Hücreyi Anlamak: İnsan Hücre Atlası!

Hücre. Bir insanı veya başka organizmayı yapan en küçük canlı birimler. Nasıl ki atomu parçaladığımızda madde özelliğini kaybediyor, hücreyi parçaladığımızda da canlılık ortadan kalkıyor. Dolayısı ile Fizikte “atom” ne ise, Biyolojide “hücre” odur.
Ancak, günümüze kadar hücreler üzerinde yaptığımız çalışmalar hep onların parçalanması ve içeriklerinin sağlık ve hastalık durumunda incelenmesine dayandı. Yani, sağlıklı bir hücrenin içeriğini herhangi bir hastalığa sahip aynı tip hücre ile karşılaştırarak neyin veya nelerin yanlış gittiğini öğrenmeye çalıştık. Elde ettiğimiz bilgi ve bulgulara göre hastaya ilaç yazdık ve onun iyileşmesini bekledik. Daha doğrusu bir elbiseyi herkese giydirmeye çalıştık.

Ancak, ne yazık ki, hesaba katmadığımız şeyler vardı… 

Bir kere hücreyi parçaladığımız zaman onu hastalıklı bir duruma sevk ederiz. Hücre veya organizmaları bu çeşit invazif (yıpratıcı) şartlara soktuğunuzda hücreler ani reaksiyon gösterir ve aslında normalde kendilerinde olmayan bir seri davranışa yönelirler. Bunun sonucu hem hasta hem de sağlıklı hücrenin kimyasal ve fizyolojik profili değişir. 

Dolayısı ile “kontrollü deneyler” denen bu araştırmalar sonucu, hücre veya organizmada hastalığın “sebebini” değil, bizim uygulamalarımızdan kaynaklanan “sonucunu” okumuş veya belirlemiş oluruz. Diğer bir söyleyişle, hücreye uyguladığımız muamele sonucu ortaya çıkan değişikliklere karşı ilaç veya diğer tedavileri uygularız. Yani oldukça “absürd” bir durum.

Şimdilerde bu durum değişmek üzere… Nasıl?

Hücreyi parçalamadan, onun canlı haline bakarak nelerin yanlış gittiğini anlamaya dayalı “hücre global atlası”nı kullanarak. Bunu bir çeşit Google Haritaları veya Google Eearth uygulamalarına benzetebiliriz: topolojiye (yer küre) yukarıdan bakıp, yakınlaşarak tüm bileşenlerini (sokak, cadde, bina, park) ayırt etme.

Peki İnsan Hücre Atlası nasıl çıkarılacak?

Tamamen disiplinler arası bir çalışma ile. Bugüne kadar hücre, gen, metabolitler hakkında tüm bildiklerimiz ve bileceklerimizin anlaşılabilir bir şekilde bir araya getirilmesi ile. 

Böylece, sağlıklı bir dokuyu yapan hücre ve hücrelerin tam bir resmine sahip olacağız. Bu resme bakarak hasta doku veya organda nelerin yanlış gittiğini anlayacak ve ona göre bir yaklaşım içine gireceğiz. 

Ancak, söylemesi kolay olsa da, bunu yapmak zor olabilir.

(Büyütmek için resmin üzerini tıklayınız)

Bir canlıdaki, örneğin insandaki hücre sayısı trilyonlarla ifade edilmekte (kırmızı kan hücreleri hariç 20 trilyon). Ancak şansımıza, çeşit olarak vücudumuzda 200 kadar çeşit hücre var (sinir hücresi, deri hücresi, kan hücreleri, kas hücreleri, vs). Fakat, ne yazık ki, bu 200 kadar hücre ana tip hücreler. Bunların her birinin 100’lere varan alt tipi olabiliyor ve bu alt tipler yapı ve işlev olarak biri birinden dramatik biçimde farklı olabiliyorlar. 

Örneğin sadece retinamızda (gözümüzün ışığa duyarlı ve üzerinde görüntü oluşan kısmı) 100’lerce çeşit nöron (sinir hücresi) bulunmakta. Bundan da daha karmaşığı bağışıklık hücrelerindeki çeşitliliktir.

Şimdi meselenin karmaşıklığı sanırım daha iyi anlaşılmıştır.

Hücrenin bütünlüğünü sağlayan genetik ve biyokimyasal işleyişin bu şekilde hücre seviyesinde anlaşılması, kanserden tutun şeker hastalığı ve şizofreniye kadar birçok karmaşık hastalığın daha iyi anlaşılmasına ve uygun kişiye özgü ve hassas tedaviler sunulmasına imkan tanıyacaktır. 

Ekstra okuma:
The Human Cell Atlas: from vision to reality