Sinir hücrelerinin faaliyetlerini ışık aracılığıyla kontrol etmeyi sağlayan optogenetik, beynin işleyişini ve çeşitli hastalıkların altında yatan mekanizmaları araştırmak için kullanılan yöntemler arasında yer alıyor. Hafızadan korkuya, bağımlılıktan hareket kontrolüne kadar birçok sürecin incelenmesine olanak tanıyan teknoloji, 2026 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’yle de gündeme geldi. Karl Deisseroth, Peter Hegemann ve Georg Nagel’in ışık kapılı iyon kanalları ve optogenetik alanındaki keşifleriyle 2026 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü kazanması, yönteme yönelik ilgiyi artırdı. Üsküdar Üniversitesi Rektör Danışmanı ve Moleküler Biyoloji ve Genetik (İngilizce) Öğretim Üyesi Prof. Dr. Muhsin Konuk, optogenetiğin bilimsel önemini, hastalık araştırmalarındaki rolünü ve insanlarda uygulanmasına yönelik çalışmaları değerlendirdi.
BİR YOSUN HÜCRESİNDEN BEYİN ARAŞTIRMALARINA ULAŞILDI
Optogenetiğin gelişiminde, ışığa yönelen tek hücreli bir yeşil alg üzerinde yürütülen çalışmaların belirleyici olduğunu anlatan Prof. Dr. Muhsin Konuk, temel bilim araştırmalarının zaman içinde farklı alanlarda önemli uygulamalara dönüşebildiğini belirtti. Konuk, "Bir yosun hücresinin, Chlamydomonas reinhardtii; ışığa doğru yönelmesini sağlayan proteinin keşfi, yaklaşık 20 yıl içinde bilim insanlarının beynin belirli hücrelerini ışıkla açıp kapatabilmesine olanak tanıyan bir teknolojiye dönüştü" dedi. Yöntemin genetik ve ışık teknolojilerini bir araya getirdiğini belirten Konuk, optogenetiğin temel çalışma prensibini ise, "En basit tanımıyla optogenetik, genetik olarak seçilmiş hücrelerin faaliyetini ışık kullanarak kontrol etme yöntemi. Buradaki ‘opto’ ışık anlamına gelirken, ‘genetik’ de hücrelerin genetik açıdan değiştirilmesini ifade ediyor" diye konuştu.
SİNİR HÜCRELERİ MİLİSANİYELER İÇİNDE KONTROL EDİLEBİLİYOR
Optogenetiğin en önemli özelliklerinden birinin belirli hücre gruplarına odaklanabilmesi olduğunu vurgulayan Prof. Dr. Konuk, yöntemin özellikle sinir hücrelerinin faaliyetlerini incelemek amacıyla kullanıldığını söyledi. Uygulamanın nasıl çalıştığını anlatan Konuk, “Bir araştırmacı örneğin beynin milyonlarca hücresi arasından yalnızca dopamin üreten belirli nöronları ışığa duyarlı hale getirebiliyor. Daha sonra beyne çok ince bir optik fiber aracılığıyla ışık göndererek bu hücreleri milisaniyeler içinde çalıştırabiliyor veya susturabiliyor.” ifadelerini kullandı. Bu yöntemle hangi hücre gruplarının hangi davranışlarda rol oynadığının araştırılabildiğini belirten Konuk, hücre tipi seçiciliği ile zamanlama hassasiyetinin birlikte sağlanmasının sinirbilim açısından önemli bir kazanım olduğunu ifade etti.
SİNİR DEVRELERİ İNCELENİYOR
Beynin bir bölgesinin belirli bir davranış sırasında aktifleştiğini gözlemlemekle o bölgenin davranış üzerindeki etkisini test etmenin birbirinden farklı olduğunu belirten Prof. Dr. Konuk, optogenetiğin neden-sonuç ilişkilerinin araştırılmasına katkı sağladığını kaydetti. Konuk, yöntemin sunduğu olanakları, “Beyindeki 86 milyar sinir hücresinin işlevleri daha net biçimde ölçülebiliyor. Örneğin, belirli bir sinir devresinin korkuya neden olup olmadığını test etmek bu teknoloji sayesinde mümkün. Bilim insanları ışık aracılığıyla bu devreyi açıp kapatarak korku davranışının nasıl etkilendiğini gözlemleyebilir” dedi. Bu yaklaşımın, sinir devrelerinin davranışları nasıl etkilediğini anlamak için araştırmacılara önemli bir deneysel olanak sunduğunu belirten Konuk, yöntemin farklı alanlarda kullanılabildiğini dile getirdi.
HAFIZA, UYKU VE BAĞIMLILIK ARAŞTIRMALARINDA KULLANILIYOR
Optogenetiğin yalnızca tek bir hastalığa veya beyin işlevine yönelik olmadığını ifade eden Konuk, farklı davranışların ve işlevlerin altında yatan sinir devrelerinin de bu teknolojiyle incelendiğini söyledi. Konuk, yöntemin araştırmalardaki kullanım alanlarına ilişkin, “Optogenetik bugün onlarca laboratuvarda kullanılarak, hafıza, ödül, motivasyon, uyku, korku, hareket, bağımlılık ve sosyal davranış gibi süreçleri oluşturan sinir devrelerinin incelenmesinde temel araçlardan biri haline geldi. Parkinson, depresyon, bağımlılık, ağrı ve başka nörolojik/psikiyatrik bozukluklarla ilişkili devreler de bu yöntemle araştırılıyor” dedi. Bu çalışmaların, hastalıkların mekanizmalarını anlamanın yanı sıra yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesine katkı sunmayı amaçladığını belirten Konuk, araştırma sonuçları ile insanlarda uygulanan tedavilerin birbirinden ayrılması gerektiğine dikkat çekti. Optogenetiğin genetik mühendisliği ile optik teknolojileri birleştirdiğini ifade eden Konuk, yöntemin beyindeki milyarlarca nöron arasından seçilen tek bir hücre tipini milisaniye hassasiyetinde kontrol etmeyi mümkün kıldığını dile getirdi.
BAŞARILAR HENÜZ RUTİN TEDAVİ ANLAMINA GELMİYOR
Optogenetik alanındaki gelişmelerin hastalıkların tedavisi açısından umut verdiğini belirten Prof. Dr. Konuk, özellikle beyin hastalıklarında yöntemin mevcut durumunun doğru aktarılması gerektiğini vurguladı. Konuk, yöntemin bugünkü konumuna ilişkin, “Göz dışındaki, özellikle beyin kaynaklı hastalıklar için optogenetik henüz onaylanmış bir tedavi değil, ileri düzey bir araştırma aracıdır” diye konuştu. Hayvan deneylerinde elde edilen bulguların insanlarda da aynı sonuçların alınacağı anlamına gelmediğini belirten Konuk, optogenetiğin mevcut rolünü, “Optogenetik şu an için ağırlıklı olarak hastalıkların altında yatan mekanizmaları çözmeye yarayan güçlü bir laboratuvar araştırma aracıdır” diye aktardı.
GÖRME KAYBI ARAŞTIRMALARINDA İNSAN ÇALIŞMALARI SÜRÜYOR
Optogenetiğin insanlarda uygulanmasına yönelik araştırmalarda görme kaybının öne çıkan alanlardan biri olduğunu belirten Prof. Dr. Konuk, özellikle retinitis pigmentosa olarak adlandırılan kalıtsal retina hastalığı üzerinde çalışmalar yürütüldüğünü söyledi. Gözün ışığa erişim bakımından beyinden farklı olanaklar sunduğunu anlatan Konuk, bu alandaki klinik araştırmalarda görsel işlevlerin kısmen kazanılmasına yönelik sonuçlar elde edildiğini ifade etti. Konuk, devam eden çalışmalara ilişkin, “Bu alanda Faz 1/2 insan klinik çalışmaları devam etmektedir ve çarpıcı sonuçlar yayınlanmıştır.” dedi.
PARKİNSON VE EPİLEPSİDE FAALİYETLERİ ARAŞTIRILIYOR
Parkinson hastalığına yönelik araştırmalarda hareket kontrolüyle ilişkili sinir yollarının optogenetik yöntemlerle incelendiğini aktaran Konuk, belirli hücre gruplarının uyarılmasının veya susturulmasının deney hayvanlarındaki hareket belirtilerini nasıl etkilediğinin araştırıldığını belirtti. Epilepsi çalışmalarında ise aşırı sinir hücresi etkinliğinin baskılanmasına odaklanıldığını kaydeden Konuk, ışığa duyarlı proteinler aracılığıyla hücresel etkinliğe müdahale edilmesinin nöbet mekanizmalarını anlamak ve yeni yaklaşımlar geliştirmek amacıyla değerlendirildiğini söyledi. Konuk, her iki alanda da deneysel bulgular ile insanlarda kullanılabilecek tedaviler arasındaki mesafenin gözetilmesi gerektiğine dikkat çekti.
FARKLI UZMANLIK ALANLARININ İŞ BİRLİĞİ GEREKİYOR
Optogenetik araştırmalarının güçlü bir altyapı ve farklı uzmanlık alanlarının iş birliğini gerektirdiğini vurgulayan Prof. Dr. Konuk, “Optogenetik; genetik, nörobilim ve mühendislik disiplinlerinin kusursuz birleşimidir.” dedi. Türkiye’de bu alandaki çalışmaların, genetik, mühendislik ve nörobilim alanlarında öncü olan sınırlı sayıdaki araştırma merkezi ve üniversitede translasyonel (uygulamalı) sinirbilim düzeyinde yürütüldüğünü belirten Konuk, 2026 Nobel Tıp Ödülü’nün optogenetik keşiflerine verilmesinin Türkiye’deki çalışmalara ilgiyi artırabileceğini ifade etti. Konuk, “Özellikle 2026 Nobel Tıp Ödülü'nün optogenetik keşiflerine verilmesiyle birlikte, Türkiye'deki araştırma fonları ve üniversite stratejilerinde bu alana olan ilgi daha da artacaktır” değerlendirmede bulundu
ARAŞTIRMALAR İÇİN ALTYAPI GEREKİYOR
Optogenetik çalışmalarının yürütülebilmesi için çeşitli laboratuvar ve araştırma olanaklarına ihtiyaç duyulduğunu belirten Konuk, moleküler biyoloji ve viroloji laboratuvarlarının yanı sıra lazer ve LED ışık kaynakları, elektrofizyolojik kayıt sistemleri, gelişmiş görüntüleme olanakları ve deney hayvanı araştırma altyapısının önemini vurguladı. Üsküdar Üniversitesi’nin bu alandaki olanaklarına da değinen Konuk, “‘Türkiye’nin beyin üssü’ mottosuna uygun olarak Üniversitemiz bu alandaki çalışmaları yürütmek üzere alt yapının büyük çoğunluğuna sahiptir.” ifadelerini kullandı.
