmamıştır: “Motor nöronlardan gelen elektrik sinyali, organ fonksiyonunu gerçekten de nasıl kontrol etmektedir?” Cevap, nispeten kolay. Aslında onlar “ilaç” üretmekteler. Nöronlar, regüle olan organın içinde sonlanan uzun, tel gibi çıktıları olan sinir fiberleri ya da aksonlar boyunca, bilgiyi aktarırlar. Aksonların sonunda, Sherrington tarafından adı konan “sinaps”lar bulunur. Sinapsın bir tarafındaki motor nöronun aksonu sinir hücrelerine ya da karşı taraftaki “sinaptik yarık-çukur” olarak adlandırılan dar boşluktaki organ hücrelerine fiziksel olarak dokunmaz. Onun yerine aksonların sonundaki elektrik sinyali, sinaptik yarık boyunca dağılan nörotransmiter salımını stimule eder ve hedef sinir ya da organ hücresi alanındaki reseptörleri bağlar. Pek çok ilâç da bu şekilde çalışmakta gözükmektedir.

İlaç endüstrisi, deneysel ilâç dizyan etmeye, ve sentezlemeye ve deneysel ilâç olarak yeni kimyasallar geliştirmeye milyarlarca dolar para ayırmakta, ki bunlar, reseptörlerle etkileşime giren sadece “molekül”lerdir. Dünya çapında bir milyar dolardan fazla satılan pek çok ilâç, metabolik aktiviteyi modifiye eden ve seçilmiş hücrelerdeki genleri çalıştıran belirli reseptörlere bağlanır. Ancak, ilâçların tehlikeli yan etkileri olabilir. Bir kere yutulduğunda ya da enjekte edildiğinde, bu ilâçlar, bedende seyahat ederek, hedeflenmemiş hücrelerle etkileşime girdiklerinde, istenmedik sonuçlar oluşturabilir.

İlâç tarzı  nörotransmiter üretimini stimule etmede, aşağı doğru sinirlere sinyal yollayan bir alet kullanmak, ayrıcalıklı bir avantajdır. Bedenin kendisinin ürettiği bu ilâçlar, olası yan etkileri yok ederek, net ve tam olarak zehirli olmayan miktarda bedenin dokularına dağılır.

TESADÜFİ BİR KEŞİF

sok_tip3

1990’ların sonunda, kolona yönelik geliştirilen bir tür antikor olan “monoklonal antikor” adlı farmasötikal yeni bir sınıf, romatizmal eklem iltihabı, iltihabi bağırsak hastalığı ve diğer rahatsızlıkları tedavide kullanılmaktaydı. Benim ve meslektaşlarımın öncü olmasına yardım ettiğimiz bu “monoklonal antikor”, TNF’nin ve diğer moleküllerin  fazla üretiminden kaynaklı, acıyı, tümörü ve doku bozulmasını ve diğer iltihabi semptomları dindirebilmekte. Benim hastalarım için, bu, onların normal bir yaşam sürdürebilmeleri için tek şans.  Ancak başarı epey maliyetli oldu. Anti-TNF, hastaların %50’sine kadar etkisiz olsa da yıllık bir hasta için bu ilâç faturası 15.000 dolar ile 30.000 dolar arasındaydı. Belki de çoğu endişeli hastalar ve onlara bakanlar için bu ilâçlar tehlikeli ve hattâ ölümcül yan etkilere de sahip olabiliyordu.

N.Y, Manhasset’deki Tıp Araştırmaları Laboratuvarımda, TNF’yi engellemek için alternatif bir yaklaşım üzerinde çalışmaktaydık. CNI-1493 adını verdiğimiz bir molekül geliştirdik. Benim başlangıçtaki hipotezim; bu deneysel ilâcı, serebral enfarktüsü ya da felç sırasındaki TNF üretimini engellemek için beyne enjekte etmekti. Bunun doğruluğu kanıtlansa da, küçük miktarlardaki CNI-1493’ün beyne enjekte edildiğinde, bunun tüm beden boyunca organlardaki TNF’yi engellendiğini göreceğimi de düşünmüyordum. Önceleri sonuçlara inanmayarak, deneyleri pek çok kez tekrarladık. Her seferinde, örneğin; beyindeki görünmez derece az miktarda olan CNI-1493’ün, bedenin organlarına nüfuz edecek kadar   düşük olmasına rağmen, bir şekilde beynin dışındaki TNF’yi bloke etttiğini onayladık. Aylar boyunca haftalık toplantılarımızda bu sonuçları tartıştık, ve bu ilâcın nasıl çalıştığına dair en ufak bir anlayışa sahip olamadık.

Başlangıçta, belki de CNI-1493’ün, beynin alt kısmındaki hipofiz bezi hormon(steroid ya da glukortikoidler) üretimini uyarmak için aktive ederek, TNF üretimini engellediği sonucuna varmıştık. Yalnız ne yazık ki, farelerdeki hipofiz bezini ameliyatla alınıp, deneyleri tekrar ettikten sonra, beyne enjekte edilmiş CNI-1493’ün halâ TNF’yi engellediğini tespit ettik. Bu sonuç, hipofiz bezinin, bedendeki TNF üretimini durdurmadığı anlamına gelmekteydi. Başka bir açıklama ararken, mümkün gözükmeyen bir olasılığı düşünmeye başladık. O da; beyni ateşleyen motor nöronların, bedenin geri kalan kısımında TNF’yi baskılamak, durdurmak için elektirk sinyalleri taşımasıydı.

Bu hipotezi test etmek için, belirli beyin alanının belirli davranışlara bağlayan, nörobilimdeki yerleşik uygulamaya bel bağladık. Davranışın nöral kontrolu hakkında bilinen pek çok şey; lokalize beyin hasarlı felçli hastalara ait eski çalışmalardan bilinmektedir. Paul Broca (1824-1880), sol posterior ön korteksteki küçük bir hasar, dil kavrayışını muhafaza ederken, dili konuşamamayla sonuçlanmaktaydı. Bu duruma “ifade afazisi” deniyor. Bezer olarak, Carl Wernicke (1858-1905), felcin, o bölgenin yanındaki sol posterior, üst temporal girus alana zarar verdiğinde,bu, anlamada ya da anlamlı konuşma üretememe, duyusal afazi oluşturuyor. Ayrı beyin bölgelerinin belirli davranışları kontrol etmesi anlayışı, beyin ve organları arasındaki bireysel devrelerin bağlantısını kesme isteğine bizi sevk etti ki, bu yolla da biz,TNF’yi kontrol eden belirli sinirlerin kimliğini açığa çıkarabilecektik. Nereden başlayacağımızı şaşırmıştık. Çünkü, beyin ve organlar arasında bu tarz milyonlarca bağlantı mevcuttu.

sok_tip4

Bir hareket planı yaparken, Colorado Boulder Üniversitesi’nden Linda Watkins’in ufuk açıcı bir yazısı ile karşılaştık. Bu yazıda; vagus sinirinin, duyusal bilgiyi, bedenin organlarından beynin altına kadar aktarmada ana rol oynadığı gösterilmekteydi. Farelerle yaptığı deneylerinde Linda Watkins, farelere iltihab ve ateşe neden olacak “interlökin-1”(bağışıklık sistemi cevabını artıran bir madde) ya da “IL-1” adlı bir sinyal molekülü verdi. Ancak, vagus sinirini kestiğinde ve deneyi yeniden tekrarladığında, ateşin olmadığını gördü. Bundan yola çıkarak şu sonuca vardı: sinir, IL-1’in varlığı hakkında beyne bilgi yollar ve bu nöral sinyaller ateşin başlangıcını kontrol etmektedir.

Japonya’nın Niigata Üniversitesi Tıp Okulu’nda, bağımsız olarak çalışan Akira Niijima da farelere IL-1 enjekte etmişti. Akira, hayvanlara verdiği IL-1’in, beyne giden vagus sinirini elektriğe maruz bıraktığını keşfetti. Bu dataları inceleyerek, ben, bunların bağışıklık sistemi için bir refleks devresini tanımlayan anahtarı elinde bulundurduğunu varsaydım.

IL-1 tarafından uyarılan vagus sinir hücrelerinin sinyal sonuçlarını düşündüğümde, IL-1’in, iltihabi işlemi regüle etmek için beynin dışında, organlara motor sinyali yollanmakta olabileceğini düşündüm. Dolayısıyla ben, “basit bir refleks kontrol mekanizması”nın iltihabı durduracağı ve ateşin dokulara olası zararın minimum seviyede vereceğini ortaya koydum. Bu işlem, dokulardaki iltihabi moleküllerden gelen sinyallerin vagus siniri yolu ile yukarı beyne gitmesi şeklinde değil, ayrıca, sinir yoluyla orijial dokulara geri dönüp, onların topluca sitokinler diye bilinen TNF ve diğer iltihabi moleküllerin üretimini durdurması şeklinde gerçekleşiyor olabilmekteydi.

Sherrington’un “ basit bir refleks, sinir boyunca seyahat eden duyusal girdi ile başlar” şeklindeki fikrine sadık kalarak, ben, vagus sinirinden gelen TNF’nin “kapalı” sinyali, beyin ve bağışıklık sistemi arasında bir refleks sinir devresini uyguladığını öne sürdüm. Bu fikir, bedenin enfeksiyon ve yaralanmalara karşı savunma mekanizmalarını anlamada potansiyel olarak yoğun çıkarımlara sahiptir. Bağışıklığı kontrol eden refleks nöral devreleri,– hastalık- tetikleyen iltihapların aksine–  toksik salan TNF ve diğer iltihabi sinyal yollayan molekülleri önleyerek, sağlığın iyileşmesi sağladığına dair bir teori ortaya koydum. Bu oldukça net gözüken biyolojik mekanizmayı daha önce başka birisinin mutlaka düşünmüş olacağını düşünerek, hemen kaygılandım.

Yayınlamış yazıları araştırdığımda, bağışıklık sistemindeki ana organların örneğin; timus, dalak, karaciğer, lenf düğümleri, hepsinin beyinden gelen innerve edilmiş (sinirle donatılmış) bağlantılar olduğunun kanıtları ortaya çıktı. Fakat bu çalışmalardan hiç biri bağışıklığı kontrol eden refleks devreleri üzerindeki araştırmayı tanımlamıyordu. Aslında, antitezi tıbbi bir dogma olmuştu. On yıllardır yapılan bağışıklık bilimi-immünoloji çalışmaları, bedenin sinir sistemine karşı  bağımsızlığını korumaya dair bağışıklık sisteminin rolü üzerine odaklıydı. Bağışıklık, bu açılardan bakıldığında, beyne değil de,  lenfositler, monositler, makrofajlar, ve diğer beyaz kan hücrelerine odaklıydı.

Bağışıklık sistemini aşırı çalışmasını ya da az çalışmasından uzak tutan “iltihaplıtahrik edici refleks”, benim zehirlilik ve doku hasarını önleyen devreye verdiğim addır. “İltihaplı-tahrik edici refleks” eğer iyi çalışmazsa, sitokinlerin (endotel hasarından sonra salınan ve düz kas hücrelerini çoğaltan madde) varlığı, otoimun hastalıklarda oluşan eklem iltihabı gibi komplikasyonlara  neden olabilirdi. İyi bir teori gibi gözükmekteydi ama deneysel kanıtlara ihtiyaç vardı.

Bu fikri test etmek, vagus sinir yolunu, beyinden itibaren bedenin organları boyunca çeşitli yerlerden cerrahi bir şekilde ayrıcak çok özenli bir işlem gerektiriyordu.

Bu vagus siniri, beyin sapında başlar (yaklaşık insanlarda kulak seviyesinde) ve çift halde sağ-sol şeklinde sinir fiber yığınları olarak, boyundan, göğüs kafesine geçip, oradan batın-karın bölgesine yönelerek bedene, dağılırlar. Bu yolla da bedenin direkt ya da endirekt pek çok organıyla bağlantı kurarlar. Aneztesi altındaki farelerle çalışırken, onların boyunlarındaki vagus sinirini kesttik ve beyinlerine CNI-1493 enjekte ettik. Daha sonra da, beyindeki, dalaktaki ve diğer organlardaki  TNF’yi ölçtük. Buradan tatmin edici sonuçlar elde ettik: Çeşitli hücrelerdeki bağışıklık hücreleri tarafından TNF üretimini durdurmada rol oynayan beyindeki CNI-1493 için bozulmamış bir vagus siniri gerekmekteydi. Daha öteler,aşağıya doğru haritamalama yapılırken, boyundan abdominal organlara doğru uzanan vagus sinirini belirli noktalardan dikkatlice kestik. TNF’nin kapalı düğmesinin işlevini yerine getirmesi, sadece beyin sapında başlayan vagus siniri, boyuna ve göğüs kafesine ve oradan da batın bölgesine ve dalağa bütünüyle bozulmamış bir şekilde yol aldığında oluyordu.

Vagus siniri aktarım kanıtı, TNF’nin dalağa kadar giden sinyalinin kapalı olmasını gerektirmekte olduğuna dair kanıt, North Shore Üniersitesi Hastanesi nöroşirürji ameliyat odasından aldığım, elde kullanılan sinir-uyarıcı elektrodu kullanarak ortaya çıktı. Ben, bu aleti sık sık, beyin tümörünü sinire hasar vermemesi için çıkarırıken, yüz sinirini belirlemek için kullanırdım. Tıpkı doktorların önlüklerinde taşıdığı el fenerine benzer olan bir pille çalışan alet, ucundan çıkan bir tele sahip ve yanında elfenerindeki gibi bir ampül var. Bu aleti bir sinire yerleştirdiğinizde, siniri uyaran ucu, aksiyon potansiyellerini, sinir fiberleri boyunca elektrik bilgi iletimini ateşlemek için, elektik yük yayıyor.

Anestezi altındaki farelerin vagus sinirine sinir stimulatörünün ucunu dokundurduğunuzda, pek çok organdaki TNF üretimi bloke oldu. İşte bu nokta, vagus siniri ile taşınan elektrik iletimi, bağışıklık sistemi tarafından ürettiği TNF üretimini regüle ettiğinin kanıtıydı.

Bu deney, biyoelektronik alet kullanarak iltihabi hastalıkları tedavi etmeyi düşünmemizde bize ilham kaynağı oldu.

Öğlen vakti, peçetenin arkasına, eklem iltihabı ya da diğer iltihabi hastalıklara sahip bir hastanın göğsündeki vagus sinirine yerleştirelen elektroda bağlı bir pacemaker’ı(kalp atışını düzenleyen alet) gösteren bir taslak çizdim. Genellikle herşeyi saklarım. Daha çok ıvır zıvır eski ne varsa biriktiririm. Öyle ki; Louis Pasteur hakkında 8. sınıfta yazdığım yazıyı bile halâ saklıyorum. Ama bir şekilde bu peçeteyi kaybettim! Çok kötü. Çünkü bugün için güzel bir hatıra olabilirdi.

10 yıldan daha fazla bir zamanda, laboratuvarımda onlarca meslektaşımla ve dünya üzerindeki araştırma enstitülerindeki diğer pek çoklarının yaptığı çalışma, iltihabi refleksin fizyolojik ve moleküler biyolojisini gözler önüne serdi. Araştırmamın merkezini teşkil eden vagus siniri, beyinden dalağa, karaciğere, mide-bağırsak kanalına, kalbe ve diğer organlara sinyal yollamaktadır. Pek çok araştırma dalağı hedef almıştır. Çünkü, TNF üretimindeki ana yer orasıdır. Bu yol boyunca, vagus sinirinden aşağı üst abdomine inen aksiyon potansiyelleri, fiberlerini dalağa yollayan bir grup sinir hücresi olan çölyak gangliyonda biter. Dalağın derinliklerindeki bu fiberler, bir sinyal molekülü olan norepinefrin salar, ve daha sonra T-lenfositleri diye adlandırılan bağışıklık sistemini hücrelerine bağlanır. Noreepirefrin, dalakta TNF üreten makrofaj adlı bağışıklık hücreleri üzerindeki reseptörlere bağlanan asetilkolin adlı bir başka nörotransmiter üretimini tetikleyen T hücrelerdeki reseptörlere yapışır. Reseptörler üzerine gelen asetilkolin (a7nAChR), makrofajların iki moleküler yolu engelleyerek TNF üretimini durdurmasını sağlar.

Bir yol, TNF yapımını başlatmak için makrofajların çekirdeklerindeki genlere talimat veren NF-κB, bir proteinin aktivitesini kontrol eder. Diğer yol ise, IL-1 ve diğer enflamatuar-yangı moleküllerinin salınmasını yöneten yoldur. Gelecekteki araştırma, vagus sinirinin ulaştığı diğer organları inceleme ve bağışıklık sistemi ile etkileşimde olan diğer sinirlerin araştırılması olacaktır.

Bu yolların anatomik ve moleküler temellerini tanımlama, bir bağışıklık sisteminin sinir sistemi tarafından kontrol edilebildiğini göstermiştir. Enfeksiyon ya da yaralanma biyokimyasal bir dengesizlik yarattığında, bu değişimler beyindeki motor nöronlara aktarılır, motor nöronlar vasıtasıyla da, TNF, IL-1 ve dokulardaki salınımı ve beden boyunca enflamatuar reaksiyonlar üreten kan dolaşımını regüle etmek için diğer etkilenmiş dokulara geri sinyal yollanır.

Bu yolların gözlemlenmesi ve kontrol edilmesi için yeni tekniklerin gelişimi hızla devam etmekte. Bugün biz enflamatuarın-yangının rotasını izlemek için sitokinleri ölçüyoruz. Gelecekte, hastalığa tanı koymada, izlemede ve enflamatuar hastalığı kontrol etmede sinirlerin içindeki elektrik sinyallerini deşifre edeceğiz.

Gösterdiğimiz üzere, bağışıklık tepkilerini regüle eden nöral devreler, sinirlerin uyarılması ve kesilmesi ve aktif gelerin ve bağışıklık moleküllerinin yolları incelenerek, haritalandırılabilir. Şu zamana kadar elde edilen sonuçlarla, bu yaklaşımlar, eklem iltihabı, yangın bağırsak hastalığı, MS hastalığı ve belki de şeker ve kanserin de dahil olduğu rahatsızlıkları tedavi etmede yardımcı olabilecek.

Peçeteye taslağı çizdikten 13 yıl sonra, 2011 yılında Mostar, Bosna Hersek’te, vagus sinir stimulatörü (laboratuvarımda kullandığım basit el yapımı aletten çok daha gelişmiş bir versiyon) ile tedavi edilen eklem iltihablı bir hasta ile tanıştım. Genç çocuklu orta yaşlı bir baba olan bu hasta bana ellerinin, ayaklarının ve dizlerinin çok ağrıdığını ve bu ağrıdan dolayı günlerini kanepede yatarak geçirdiği, işe gidemediğini ve çocukları ile oynayıp, yaşamın tadını bir şekilde çıkaramaya çalıştığını söyledi. Ülkesinde pahalı olan anti-TNF ilâç tedavisi uygulayamadığı için, streoitler, metotreksat ve diğer anti-enflamatuar (iltihab sökücü) ilâçları kullanmış, ancak başarısız olmuş. Bu yüzden kendisi, GlaxoSmithKline ve Amsterdam Üniversitesi Akademik Tıp Merkezi’nde önemli bir römotolog olan Paul-Peter Tak’in yönettiği bir klinik deneyede yer almaya razı olmuş. Nörocerrahlar, onun köprücük kemiğinin hemen altına bir vagus sinir stimulatörü implant etmişler ve adama hayırlısını dilemişler ve adam eve dönmüş. Günler içinde adamda gelişmeler gözlemlenmiş. Haftalar içinde neredeyse tüm ağrılarından kurtulmuş. Tekrar pinpon oynamaya başlamış, daha sonra, oynarken dizini incittiği tenisin de dahil olduğu sporu aktivitelerini geliştirmiş. Klinik ekibi, onu bu kadar güç harcamasına karşılık dikkatli olmasını söylemekteler.(bu tavsiye, bir kaç hafta önce zorluklar hareket eden kişiye yapılmıştı!) Şimdi, ameliyattan nerdeyse 4 yıl sonra, semptomlarında iyileşme gözükmekte ve  tehlikeli ilâç tedavisinden (streoitler enfeksiyon, şeker hastalığı ve yüksek tansiyona karşı direnci düşürebilmekte) uzak bir şekilde yaşıyor.

Onun yaşadıkları, Washington, D.C’deki Amerikan Romatoloji Koleji’nin Kasım 2012’deki Yıllık toplantısında Tak ve Akademik Tıp Merkezi’nden meslektaşları Frieda Koopman ve SetPoint adlı Medikal Şirket’ten(enflamatuar refleksi regüle etmede sinir stimulasyonu geliştirmek bu şirketin kurucularından oldum) Ralph Zitnik’le beraber anlatılarak ve ele alındı.

Uzun süredir eklem iltihabından dolayı fazla bir şey yapamayan 8 hastadan, bu hasta ile birlikte 5’i belirgin şekilde kendilerine amelliyatla yerleştirilen vagus sinir stimulatöründen epeyce yararlandılar. Bu yazıyı yazarken, enflamatuar-iltihabi bağırsak hastalığına karşı ilâç tedavisine  karşı ek olarak uygulanan vagus sinir stimulatörünü ölçmek için yapılan ek çalışmalar devam etmekte. Eğer başarılı olursa, biyoelektronik tıp bazı ilaçların yerini alma potansiyeline sahip.

Bu alandaki ilerlemeler devam etmekte. Ocak ayının ortasında Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi, obez hastalarda doygunluk hissi uyandıran vagus sinirnin stimule ettiği bir aleti onayladı. Bu alanda araştırma yol haritası planmayı başlamada, GSK’nin (GlaxoSmithKline) evsahipliğinde, 2013 yılında 1. Biyoelektronik Tıp Zirvesinde, biyoelektronik tıptaki başarı şansları, gelecekteki beklentiler tartışıldı. GSK, destek parası olan 5O milyon doların ötesinde, bu konuda yapılan ferdi araştırmaları da desetekleyeceklerini ve bir milyon dolar dinovasyon-yenilenme ödülü vereceklerini açıkladılar. Buna ek olarak, Ulusal Sağlık Enstitüleri yakın zamanda, biyoelektronik teknolojileri geliştirmek için ABD Savunma Bakanlığı’na ve ElectRx’i (Elektriksel Reçeteler) piyasaya süren İleri Araştırma Projeleri Ajansı’na (darpa), bedenin sinirlerini denetim altına alarak sağlığa katkıda bulunacak teknikler üzerindeki çalışmalara  finansal destek vermek adına, 248 milyon doları,7 yıllık bir çalışma olan SPARC’a yatırdıklarını açıkladılar.

Bizim ilk yaklaşımımız olan enflamatuar-İltihabi refleksin altında yatan moleküler mekanizmayı araştırma, şimdi geniş bir perspektifte, diğer hastalıklar olan bağışıklık, kardiyovasküler, solunum, mide-bağırsak, nöroendokrin ve  böbreksel sistemlere de uygulanmakta. Belirli nöral devrelerin, hassas elektrodlar ve moleküler aletler tarafından bilgi yayarak, bizim küçük sinir fiberlerini ve hattâ tek bir aksonun stimüle edebilmemizi şekillendirebileceği, şimdi yaygın bir şekilde bilenen bir şey.

Esas soru; bu biyoelektronik tıbbın ilâç endüstrisine bir tehdit olup olamacağı. Ben, biyoelektronik aletlerin bazı ilâç ve takviyelerin yerine geçeceğine inanıyorum. Ancak, antibiyotik ve diğer anti-enflamatuar ajanlar kalacak. Fakat, ben, ilâç firmalarının biyoelektronik tıbbi araştırmalarını da arttırmaya devam edeceğini bekliyorum.

ZİHİNLE BAĞIŞIKLIĞIN ÜSTESİNDEN GELME

Pek çok insan refleksler hakkında fazla düşünmez. Ama refleksler her yerdedir. İlkel hayvanalar, örneğin; beyni ya da bilinci olmayan solucanlar, yiyecek ya da eş bulmak ve enfeksiyon ve yaralanmaya karşı savunma tepkileri geliştirmek  için reflekslerine güvenmek zorundalardır. Genomu yakın zamanda önce çözülen ve haritası çıkarılan minik kurtçuk olan Caenorhabditis elegans ‘ı ele alalım. Bu kurtçuk, toprak bakterisinden beslenen evrimsel olarak eskiden kalma yuvarlak bir solucandır. Zaman zaman patojenik bakteriler ile karşılaşır ki bu onun için, bağışıklık sisteminde bir seri defansif önlemleri aktive eden potansiyel olarak ölümcül bir olaydır. Evrim, enfeksiyon ya da yaralanmaya karşı, minimal hasar ve yan etkiye sahip bir şekilde bu türe, koordineli, koruyucu bir tepki sunma lütfunda bulunmaktadır ve solucan da o şekilde yaşamak için zarif bir sistem geliştirir.  Solucanın basit sinir sistemini oluşturan 302 nörondan, bir kaç seçkin nöron patojenlerin varlığını tespit etme konusunda hassastır.  Bu aynı nöronlar, solucanın, toksik hale gelecek kendi bağışık  sisteminden koruyarak, bağışıklık sistemindeki aktiviteyi kontrol eden bir refleks devresi tetikler.

Daha gelişmiş omurgalılarda, bir organizmayı savunmada deneyimlerden öğrenen 2 biyolojk sistem vardır; biri sinir sistemi, diğer de bağışıklık sistemi. Enflamatuar refleksin keşfi, bu iki sistem, immünolojik dengeleşimi sağlamak için basit, net, refleks devrelerle kesiştiklerini açığa çıkar. Tıpkı daha az gelişmiş yuvarlak solucan gibi, biz de, inanılmaz derece koruyucu fonksiyonlarından yararlanılan bu mekanizmaların farkına varmak zorunda değiliz.

Tıp tarihinde eşsiz bir birleşme noktasına geldik. Basit refleksler tüm sinir sistemi boyunca dağılmış haldedir. İnsan sinir sistemindeki trilyonlarca sinaps, bir nöronu diğerine bağlar. Bugün bizim araştırma araçlarımız, bağışıklık sistemini kontrol eden, yeterince hassas belirli devreleri tespit ve tedavi etmede de kullanılabilir. 20. Yüzyılın ilk zamanlarında, Sherrington, refleks arkların bilinç vesilesiyle kontrol edilebilir mekanizmalar olduğu notunu düşerek, bu yüzden insan ırkının, ilkel reflesklerine hükmeden, dünya üzerinde beyin kapasitesini en yüksek seviyede kullanan, en başarılı hayvan türü olduğunu belirtmiştir. O zamanlar, Sherrngton, refleksleri düzgün bir dengede tutmak için teknolojilerin gelişeceğini tasavvur edememiştir.

Çeviren: AylinER
Scientific American Dergisi, Mart 2015 sayısı sayfa: 28-35

Check Also

Beyin Nöronlarında Genlerin Düzenlenmesi

Bilim adamları beyin nöronlarında insanın genetiğini tam olarak düzeltip değiştirebilmenin yolunu buldular. Özet: Araştırmacılar, nöronlardaki ...