Bilimde Çığır Açan An: Fetal Beyin Dokusundan Geliştirilen Mini Beyin
Bilim insanları, laboratuvarda minyatür bir insan beyni modeli oluştururken en zorlu adımlardan bazılarını atlamış durumda.
Hollanda’daki araştırmacılar, kök hücrelerin milyonlarca çoğalmasını ve nöronlar gibi farklı hücre türlerine dönüşmesini sağlamak yerine, doğrudan fetal beyin dokusundan bir beyin organoidi geliştirmeyi başardılar.
Ortaya çıkan kendi kendini organize eden yapı, yaklaşık bir pirinç tanesi büyüklüğünde. Gerçek bir organ olmasa da (düşünceleri, duyguları ya da bilinci yok), araştırmacılar bunun özellikle çocuklarda beyin hastalıkları ve bozukluklarının tedavisi için değerli bir model olacağını umuyor.
Hubrecht Enstitüsü ve Prenses Máxima Merkezi’nde organoid araştırmalarına öncülük eden Hans Clevers, “Çalışmamızla organoid ve beyin araştırmaları alanına önemli bir katkıda bulunuyoruz” diyor.
“Şimdiye kadar çoğu insan organından organoid elde edebiliyorduk ama beyinden elde edemiyorduk; şimdi bu engeli de aşmış olmamız gerçekten heyecan verici.”
Fetal beyin dokusu genellikle isteğe bağlı kürtajlardan elde edilir ve bilimsel araştırmalardaki etik izinleri ülkeden ülkeye önemli ölçüde değişir; bazı ülkeler kullanımını tamamen yasaklarken, Hollanda gibi diğerleri katı sınırlamalarla kullanımına izin verir.
Fetal dokunun az bulunması nedeniyle, bilim insanları daha önce sadece kök hücrelerden insan ‘mini beyinleri’ yetiştirmiştir.
Ancak kendiliğinden olgunlaşarak bir son noktaya ulaşan hücre kaynaklı organoidlerin aksine, doku kaynaklı organoidler uzunca bir süre muhafaza edilebilen doğal, sabit bir gelişim durumunu yansıtmaktadır.
Hollanda’da, Prenses Máxima Pediatrik Onkoloji Merkezi ve Hubrecht Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, metodolojilerini tasarlamak için biyoetikçilerle yakın işbirliği içinde çalıştılar.
Sonuçta ekip, fetal beyin dokusunun küçük parçalarını bir tabakta kendi kendine organize olmaya ikna ederek, nöronlar ve radyal glia adı verilen destek hücreleri de dahil olmak üzere çeşitli hücre tipleriyle üç boyutlu, katmanlı bir yapı oluşturmayı başardı.
Radyal glia özellikle heyecan verici bir gelişmedir, çünkü bunlar kemirgen modellerinde kopyalanmayan insana özgü özelliklerdir.
Buna kıyasla, kök hücrelerden yapılan beyin organoidleri ancak 80 günden fazla dayanabiliyor.
Clevers ve meslektaşları organoidlerini kanserli tümörlere benzeyecek şekilde genetik olarak manipüle etmeyi ve üzerlerinde ilaçları test etmeyi bile başardılar.
Ekip, başarılarının en azından kısmen beyin dokusunun üretebildiği proteinlere atfedilebileceğinden şüpheleniyor. Bu önemli proteinler beyin hücreleri için iskele oluşturarak üç boyutlu bir yapıda kendi kendilerine organize olabilmelerini sağlıyor.
Prenses Máxima Merkezi’nde araştırma grubu lideri olan Benedetta Artegiani, “Yeni, dokudan türetilmiş beyin modelimiz, gelişmekte olan beynin hücrelerin kimliğini nasıl düzenlediğini daha iyi anlamamızı sağlıyor” diyor.
“Bu süreçteki hataların mikrosefali gibi nörogelişimsel hastalıkların yanı sıra çocukluk çağı beyin kanseri de dahil olmak üzere gelişimin raydan çıkmasından kaynaklanabilecek diğer hastalıklara nasıl yol açabileceğini anlamaya da yardımcı olabilir.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bilimde Çığır Açan An: Fetal Beyin Dokusundan Geliştirilen Mini Beyin!
Fotosentezin En Az 1,75 Milyar Yıl Önce Evrimleştiğini Gösteren En Eski Kanıt.