Epigenetik MR: Yeni bir DNA metilasyonu görüntüleme yöntemi

Epigenetik MR: Yeni bir DNA metilasyonu görüntüleme yöntemi

Beyin görüntüleme yöntemleri psikiyatri ve nöroloji alanında beynin işleyişini ölçmeyi hedefleyen MRG, fMRG, MRS, PET, qEEG gibi bir dizi tekniği kapsar.

Psikiyatri alanında hastalıkların biyolojik temsillerini araştırmada kritik öneme sahiptir. Örneğin; majör depresyon hastalığının biyolojik ve elekrofizyolojik belirteçleri vardır. Bu konuda; “Majör Depresif Bozuklukta Biyobelirteçler – 1, 2, 3” başlıklı yazı dizimizi inceleyebilirsiniz.

Yukarıda bahsedilen yöntemlerle beyindeki sinir hücrelerinin aktiviteleri üzerinden beyin işleyişi hakkında bilgi edinilmektedir. Sinir hücrelerinin aktivitesi oldukça kısa süreli milisaniyelik aktivitelerdir. Buna karşılık beyinde gen ifadesi (gene expression) günler içeriside gerçekleşen daha yavaş aktivitelerdir ve zihnin gelişimsel hali hakkında bilgi verebilmektedir. Örneğin, yeni bir bilgiyi öğrenmek sinir hücrelerinde değişim yaratırken (sinaptik plastisite), bilgiyi uzun dönem bellekte saklama sinir hücresinin çekirdeğinde gerçekleşen DNA metilasyonu ve gen ifadesi ile mümkün olur. Dolayısıyla, beyin üzerindeki gen ifadesini görüntüleyebilecek yöntemler kalıcı öğrenme, bellek, zihinsel yaşlanma, nörolojik hastalıklar gibi konuların aydınlatılmasına büyük katkı sağlayabilir.

Bilim insanları ve biyomedikal alanda çalışan mühendisler, beyinde gen ifadesini ortaya koyabilecek çeşitli yöntemleri hayvan modelleri üzerinde çalışmakta. Bu yöntemler genelde girişimsel olduğu için insanlara uygulanamıyor. fMRI, PET gibi optik tekniklerle yapılan girişimsel olmayan denemeler ise genellikle birkaç gen ile sınırlı kalıp insan gen ifadesi hakkında kapsamlı bilgi veremiyor. Ancak, Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi’nin yenidoğan domuzlar üzerinde uyguladığı yeni bir teknik ile (2021), beyindeki DNA metilasyonunun görüntülenebileceğini ortaya koyuyor.

Çalışmanın yazarları bu yeni tekniğe epigenetik MRI (eMRI) adını veriyor. Bu yönteminin temelinde özel bir amino asit ile (13C-Met) zengingleştirilmiş besinlerle beslenen yenidoğan domuzlarda bu molekülün kan beyin bariyerlerini geçerek DNA sarmalında etiketlenmesi ve akabinde Karbon-13 nükleer manyetik rezonans (13C NMR) ve manyetik rezonans spektroskopisi (MRS) ile görüntülenmesini içeriyor (Figür 1).

Epigenetik MR: Yeni bir DNA metilasyonu görüntüleme yöntemi

Figür 1 a- Yenidoğan domuzların besinlerinin metil-13C aminoasidi ile zenginleştirilmesi. b- Metil-13C molekülünün beyin bariyerini geçerek DNA sarmalına etiketlenmesi. c-13CNMR ile beynin tek hemisferindeki etiketlenmiş DNA oranının girişimsel olmayarak saptanması, diğer hemisferde DNA doku örneğiyle bu oranın girişimsel olarak belirlenmesi.

Denekler hem beslenme gününe göre (10 gün – 32 gün) hem de besin içeriğine (13C-met ile zenginleştirilmiş – normal besin) göre deney grubu ve kontrol grubu olarak dört gruba ayrılıyor. Deney sonunda beyindeki etiketli DNA molekülünün (13C-5mdC) toplam DNA molekülüne oranınındaki yüzdelik artış karşılaştırılıyor. Böylece etiktlemenin miktarı saptanıyor. Sonuçlar şu şekilde:

  1. Kontrol grubuna göre, 13C-Met ile zenginleştirilmiş besinlerden 10 gün beslenen domuzlarda etiketli DNA molekülü oranı % 3-4 artış gösteriyor.
  2. Bu oran, 32 gün boyunca beslenen deney grubunda %12’nin üzerinde.
  3. 32 gün beslenen deney grubundaki artış oranı 10 gün beslenen grubun 2 katı.
  4. Etiketli DNA oranının artışı, beynin incelenen 8 bölgesinde de (frontal korteks, talamus, striatum, hipokampüs, perihinal korteks, orta beyin, serebellum, beyin sapı) görülüyor.
  5. Deney grubunda ise etiketli DNA molekülünün toplam DNA molekülüne oranı sabit kalıyor.
  6. Girişimsel bir yöntem olan beyin dokusu örneklerinde DNA’nın analizi, etiketlemeyi doğruluyor.

Araştırmacılar, deney grubunun 10-32 gün arasındaki etiketli DNA oranını beyin hacminin artmasına bağlanamaycak kadar büyük olduğunu dolayısıyla bu artışın yaşa bağlı olarak ya da öğrenme ve bellek oluşumu gibi bilişsel süreçlerin sonucu olan DNA metilasyonundan kaynaklandığını öne sürüyor. Bunun yanında epigenetik MR yönteminin her görüntüleme tekniğinde olduğu gibi bazı avantajları ve dezavantajları olduğunu belirtiyorlar:

Epigenetik MR yönteminin avantajları

  • Hem DNA etiketleme yönteminin (13C-Met ile zenginleştirilmiş besinler), hem de görüntüleme yönteminin (13C NMR ve MRS) girişimsel olmaması, dolayısıyla insanlar üzerinde uygulanabilmesi.
  • Gen ifadesini düzenleyen DNA metilasyonunu canlı olarak (in vivo) ölçebilmesi.
  • Beyindeki genel bir gen aktivitesi hakkında bilgi verebilmesi.

Epigenetik MR’ın yaratabileceği dezavantajlar

  • Karbon-13 nükleer manyetik rezonans görüntüleme yöntemi hassaslığı düşük bir tektniktir. Ancak çalışmada bu problem iyi bir etiketleme yöntemi, yüksek teknolojili görüntüleme cihazı ve gelişmiş sinyal işleme yöntemleri kullanılarak giderilmeye çalışılmış.
  • 13C-Met, DNA metilasyonunun yanında RNA ve başka protein metilasyonunda yer alabilir. Araştırmacılar RNA daki bu değişimin DNA’dan daha hızlı gerçekleştiğini ve oransal olarak görülme oranının çok daha düşük olduğu yine de bu alanda daha çok çalışma yapılması gerektiği söylenmektedir.

Araştırmacılar son olarak bu tekniğin tıpkı diğer görüntüleme teknikleri gibi genel bir aktivite hakkında bilgi verebileceğini belirtip ileriki çalışmalarda qEEG ve fMRI yöntemleriyle  ölçülen nöral aktivite ile eMR ile ölçülen DNA metilasyonu ve gen ifadesi arasındaki ilişkinin incelenmesi gerektiğini vurguluyor.

KAYNAK:
– Lam F, Chu J, Choi JS … and Li KC (2021-preprint). Epigenetic MRI: Noninvasive Imaging of DNA Methylation in the Brain. Doi: 10.1101/2021.08.20.457113

    formu doldurun, biz sizi arayalım

    Veri Sorumlusu: Prof. Dr. Kemal Arıkan
    Adres: Halaskargazi Cad. No: 103, Gün Apt, Daire: 4B, 34371 Osmanbey/İstanbul
    E-posta: info@kemalarikan.com

    Paylaşmış olduğunuz kişisel ve özel nitelikli kişisel verileriniz, Kişisel Verilerin Korunması Kanunu’na (KVKK) uygun olarak ve Tıp mevzuatı kapsamında yerine getirmiş olduğumuz hizmet ve faaliyet amaçlarımız ile bağlantılı, sınırlı ve ölçülü olarak işlenmektedir. Danışanlarımız için hazırlanan Danışan KVKK aydınlatma Metnini ayrıca okuyunuz.

    Kişisel Verilerinizin Toplanması Usulü ve Hukuki Sebebi

    Kişisel verileriniz elektronik ortamda toplanmaktadır. Web sitemizdeki randevu alın kısmında form doldurduğunuzda da burada amaçla bağlantılı veri toplama faaliyeti yapılmış olacaktır.  Web sitemiz ve randevu Formunun bağlı olduğu e-posta yurt içi sunucularda barındırılmaktadır.

    Kişisel verileriniz; web sitesi üzerinden internet erişimleri 5651 sayılı kanun kapsamında log kaydı (ip adresi ve zaman damgası, trafik bilgileri, cihaz bilgisi, hangi sayfada ne kadar süre kaldığı vb.) domain-Server sağlayıcı tarafından tutulabilir. Web sitemizde reklam amaçlı çerezler kullanılmamaktadır. Çerezleri kapatma yöntemi politikada belirtilmektedir. Web sitesi adres, iletişim, hizmet sunulan alanlar hakkında bilgi verilmesi amacı ile uygulamaya konulmuştur.

    Kişisel verilerinizin işlenmesinin hukuki sebepleri;
    – 5651 sayılı Kanun
    – Meşru menfaat

    Kişisel Verilerinizin İşlenmesi Amacı

    Kişisel verileriniz KVKK 4/2 maddesinde belirtilen ilkeler dikkate alınarak, Sağlık ile ilgili mevzuat çerçevesinde öngörülen faaliyet çerçevesinde; sağlanan hizmetlerden yararlanabilmenizi ve hizmetlerimizin tanıtımını temin edebilmek, mevzuatın getirdiği saklama yükümlülüğünün yerine getirilmesi ve diğer yükümlülüklere uymak amaçlarıyla işlenecektir.

    Kişisel verileriniz mevzuatta belirtilen süreler, mevzuatta düzenleme olmaması halinde meşru menfaat uygulamalarına bağlı olarak amaçla orantılı süre boyunca saklandıktan sonra dijital olanlar geri dönüşümsüz olarak silinme yoluyla imha edilmektedir. İlgili kişinin silme talebi halinde, mevzuata aykırı olmamak şartı ile derhal yerine getirilmektedir.

    Kişisel verileri saklanması ve imha politikamızda saklama süreleri detaylı olarak planlanmıştır. 5651 sayılı Kanuna göre trafik kayıtları en az 1 yıl tutulması gerekmektedir. Uygulamamızda 1 yıllık süreye uyulmaktadır.

    Kişisel Verilerinizin Aktarılması

    Kişisel verileriniz prensip olarak yurt dışına aktarılmamaktadır. Ancak web sitemizden sosyal medya hesaplarına (Instagram, Facebook, Twitter, Youtube) yönlendiğinizde web sitemizden ayrılmış ve yurt dışından sunulan bu hesaplara geçiş yapmış olacağınız bilinmelidir.

    Web sitemiz yurtiçinden sunulduğundan bu kapsamda alınan verileriniz yurtdışına aktarılmamaktadır. Aynı şekilde web sitemizde yer alan randevu formunun düştüğü mail adresi yurtiçinden sunulması sebebiyle formda yer alan kişisel verileriniz yurtdışına aktarılmamaktadır.

    Kişisel Verileriniz, yukarıda belirtilen amaçlara, KVKK ve diğer mevzuat hükümlerine uygun olarak, yurtiçinde bulunan Turhost (veri işleyen) sunucularında barındırılmaktadır.

    Kişisel Verisi İşlenen İlgili Kişi Olarak Haklarınız

    KVKK 11. Maddesi ve yürürlükte bulunan diğer mevzuat çerçevesinde;
    Kişisel verilerinizin işlenip işlenmediğini öğrenme,

    • Kişisel verileriniz işlenmişse buna ilişkin bilgi talep etme,
    • Kişisel verilerin işlenme amacını ve bunların amacına uygun kullanılıp kullanılmadığını öğrenme,
    • Yurt içinde veya yurt dışında kişisel verilerinizin aktarıldığı üçüncü kişileri bilme,
    • Kişisel verilerinizin eksik veya yanlış işlenmiş olması halinde bunların düzeltilmesini isteme,
    • KVKK mevzuatında öngörülen şartlar çerçevesinde kişisel verilerinizin silinmesini veya yok edilmesini isteme,
    • Eksik veya yanlış verilerin düzeltilmesi ile kişisel verilerinizin silinmesi veya yok edilmesini talep ettiğinizde, bu durumun kişisel verilerinizin aktarıldığı üçüncü kişilere bildirilmesini isteme,
    • İşlenen verilerin münhasıran otomatik sistemler vasıtasıyla analiz edilmesi suretiyle aleyhinize bir sonucun ortaya çıkmasına itiraz etme,
    • Kişisel verilerin kanuna aykırı olarak işlenmesi sebebiyle zarara uğramanız halinde bu zararın giderilmesini talep etme haklarına sahipsiniz.

    Taleplerinizi Öne Sürerken Uyulması Gereken Usul ve Esaslar

    Kişisel verinin konusu olan siz ilgili kişi olarak yukarıda belirtilen haklarınızı, kullanmayı talep ettiğiniz hakka ilişkin açıklamalarınızı içeren yazılı veya Kişisel Verileri Koruma Kurulu’nun belirlediği diğer yöntemlerle, başvuruda talep ettiğiniz hususun açık ve anlaşılır şekilde

    Yukarda sunulan adrese ıslak imzalı olarak posta yolu ile, elden veya bizde kayıtlı olan e-posta hesabınızdan gönderebilirsiniz.

    Müracaatınıza esas teşkil eden hususların şahsınız ile ilgili olması, müracaatınızda kimlik ve adres bilgilerinizin bulunması gerekecektir. Kimlik doğrulaması bizde bulunan bilginizle sınırlı olarak yapılacaktır. Başkası adına müracaatta bulunacak iseniz; özel yetki içerir vekaletname ile başvurmanız gerekmektedir. Başvuru için özel bir format olmamakla birlikte web sitemizde bulunan başvuru formunu kullanabilirsiniz, talebinizin net bir şekilde yazılması net bir cevap verilmesini sağlayacaktır.

    Güncel Yazılar

    Haberler