Bağışıklık Sistemi Bedendeki Mikropları Tespit Etmede Duyusal Bir Organ Gibi Beyne Yardım Edebilir

 10 yıllardır anatomi ders kitaplarında bedendeki karmaşık olan beyin ve bağışıklık sisteminin birbirinden tamamen ayrı işlediği öğretiliyordu. Eldeki tüm verilere göre, beyin, bedeni yönetme işine ve bağışıklık sistemi de kendini korumaya odaklıydı. Sağlıklı kişilerde bu ikili hiç bir zaman bir araya gelmiyordu. Sadece belirli hastalıklar ya da travmada bağışıklık sistemindeki hücreler beyne giriyordu ve bunun da tek sebebi beyne saldırmaktı.

Ancak, son yıllarda, yeni buluşlar sayesinde bilim insanlarının bu iki sisteme karşı bakış açıları ve anlayışlarında kökten değişiklikler oldu. Artan kanıtlar, beyin ve bağışıklık sisteminin hem hastalıkta, hem de sağlıkta rutin olarak etkileştiğini gösteriyor.

Bağışıklık sistemi, örneğin; yaralı bir beynin tedavisine destek olup, yardımcı olabilir. Bağışıklık sistemi, aynı zamanda, beynin stresle başa çıkmasına yardım edip, öğrenme ve sosyal davranış gibi temel beyin işlevlerine de yardımcı olabilir.

Dahası, bağışıklık sistemi, vücudumuzdaki ve etrafımızdaki mikroorganizmaları tespit eden ve tıpkı en az gözlerimiz kadar görsel bilgiyi ve kulaklarımız kadar işitsel bilgiyi beyne aktaran bir çeşit gözetim organı olarak nitelendirilebilir.

Başka bir deyişle, beyin ve sindirim sistemi, daha önce düşünüldüğü gibi sadece yolları sık sık kesişmiyor, ayrıca tamamen birbiri ile iç içe geçmiş, dolaşık haldeler.

Araştırmacılar, halâ bu yeni gelişen nöroimmunoloji alanını incelemenin ilk aşamasındalar. Daha şimdiden, beynin immünolojik bilgiye verdiği yanıt ve bu bilginin beyin devrelerini nasıl kontrol ettiği ve nasıl etkilediği, otizmden Alzheimer’e kadar birçok nörolojik hastalığın anlaşılmasının ve onlar için yeni tedavilerin geliştirilmesinin anahtarı olabilir. Bu tür bozuklukları tedavi etme çabaları genellikle hayâl kırıklığı ile sonuçlanmıştır. Çünkü, çoğu ilâç beyne nüfuz edemez. Nöroimmunolojiden elde edilen bulgular, bağışıklık sistemini hedef almanın daha etkili bir taktik olabileceği olasılığını artırmaktadır.

Bu keşiflerin önemini anlamada elde edilen ve kabul gören ilim, beynin ve bağışıklık sisteminin nasıl yapılandırıldığı ve nasıl çalıştığı hakkında biraz bilgi edinmemize yardımcı oluyor. Beyin, süper bilgisayar ve ana düzenleyicimizdir, Merkezi Sinir Sistemini (MSS) oluşturan omurilik ve birkaç kranial sinir ile birlikte çalışarak tüm vücut fonksiyonlarını kontrol eder. Beynin sorumluluğunun geniş kapsamı göz önünde bulundurulduğunda, bu organın inanılmaz derecede karmaşık olması şaşırtıcı olmaz. Temel fonksiyonel birimleri; beynin yaklaşık yarısını işgal eden “nöronlar”dır.

İnsan beyni, sinaps adı verilen yaklaşık 100 trilyon bağlantı ile birbirine bağlanmış tahmini 100 milyar nöron içerir. Nöronlar, glia adı verilen çeşitli nöral olmayan hücrelerle birlikte, beyin parenkimini(esas ve işlevsel eleman-kendine özel doku yapısı), bilgiyi işlemeden sorumlu fonksiyonel dokuları oluştururlar. Diğer anahtar oyuncular arasında, parenkimal dokuları fiziksel olarak destekleyen ve parenkimayı çevreleyerek ona destek sağlayan bağ dokusu kitlesi ve beyni besleyen ve kan-beyin bariyerini oluşturan kan damarlarını oluşturan stromal hücreler ve vücudun diğer kısımlarından beyne geçişi sınırlayan endotel hücreleri (kalp ve diğer vücut boşlukları ile kan ve lenf damarlarının iç yüzlerini döşeyen tek sıra yassı hücrelerden oluşmuş epitel tabakası) bulunur.

Onun için, bağışıklık sistemi iki ana kısımdan oluşur; doğal-doğuştan gelen bağışıklık, uyarlayıcı bağışıklık.

Doğuştan gelen bağışıklık, ilk hücrelerde milyarlarca yıl önce, düşman kuvvetlerini çabucak tespit etmek ve öldürmek için çok hassas bir şekilde evrimleşmiş olan daha ilkel bir öğedir. Vücudu, patojenlere karşı, fiziksel ve kimyasal engeller oluşturan, savunan ve onları öldüren ilk savunma hattıdır. Doğuştan gelen bağışıklık, beyaz kan hücrelerinin enfeksiyon bölgesini beslediği ve patojenleri sınırlamak ve yok etmek için ısıya ve şişliğe neden olan proteinleri dışarı atan iltihaplanma tepkisini başlatır.

Doğuştan gelen bileşenlerden sonra gelişen adaptif-uyarlayıcı bağışıklık, esas olarak belirli bir patojeni (hastalığa neden olan her türlü organizma ve madde) tanıyan ve buna karşı hedefe yönelik bir saldırı oluşturabilen T lenfositler ve B lenfositler olarak adlandırılan hücrelerden oluşur. Mükemmel bir dünyada, tüm uyarlayıcı-adaptif bağışıklık hücreleri, yalnızca dışsal patojenleri hedef alır ve vücudun kendi proteinlerine veya hücrelerine dokunmaz. Ancak, populasyonun yaklaşık yüzde 1’inde, uyarlayıcı bağışıklık kontrolü kaybeder ve kendi dokularındaki hücrelere saldırarak birçok skleroz (organ ve dokunun katılaşması-patalojik olarak sertleşmesi), artrit (eklemlerde meydana gelen iltihabik bir durum) ve bazı diyabet formları gibi otoimmün hastalıklara neden olur. Yine de, sistem, bireylerin yüzde 99’unda yabancı işgalcileri hedef alan etkileyici bir başarı oranına sahiptir.

Araştırmacılar, uzun zamandır bağışıklık sisteminin, bir organizmanın kendi bileşenlerini, kendilerinden olmayanları ayırt etmekle uğraştığını düşündüler. Ama sonunda daha karmaşık teoriler ortaya çıkmaya başladı. 1990’larda Ulusal Allerji ve Bulaşıcı Hastalıklar Enstitüsü Polly Matzinger, bağışıklık sisteminin sadece yabancı istilacılara değil, aynı zamanda dokulara da zarar verdiğini öne sürmüştür. Bu düşünce, yaralı, iltihap kapmış veya başka bir şekilde zarar görmüş dokular tarafından salınan moleküllerin tanımlanmasından destek almıştır.

Bu moleküller, bağışıklık sisteminin aktivasyonuna yol açan bir dizi olayı tetikleyerek, bağışıklık hücrelerini, yaralanan bölgeye toplama ve alarmın neden olduğu istilâcıyı yok etme veya yaralanmayı gidermede kullanır. Buna ek olarak, deneylerle, adaptif-uyarlayıcı bağışıklığın baskılanmasının tümörlerin gelişimini ve büyümesini hızlandırdığını ve hasarlı dokularda iyileşme sürecini yavaşlattığı da tespit edilmiştir. Bu tür bulgular, bağışıklık sisteminin (bir zamanlar yabancı istilacılardan lazer-odaklı vücudun korunması düşünülürdü) aslında çok daha büyük bir alana sahip olduğunu gösterir: vücudun dokularını, ister içerden ister dışardan her türlü saldırıya karşısı dengede kalmaya yardımcı olacak şekilde düzenler.

Ancak yakın zamana kadar, bilim adamları bu alanın beyne uzanmadığından emindi. 1920’lerin başlarında, araştırmacılar, sağlıklı beynin (Merkezi Sinir Sisteminin (MSS) mikroglia denen immune-bağışıklık hücrelerine sahip olmasına rağmen, vücudun başka yerlerinde –periferik bağışıklık hücreleri diye adlandırılan- bağışıklık hücrelerinin genellikle bulunmadığını gözlemlemişlerdi. Kan-beyin bariyeri onları dışarıda tutuyordu.

1940’larda araştırmasından dolayı Nobel Ödülü kazanan biyolog Peter Medawar, vücudun, beyne yerleşen yabancı bir dokuyu, vücudun başka herhangi bir yerine yerleşenlere göre daha yavaş reddettiğini gösterdi.

Medawar:“Beyin, bağışıklık konusunda ayrıcalığa sahip. Bağışıklık sistemine karşı dayanıklı.” Bununla birlikte, periferik immün/bağışıklık hücreleri, beyin enfeksiyonları veya yaralanmaları olan hastaların parankimi (organ ya da bezin görev gören dokusu) ve omuriliğinde ortaya çıkar. Ve farelerde yapılan  çalışmalar, bu hücrelerin, hastalık ile ilişkili elden ayaktan düşüren, zayıflatıcı felce neden olduğunu göstermektedir. Bunun gibi bulgulara dayanarak, bilim insanları, beyin ve bağışıklık sisteminin, bağışıklık hücrelerinin Merkezi Sinir Sistemine (MSS) girmesi ve nöronlara savaş açması dışında birbiri ile hiç bir alakası olmadığını öne sürdüler. (Bu gibi durumlarda bağışıklık hücrelerinin kan beyin bariyerini nasıl aştığını tam olarak bilinmemekle birlikte, bariyerlerin bağışıklık hücrelerinin geçmesine izin verecek şekilde belki de beyin hastalıkları sırasında aktif hale gelebiliyordu.1992’de yayınlanan bir yazısında Stanford Üniversitesi’nden Lawrence Steinman ve meslektaşları, multipl skleroz benzeri bir duruma sahip farelerde periferik immün hücrelerinin, bariyere nüfuz etmelerine izin veren “α4β1 integrin” adlı bir protein oluşturduğunu keşfettiler: integrin ve endotel hücreleri arasındaki etkileşimi engelleyen bir ilaç olan Tysabri, multipl skleroz hastaları için en etkili tedavilerden biri.

Beyin ve bağışıklık sisteminin birbirinden ayrı yaşamlar kurduğu teorisi on yıllarca kabul gördü ama şüphe de edilmiyor değildi. Bazıları: “Eğer bağışıklık sistemi, vücudun patojenlere karşı ana mücadele kuvveti ise, beyin böyle bir savunma sistemine erişimden neden vazgeçmeye hazır ki?..” diye merak etti.

Teorinin destekçileri, kan-beyin bariyerinin, çoğu patojenin beyne girmesini önlediği şeklinde cevap verirler. Dolayısıyla, beyin, özellikle de orada bulunarak örneğin; nöronlarla savaşmak gibi,sorunlara yol açabilen bağışıklık sistemini barındırmaya gerek duymaz. Bu konuda kuşku duyanlar, bazı virüslerin yanı sıra bazı bakterilerin ve parazitlerin de beyne erişebileceğine ve etkileyeceğine dikkat çektiler ve bağışıklık sisteminin, bu transgresyonları (kan beyin bariyerini aşmayı) görmezden gelmek şöyle dursun, onlara tepki verdiğini ve

istilacı ajanla başa çıkmak, kontrol etmek için beyne koştuğunu açıklarlar. Belki de beyindeki patojenlerin kıtlığı, kan-beyin bariyerinin onları filtrelemede bu kadar etkili olmasından değil, bağışıklık sisteminin bunlarla savaşmakta çok etkili olmasından kaynaklanmaktadır. Gerçekten de, çalışmalar, immünsüprese (bağışıklığı baskılanmış) olan hastaların sıklıkla Merkezi Sinir Sistemi’ni (MSS) etkileyen komplikasyonlara (yan etki) maruz kaldıklarını göstermiştir.

Nihayetinde bu gibi argümanların ve bağışıklık sisteminin hasarlı vücut dokularını desteklemesindeki rolünün açığa çıkıp bu konudaki onayların ve takdirin artması, araştırmacıların, Bağışıklık sisteminin, Merkezi Sinir Sistemin’deki (MSS) rolünü yeniden gözden geçirmelerine neden oldu.

Omurilik yaralanmaları olan sıçanlarda ve farelerde MSS’e daha yakından baktıklarında, bunların infiltre edici (her tarafa yayılan, nüfuz edici) immün-bağışıklık hücreleriyle taştığını buldular.

1990’ların sonlarında yapılan deneylerde, İsrail’in Rehovot’taki Weizmann Bilim Enstitüsü’nden Michal Schwartz, Merkezi Sinir Sistemi’ne (MSS) zarar verdikten sonra bağışıklık hücrelerinin ortadan kaldırılmasının, nöron kaybını ve beyin işlevini kötüleştirdiğini, buna karşılık bağışıklığı güçlendirmenin, nöronun hayatta kalmasını sağladığını gösterdi. Son zamanlarda, Houston Methodist Hastanesi’nden Stanley Appel ve Irvine, Kaliforniya Üniversitesi’nden Mathew Blurton-Jones‘un önderliğindeki araştırmalar, amiyotrofik lateral skleroz-Motor Nöron Hastalığı (ALS) ve Alzheimer hastalığının, normal farelere göre uyarlayıcı bağışıklığı az olan farelerde daha ciddi ve hızlı geliştiğini bulmuşlardır. Uyarlayıcı bağışıklığı geri kazanmak, güçlendirmek, bu tür hastalıkların ilerlemesini yavaşlatır. Bu sonuçlar, bağışıklık hücrelerinin, daha önce bilindiği gibi, sadece bunlara zarar vermek yerine nöronlara yardımcı olduğunu göstermektedir.

 İlk bakışta, bağışıklık sisteminin, zarar görmüş Merkezi Sinri Sistemini (MSS) korumaya yönelik müdahalesi pek de mantıklı gelmiyor. MSS, travmayı sürdürdüğü zaman, bağışıklık sistemi, patojenleri yok etmek için toksik maddeleri serbest bırakır ve bazı durumlarda dengeyi bozan hasarlı hücreleri devreden çıkarmak için, iltihabi bir tepki verir. İnflamatuar-iltihabi yanıt baskılayan bir araçtır. Ancak, kötü, hasarlı olanların yanında iyi olanlardan bazılarını de devre dışı bırakır. Diğer dokularda, buna bağlı hasarlar tolere edilebilir. Çünkü, dokular kolaylıkla yenilenir. Ancak, MSS doku büyümesi sınırlıdır, yani bağışıklık tepkisinden kaynaklanan hasar tipik olarak kalıcıdır. Bağışıklık aktivitesinin beyinde hasara yol açma potansiyeli göz önüne alındığında, müdahale etmenin bedeli genellikle faydalarından daha ağır basabilir. Ancak, MSS hasarı sonrası gözlemlenen başıklık yanıtı, normal şartlarda beyin fonksiyonlarına yardımcı olan bağışıklık yanıtının bir uzantısıdır.

Son çalışmalar bu görüşü desteklemektedir. İsrail’deki Negev Üniversitesi ve Schwartz’dan Hagit Cohen ile yaptığım işbirliğimde; doğal yırtıcılarının kokusuna maruz kalma gibi stresli uyaranlara maruz kalan farelerin ani stres yanıtı geliştirdiğini tespit ettik. (böyle bir durumda, fareler keşfetmek yerine bir labirentte saklanıyor) Vakaların yüzde 90’ında stres, saatler veya günler içinde kayboluyor. Ama diğer yüzde 10 için, stres tepkisi günlerce, haftalarca devam ediyor. Dolayısıyla, bu son gruptaki fareler, travma sonrası stres bozukluğuna (TSSB) bir hayvan modeli olarak hizmet edebilir.

İlginç bir şekilde, adaptif-uyarlayıcı bağışıklığı olmayan fareler, normal bir bağışıklık sistemine sahip olan fareler ile karşılaştırıldığında, TSSB  Travma Sonrası Stres Bozukluğu) durumu birkaç kat artmıştır. Bu sonuçlar, bağışıklık sisteminin sadece enfeksiyonlar ve yaralanmalar sırasında değil, aynı zamanda psikolojik stres sırasında beyni desteklediğini gösteren ilk göstergeyi oluşturur. Dahası, bazı kanıtlar, insanlarda bağışıklık sisteminin TSSB (Travma Sonrası Stres Bozukluğu) ile bağlantılı olduğunu göstermektedir.

Bir yırtıcıya maruz kalma kadar sinir bozucu olmasa da, öğrenmeyi gerektiren görevler de streslidir. Bir sınava hazırlanmayı ve hattâ yeni bir yemek tarif hazırlamayı düşünün. Stresle baş edememe, öğrenme sürecinin kendisini engelleyebilir mi? Bu hipotezi test etmek için, arkadaşlarım ve ben çeşitli davranışsal testlerde bir kontrol grubu ile adaptif-uyarlayıcı bağışıklığı olmayan farelerin performansını karşılaştırdık.

Adaptif-uyarlayıcı bağışıklığı olmayan farelerin, kontrol grubu olan normal farelerden farklı olarak, büyük bir su havuzunda saklı bir platformun yerini belirlemek gibi, mekansal öğrenme ve hafıza gerektiren görevlerde yetersiz performans gösterdiklerini tespit ettik. Bu tespitimizden sonra da adaptif-uyarlayıcı bağışıklığı olmayan farelerin sadece mekânsal öğrenme davranışının bozuk olmadığını ayrıca, başka bir fare yerine zamanlarını cansız bir nesne ile harcamayı tercih eden sağlıksız sosyal davranışlar da sergilediğini gösterdik.

Bağışıklık sisteminin farklı beyin işlevlerinde önemli roller oynadığına dair kanıtlar çoğaldıkça, yeni bilinmeyenler ortaya çıktı. Bir tanesi; bağışıklık sisteminin MSS’deki etkisini nasıl uyguladığı. Sonuçta, mikroglia dışında, sağlıklı bireylerin parankimi (bir organ ya da bezin görev gören dokusu) içinde hiç bir immün-bağışıklık hücresi yoktur. İpuçları, immün hücreler tarafından üretilen ve diğer hücrelerin davranışlarını etkileyen sitokinler (hücreler arası sinyal mekanizmasında görev alan ve hücrelerin davranışlarını değiştirebilen proteinler) adı verilen proteinlerden gelmektedir. Periferik bağışıklık hücreleri tarafından salınan sitokinler beyni etkileyebilir. Muhtemelen bunlar, düzgün kan beyin bariyerinden yoksun olan beyin bölgelerinden içeri girerler ve beyinden batın bölgesine kadar uzanan “vagus siniri” yoluyla beyni doğrudan etkileyebilirler.

Mevcut kanıtlar, meninksler (beyin ve omurilik zarları) içindeki bağışıklık hücrelerinin aynı zamanda beyin işlevini etkileyebilen sitokinlerin kaynağı olduğunu göstermektedir. Bu bağışıklık hücrelerinin meninkslere nasıl girdiği, oralarda nasıl dolaştığı ve sitokinlerini nasıl ürettikleri, şu anda yoğun bir araştırma konusudur.

Son zamanlarda meslektaşlarım ve ben bu sorulara cevap olabilecek ilginç bir keşif yaptık: Bu keşif, vücudun toksinlerden ve atıklardan nasıl kurtulduğu ile ilgili. Vücuttaki dokular iki tür damar içerir. Tıpkı bir evde su ve diğeri de kanalizasyon için kullanılan iki tip borunun olması gibi, dokularımız da onlara oksijen ve besin taşıyan kan damarlarına ve dokuların ürettiği toksinleri ve diğer atık maddelerini kaldıran lenf damarlarına sahip. Lenfatik damarlar, ayrıca, bir bağışıklık tepkisi uyandırabilen maddeler olan antijenleri, dokulardan alıp, boşlatma dokusu hakkında bilginin incelenmesi için bağışıklık hücrelerine sunulan doku drenaj lenf düğümlerine taşırlar.

Dokudaki yaralanma veya enfeksiyon gibi bir problemin tespit edilmesinde, bağışıklık hücreleri problemi çözmeye çalışmak için aktive olur ve o dokuya doğru harekete geçer. Sağlıklı beynin bağışıklık sisteminden kopuk olduğu ve parankimin lenfatik damarlar içermemesinin nedeni olduğuna uzun süredir inanan bilim insanları, ne beyin ne de Merkezi Sinir Sistemi’nin geri kalan kısmına lenfatik ağ tarafından hizmet verildiğini uzun süre düşünmemişlerdir. Ancak, bu varsayım bir bilmece, bir muammayı da ortaya çıkardı:

Beyin, neden bağışıklık sistemine dair potansiyel problemler hakkında bilgi vermiyor ve bağışıklık sisteminin bu potansiyel problemleri çözülmesinde  yardımcı olmasına neden izin vermiyor?.. Ve bağışıklık sistemi yine de beyin enfeksiyonları hakkında bilgiyi nasıl alıyor? Daha da ötesi, çalışmalar beyin hasarlarının beynin dışında bulunan lenf düğümlerinde güçlü bir bağışıklık tepkisi oluşturduğunu ortaya koymuştur. Bu nasıl mümkün olabilir?..

Meninglerdeki bağışıklık aktivitesi ve beyin fonksiyonu üzerindeki etkilerinden o kadar etkilendik ki, ben ve meslektaşlarım ve ben bu zarları daha yakından incelemeye karar verdik. Bu incelmeyi yaparken, tesadüfi bir şekilde bir şey keşfettik: Meninkslerin, lenf damarları barındırdıkları ortaya çıktı. Daha sonra pek çok araştırma grubu, balıklar, fareler, sıçanlar, insan olmayan primatlar ve insanlarda benzer bulgular tespit ettiler. Sonuçlar, 200 yıl önce yapılan, ancak büyük oranda reddedilen beyin ve lenf sistemi arasında bir bağlantı olduğuna dair daha önceki önerileri doğrulamaktadır. Bu damarlar, beyin iltihapları ve bağışıklık sistemi yaralanmaları hakkında bilgi aktaran MSS’den (Merkezi Sinir Sistemi) yara- iltihabı boşaltan hakiki, gerçek bir lenfatik ağı temsil eder.

Meninkslerdeki (beyin ve omurilik zarı) hem lenf damarlarının, hem de bağışıklık hücrelerinin varlığı, araştırmacılar, bu zarların tam işlevini öğrenmek için bunları yeniden gözden geçirmeleri gerektiğini düşündüler. Geleneksel açıklama, sadece beyni harekete geçiren beyin-omurilik sıvısını taşıdıklarını gösterir. Ancak, beynin kurucu-yapıtaşını oluşturan hücrelerin ne kadar yoğun bir şekilde bir arada olduğu ve beyin nöronlarının elektrik sinyallerini ateşlediklerinde ne kadar duyarlı olduğu düşünüldüğünde, beynin, bağışıklık aktivitesini tüm menenjeal (beyin zarı ile ilgili) sınırlara taşıyarak, nöron fonksiyonuna müdahele etmeden tüm Merkezi Sinir Sistemine hizmet etmesine izin vermesi, uzun süredir tartışılan problemin (beyin ile bağışıklık sistemi birbirinden ayrı mı?) belki de evrimsel çözümdür.

Beynin lenfatik damarlarının keşfi, bağışıklık sisteminin Merkezi Sinir Sisteminde oluşan doku hasarı hakkında nasıl bilgi aldığını ortaya koyuyor. Menenjeal (beyin zarı ile ilgili) bağışıklık hücrelerinin aslında parankim (bir organ ya da bezin görev gören dokusu) ile nasıl iletişim kurdukları ve bunu uzaktan nasıl etkiledikleri hakkında bilgi edinmek için, beynin atık giderme sisteminin başka bir koluna bakmalıyız. Keşfettiğimiz lenfatik ağa ek olarak, Merkezi Sinir Sisteminde, beyin omurilik sıvısının beyne girdiği parankimde bir kanal ağı da vardır. Rochester Üniversitesi’nden Maiken Nedergaard bu ağa glimfatik sistemi (uyku sırasında beyindeki atık moleküllerin uzaklaştırılmasıyla görevli, bağışıklık sistemine benzer şekilde çalışan bir sistem) adını verdi.

Sıvı, parankime meninkslerden beyni saran damarları çevreleyen boşluklarından girer ve damarları çevreleyen boşlukların içinde toplanıncaya kadar dokuları yıkar ve daha sonra meninkslerdeki beyin omurilik sıvı havuzuna geri döner. Bu akışkan sıvı, muhtemelen, meninkslerden sitokinlere, bağışıklık moleküllerini, etkilerini uygulayabilecekleri parankime taşır.

Sitokin (hücreler arası sinyal mekanizmasında görev alan hücrelerin davranışlarını değiştirebilen proteinler) çalışmaları, davranışı nasıl düzenlediklerini aydınlatır. Örneğin; şu anda Texas Üniversitesi MD Anderson Kanser Merkezi’nde Robert Dantzer ve Urbana Champaign’daki Illinois Üniversitesi’nden Keith Kelley, interlökin-1 beta’nın hastalık davranışlarını başlattığını, bu hastalığa verilen isim, insanların hasta olduklarında örneğin; aşırı uyku, daha az yemek ve sosyal ilişkiye girmeme,geri çekilme gibi, tipik olarak ortaya koydukları davranış durumundan yola çıkılarak verilmiştir. Ve çalışma ekibim,yakın zamanda, menenjeal T hücreleri tarafından üretilen ve bir sitokin olan interferon gama‘nın (virüslere karşı savunma tepkisi olarak vücut hücreleri tarafından üretilen, birbirine yakın bir kaç porteinin adı) beynin, sosyal davranış da dahil pek çok işleve sahip olan  prefrontal korteksindeki nöronlarla etkileştiğini gösterdi.

Şaşırtıcı bir şekilde, bu sitokin etkisi, beynin yerleşik bağışıklık hücreleri mikrogliya yoluyla göstermez. Etkisini, sosyal davranışla ilişkili devreleri kontrol eden nöronlarla gösterir. Aslında, bu devrelerin düzgün çalışması için sitokinler çok önemlidir: T hücreleri veya interferon gama yokluğunda, bu nöronlar devrelerin doğru bir şekilde düzenleyemez ve hiperaktivite devreye girer. Böylece, meninksler içinde bağışıklık hücreleri tarafından üretilen bir sitokin, nöronların aktivitesini ve devrenin işlevini ve altta yatan davranışı değiştirebilir.

 İnterferon gama, beyin fonksiyonunu etkileyen tek bağışıklık molekülü değildir. İngiltere’deki Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Mario de Bono ve meslektaşları, başka bir sitokin olan IL-17‘nin, yuvarlak solucan Caenorhabditis elegans’ta duyu nöronlarını harekete geçirdiğini ve onun oksijen algılama davranışını değiştirdiğini göstermiştir. Massachusetts Institute of Technology’den Gloria Choi‘nin ve onunla çalışan diğer araştırmacılar, fareler üzerinde yakın zamanda yaptıkları çalışmalarında, IL-17’nin, beyin korteksindeki nöronlarla etkileşime girebileceğini ve otizm spektrum bozukluğu ile ilgili davranışları değiştirebileceğini göstermiştir.

BAŞKA BİR DUYU ORGANI MI?

Bir kişi, beyin kadar güçlü bir organın düzgün işlemesi için bağışıklık sistemi tarafından neden  kontrol edilip, desteklendiğini merak edebilir.

Bu iki sistemin bu kadar yakından birbiri ile neden bağlantılı olduğuna dair bir hipotez geliştirdim. Koku, dokunma, tat alma, görme ve duyma gibi beş yerleşik duyumuz var. Konum ve hareket veya propriyosepsiyon (eklemlerin boşluktaki pozisyonunu, konumunu, hareketini algılama) hissi genellikle altıncı his olarak adlandırılır.

Bu duyular, iç ve dış çevrelerimiz hakkında beyne bilgi verir ve beynin kendini koruması için gereken aktiviteyi hesaplayabilmesini sağlar. Bu ortamlarda mikroorganizmalar bol miktarda bulunur ve onları algılama yeteneği (gerektiğinde onlara karşı savunmak) hayatta kalmanın merkezinde yer alır. Bağışıklık sistemimiz tam olarak da bunu yapmaktadır. Doğuştan gelen bağışıklık sistemi ile istilacıların örüntülerini ve türlerini tespit eder ve uyarlanabilir bağışıklık sistemimiz de özel istilacıları tanıma yeteneğine sahiptir. Bana göre bağışıklık sisteminin rolünü tanımlamak gerekirse; bu sistem, mikro organizmaları saptar ve bunları beyne bildirir. Düşündüğüm gibiyse, eğer bağışıklık tepkisi, beyinle fiziksel bağlantılıysa, bu yedinci bir his olabilir..

 Bu hipotezi test etmenin yolları var. Beynin devreleri birbiri ile bağlantılı olduğu için, bir devreye yapılan müdahale diğerlerini de etkiler. Mesela, koku duyumuz bozulduğunda yemeğin tadı da bozulur, farklılaşır. Bağışıklık girdisinin diğer devreleri bozduğunu gösteren kanıtlar, bağışıklık tepkisinin fiziksel bağlantılı bir yedinci his olduğu iddiasını destekleyecektir. Buna olası bir örnek hastalık davranışından verilebilir. Belki de, patojenik enfeksiyonun beyni bilgilendiren yedinci histen gelen sinyallerinin yoğun girdisi, hastalık sırasında uyku, açlık ve benzerlerini modüle eden devreleri bozar ve bundan etkilenen bireylerde karakteristik davranışsal değişime yol açar.

Bundan farklı olarak, bağışıklık algılama sistemi tarafından beyne iletilen mikroorganizma bilgisi, beynin hastalık patolojilerini en aza indirip, hastanın enerjisini koruması açısından hastalık davranışı başlatmasını da sağlayabilir.

Beyin ve bağışıklık sistemi arasındaki ilişki hakkındaki bilgimiz halâ başlangıç aşamasında. Önümüzdeki 10 veya 20 yıl boyunca bu alanda yeni keşiflerin iki sistemi tamamen farklı yönlerini açığa çıkarsa şaşırmamalıyız. Bugün sahip olduğumuz temel anlayış, yeni tür araştırmaların sonuçlarıyla tamamen ters yüz olabilir ve zenginleşebilir. Öncelikle, bir araştırma, bağışıklık bileşenlerinin ve sinirsel devrelerin sağlık ve hastalığa nasıl bağlandığını, etkileşimde bulunduğunu ve birbiriyle nasıl bağlantılı olduğunu haritalandıracak. Bu ilişkileri bilmek, araştırmacıların nörolojik ve zihinsel bozuklukların tedavisinde bağışıklık konusuna da dikkatle odaklanmalarına imkan sağlayacaktır.

Bağışıklık sistemi, Merkezi Sinir Sistemi’nden daha kolay ilaçla tedavi edilebilir ve bir gün, gen terapisi ile bağışıklık sisteminin tedavisi, hattâ kemik iliği transplantasyonu yoluyla hasarlı bir bağışıklık sisteminin iyileşmesi ile beyin bozukluklarının tedavi edilmesi mümkün olacaktır. Beyin bozukluklarındaki sayısız bağışıklık değişiklikler göz önüne alındığında, nöroimmün etkileşimler üzerine yapılan araştırmalar muhtemelen gelecek on yıllar boyunca devam edecek ve giderek beyindeki daha derin gizemleri ortaya çıkaracaktır.

Çeviren: AylinER
Ağustos 2018 Scientific American dergisinden çevrilmiştir.

Check Also

Çok Sayıda Uygulama ve Web Sitesini Takip Edilmeden Kullanmak İmkansız!

Cihazlarım, Ben Uyurken Bile, 2 Saniyede Bir Veri Gönderip, Alıyor! İnternete bağlandığım bir sunucudan telefonumu ...