Laboratuvarda Yetiştirilen 5 Yaşındaki Bir Organoid, Yeni Doğmuş Bir Bebeğin Beyninin Özelliklerini Kazandı
Harvard Üniversitesi’nden araştırmacılar, laboratuvarda üretilen bir beyin organoidi için rekor kıran bir yaşam süresi elde ettiler. Kök hücrelerden yetiştirilen organoidler, beş yıldan fazla hayatta kalmakla kalmadı, aynı zamanda insan beyninin doğal olgunlaşma aşamalarını sadakatle taklit ederek sürekli olarak gelişmeye devam etti. Bu çalışma, ciddi zihinsel bozuklukların incelenmesi için yeni yollar açıyor.
Beyin organoidleri. Laboratuvarda yetiştirilen beyin organoidleri, dış dünyayla temel etkileşim kurma yeteneğine zaten sahip. 2022’de DishBrain projesinden bilim insanları, 800.000 canlı nörondan oluşan bir kültüre klasik video oyunu Pong oynamayı öğretti. Araştırmacılar, topun konumuna ilişkin elektriksel sinyalleri bir elektrot platformuna ileterek, sinir ağının beş dakika içinde sanal olarak raketle topa vurmayı öğrenmesini sağladı.
Uzun bir süre boyunca, dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarlar ciddi bir sınırlamayla karşı karşıyaydı: oluşturdukları mini organoidler yalnızca doku oluşumunun en erken aşamalarını taklit ediyordu ve genellikle birkaç ay içinde ölüyordu. Ancak Paola Arlotta liderliğindeki bir ekip bu durumu değiştirmeyi başardı. Bilim insanları, 34 organoidin gelişimini beş yıl boyunca takip etti ve gen ekspresyon modellerinin gerçek insan beyninin gen ekspresyon modellerini şaşırtıcı derecede yakından yansıttığını keşfetti. Çalışma Nature dergisinde yayınlandı .
İlk aylarda organeller, gebeliğin birinci ve ikinci üç aylık dönemlerindeki doku oluşumuna karşılık gelir; birinci yılın sonunda yenidoğan beyninin yapılarını kopyalarlar ve zamanla sinir liflerinin miyelinleşmesi gibi geç dönem süreçlerini bile gösterirler.
Makalenin ortak yazarı Paola Arlotta’nın belirttiği gibi , “Organoidleri analiz ettikten sonra, bunların sadece beş yıl boyunca hayatta kalmakla kalmadığını, aynı zamanda zaman içinde değişmeye, gelişmeye ve olgunlaşmaya devam ettiklerini fark ettik.” Deneyin başarısı, nöronların hayatta kalmasını ve karmaşık sinir bağlantılarının oluşmasını sağlayan besin ortamındaki önemli bir iyileşme sayesinde mümkün oldu.
Çalışma sırasında biyologlar bir başka önemli keşif daha yaptılar: organoid hücreler yaşlarının ve işlevlerinin moleküler hafızasını koruyor. Bunu test etmek için, deneyin yazarları 9 ila 12 aylık organoidlerden alınan “yaşlı” hücreleri, sadece 15 gün boyunca yetiştirilen “genç” hücrelerle karıştırdılar.
Bilim insanları, bu karışımı aynı ortamda iki hafta daha tuttuktan sonra, genç hücrelerin erken gelişim aşamalarına özgü nöronlar oluşturmaya devam ettiğini, olgun hücrelerin ise daha sonraki aşamalara karşılık gelen yapılar üretmeye devam ettiğini gözlemledi. Bu biyolojik hafıza, araştırmacıların hücreleri her seferinde yeniden oluşturmak zorunda kalmadan belirli olgunluk aşamalarında “korumalarına” olanak tanıyor. Ekibin yakın vadeli planları arasında, otizm ve şizofreni hastalarından alınan kök hücrelerden ilaç testleri için organoidler yetiştirmek ve mini beyinleri görme, işitme ve dokunmayı simüle eden duyusal sinyallere bağlamaya çalışmak yer alıyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Laboratuvarda Yetiştirilen 5 Yaşındaki Bir Organoid, Yeni Doğmuş Bir Bebeğin Beyninin Özelliklerini Kazandı
110 Yaşına Kadar Yaşayan İnsanlarda Kanser Öldürücü Hücreler Bulundu