Küçük Bir Elektrik Akımıyla İnsülin Üreten İnsan Hücreleri Yaratıldı
ETH Zürih’teki genetikçiler, küçük bir elektrik akımına maruz kaldıklarında insülin üreten insan hücreleri yarattılar. Gelecekte, insan vücuduna yerleştirilen bu tür hücreler, tip 1 diyabet için daha etkili tedaviler geliştirmek için kullanılabilir.
İnsülin, bir akıllı telefonun komutuyla implante edilen hücreler tarafından salgılanırsa, tip 1 diyabetli birçok insan için hayat büyük ölçüde basitleşecektir.
Oluşturulan hücrelerde, akımın etkisi altında oluşan kararsız oksijen içeren radikaller olan reaktif oksijen türlerine (ROS) yanıt olarak, insülin üretimi için gerekli genin açılmasının bir sonucu olarak bir reaksiyon meydana gelir.
Deney sırasında, bilim insanları tasarlanmış hücreleri farelere yerleştirdiler ve akupunktur iğneleri kullanılarak akım uygulandığında hücrelerin insülin salgıladığını gösterdiler.
Biyolojik süreçleri kontrol etmek için elektrik kullanma fikri, araştırmacıların mikropları örnek olarak kullanarak konsepti geliştirmeye başladıkları 1980’lere kadar uzanıyor.
Ortak yazar Martin Fussenegger’e göre bilim insanları, “elektriksel ve genetik dünyalar arasında bir arayüz” oluşturmak için insan hücreleri üzerinde çalışıyorlar. Bu, implante edilmiş hücrelerde belirli genleri açıp kapatarak, önemli proteinleri ifade etmelerine izin vererek genetik hastalıklarla savaşmak için kullanılabilir.
Diyabete farklı bir bakış atmanın zamanı geldi
Tip 1 diyabetli kişiler, kan şekeri düzeylerini kontrol etmekten sorumlu anahtar bir hormon olan insülini çok az üretir veya hiç üretmez. Hücreleri talep üzerine insülin üretmeleri için uyarma yeteneği, hastaların kan şekeri seviyeleri tehlikeli bir şekilde yükseldiğinde hiperglisemiden kaçınmasına yardımcı olabilir.
Fussenegger ve meslektaşları, ROS’a tepkilerini kontrol ederek elektrik akımıyla etkinleştirilebilen insülin üreten hücreler yarattılar. Bu toksik moleküller, hücresel metabolizma sırasında doğal olarak üretilir, ancak oluşumları, hücrelere doğru akım uygulanarak indüklenebilir.
Ancak oksidatif stres zamanlarında, ROS fazla olduğunda, diğer moleküllere saldırabilir ve normal işleyişi bozabilirler. Bunu önlemek için, hücreler genellikle ROS’u nötralize eden antioksidan proteinler üretir.
Tasarlanmış hücrelerde, bilim insanları insülin üreten geni “maskelediler”, böylece hücre, ROS yükseldiğinde onu çalıştırır. Şema şu şekilde çalışır: hücreye zayıf bir akım verilir; ROS artar; hücre, antioksidan olarak kabul ettiği geni açar; bu gen insülin üretir.
İnsülin implantasyonu
Bu yaklaşımın uygulanabilirliğini kanıtladıktan sonra bilim insanları, yeniden programlanmış insan hücrelerini hiperglisemili farelere implante edilen bir cihaza dahil ettiler.
Akupunktur iğneleri kullanılarak cilt altındaki kapsül içerisinde yer alan hücrelere akım uygulandı. Cihaz tarafından uyarıldığında hayvanların kanındaki insülin seviyesi artmış ve kandaki şeker seviyesi normale dönmüştür. Akımın süresi ve gücü değiştirilerek salınan insülin miktarı ayarlanabilir.
Ekip, gelecekte bu sistemin bir bilgisayar veya akıllı telefon tarafından kontrol edilen giyilebilir tıbbi cihazlara uyarlanabileceğini umuyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Küçük Bir Elektrik Akımıyla İnsülin Üreten İnsan Hücreleri Yaratıldı
Doğrudan Kulağa Yerleştirilen Spiral Beyin-Bilgisayar Arayüzü Geliştirildi