Bu Çalışma ile Kaybedilen Uzuvlar Yenilenebilir

Bir bilim insanı ekibi, suda yaşayan Afrika pençeli kurbağasının (Xenopus Laevis) kısmi arkadan bacaklı üremesini indükte edebilen bir cihaz ile uzvun kesildiği bölgede doku tamiri yaptı. Bulgular 6 Kasım’da Hücre Raporları dergisinde yayınlandı ve ‘elektro-terapileri’ veya hücre uyaran terapilerini test etmek için yeni bir model sundu.

Tufts Üniversitesi Allen Discovery Center’da gelişim biyoloğu Michael Levin: “Yetişkin kurbağalar normal olarak tüysüz, ince, kıkırdaklı bir yapıdadır. Bizim prosedürümüz normalde hiç sahip olmadıkları bir yenileyici yapı uyandırdı. Bu da daha büyük ve yapılandırılmış uzantılara neden oldu. Biyoreaktör cihaz*, biyomühendislerin doğrudan mikromekanik olamayacakları çok karmaşık aşağı akışlı sonuçları tetikledi.” dedi.

Bilim insanları 3-D biyoreaktörünü silikondan basıp hidrojel ile polimerlerin yapışkan bir globunu doldurdu. Hidrojel, iyileşmeyi ve üremeyi teşvik eden hidrat ipek proteinleri ile bağlandı. Sonra progesteron da eklendi. Progesteron, uterusun gebelik için hazırlanmasında oynadığı rolle bilinir yani dişilerin adet döngüsüdür. Ancak bu hormonun aynı zamanda sinir, kan damarı ve kemik dokusu onarımını da teşvik ettiği görüldü.

Araştırmacılar kurbağaları üç gruba ayırdı: Deney, kontrol ve sahte. Bir grupta cihaz uzvun kesilmesinden hemen sonra kurbağaların üzerine dikildi. Diğer grupta biyoreaktör progesteronu kesilen uzuv bölgesine bırakıldı. Her durumda, 24 saat sonra cihazları çıkardılar.

Deney grubundaki kurbağalara 9,5 ay boyunca farklı zamanlarda bakıldığında biyoreaktörün diğer gruplarda gözlemlenmemiş derecede uzvun yenilendiği görüldü. Biyoreaktör, uzuv yenilenmesinde aynı yapıyı birebir oluşturmak yerine, tam olarak oluşmamış bir uzva benzer bir şekilde, yenilenmemiş üremenin yaratabileceğinden daha karkas benzeri bir oluşuma neden olmuştur.

Levin: “Biyoreaktör cihaz; dokunun embriyojenez sırasında olduğu gibi büyüyebileceği, yara için destekleyici bir ortam yarattı. Biyoreaktörün çok kısa bir uygulaması dahi aylarca doku büyümesini ve örüntüyü tetikledi.” dedi.

Levin ve ekibi, moleküler ve histoloji analizleri kullanarak yenilenmiş yapılara daha yakından baktı. Kontrol ve sahte grupların aksine biyoreaktörle tedavi edilen kurbağaların üretilen bacaklarda gelişmiş kemikler, sinir sistemi ve damar oluşumunun daha kalın olduğu görüldü. Kurbağaların tanklarındaki video görüntülerini inceleyerek kurbağaların farklı bir şekilde yüzebileceğini de fark ettiler.

Uzuv kesme operasyonu; oksidatif stres, seratonin ve beyaz kan hücresi aktivitesine dahil olan genler yukarı doğru düzenlenirken diğer bazı sinyalleme ile ilişkili genler aşağı doğru düzenlendi.

Araştırmacılar ayrıca biyoreaktörle tedavi edilen kurbağalarda yara izinin azaldığını ve bağışıklık sisteminin güçlendiğini buna ek olarak progesteronun vücudun doğal reaksiyonunu yenileme sürecinde etkin olduğunu gösterdi.

Levin’in Tufts Üniversitesi’ndeki laboratuvarında çalışan Celia Herrera-Rincon: “Hem üreme hem de beyin fonksiyonlarındaki rolünde, progesteronun eylemleri lokal veya dokuya özgüdür. Bu çalışmada gösterdiğimiz şey belki de beyin işleme ve yenilenmenin yeniden üretilmesine düşündüğümüzden daha yakın olduğumuzdur. Belki de ortak (ve tam olarak anlaşılamamış) biyoelektrik kodun yollarını ve unsurlarını paylaşıyoruz.”

Levin’in laboratuvarı, omurilik yenilenmesini ve tümörün yeniden programlanmasını tetiklemek için biyoelektrik süreçleri hedeflemeye devam edecek. Ayrıca memelilerde biyoreaktör deneylerini kopyalamayı umuyorlar. Önceki araştırmalar, farelerin ampertasyonlu (Çıkıntı biçimindeki bir organın tamamının ya da bir kısmının kesilip atılması.) parmak uçlarını doğru koşullarda kısmen düzeltilebileceğini, ancak topraktaki yaşamlarının bu süreci engellediğini ileri sürmektedir.

Levin: “Hemen hemen tüm iyi nesiller suda yaşama daha yatkındır. Bunun neden önemli olduğunu hayal edebilirsiniz: Parmağını veya elini kaybetmiş ve ardından hassas yenileyici hücreleri ile etrafta dolaşırken döşeme malzemesini öğüten bir fare, önemli uzuv yenilenmesini yaşaması olası değildir.”

Levin, uzaktan izleme ve optogenetik uyarılma için cihaza bir sonraki sensörleri eklemeyi planlıyor. Bununla birlikte hasardan sonra oluşan hücresel yenilemeyi kontrollü bir şekilde geliştirmeyi umuyor. * Biyoreaktör Cihaz: Biyolojik ve/veya biyokimyasal proseslerin kontrollü ortamlarda ve operasyon koşullarında (pH, sıcaklık, basınç, besi ve atık ortamı vb.) gerçekleştirilmesini sağlayan cihazlar olarak tanımlanmaktadır.

Kaynak: http://www.bizsiziz.com/bioreactor-device-helps-frogs-regenerate-their-legs/

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)31573-0?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124718315730%3Fshowall%3Dtrue

Çeviri: Tuğba Aydın

One thought on “Bu Çalışma ile Kaybedilen Uzuvlar Yenilenebilir”

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.