Kendi kan damarlarını oluşturan çığır açan yapay organ

Nature dergisine göre araştırmacılar, kendi kendine besleyici kan damarları üretebilen, şimdiye kadarki en gelişmiş minyatür organ modellerini geliştirdiler.

Kalp, karaciğer, akciğer ve bağırsakları simüle eden bu yapılar, daha önceki modellerde hiç görülmemiş çeşitlilikte hücre tipleri ve karmaşık bir organizasyon içeriyor.

Organoidler (küçük 3 boyutlu hücre yapıları) uzun zamandır hastalıkları incelemek ve ilaçları test etmek için kullanılmaktadır. Ancak çoğu organoidde kan damarı bulunmadığından boyutları, işlevleri ve olgunlukları sınırlıdır. Örneğin, böbrekler kanı filtrelemek için, akciğerler ise gaz alışverişi için kan damarlarına ihtiyaç duyar.

Geçtiğimiz ay, iki bağımsız ekip, Science ve Cell dergilerinde, en başından itibaren vaskülarize organoidler nasıl oluşturduklarını bildirdi. Pluripotent kök hücrelerle başlayıp, daha sonra bu hücrelerin farklılaşmasını manipüle ederek aynı anda hem organ dokusu hem de kan damarı hücreleri oluşturdular.

Stanford Üniversitesi'nde kök hücre uzmanı ve kalp ve karaciğer çalışmasının ortak yazarı olan Oscar Abilez, "Bu modeller yeni yaklaşımın gücünü gerçekten gösteriyor" dedi.

Başlangıçta, araştırma ekipleri kan damarı dokusunu ve diğer dokuları ayrı ayrı bir "assembloid" (birçok organoidi veya diğer hücreleri birleştiren bir test tüpü modeli) haline getiriyorlardı, ancak bu yaklaşım gerçek yapıyı hâlâ tam olarak yeniden üretemiyordu.

Bu çığır açan gelişme, epitel hücreleri yetiştirirken tesadüfen keşfedilen bir olaydan geldi. Michigan Üniversitesi de dahil olmak üzere birçok araştırma grubu, organoidlerin kendiliğinden daha fazla vasküler endotel hücresi ürettiğini buldu. Bunları yok etmek yerine, bu fenomeni bağırsak organoidlerinde "tekrarlamaya" çalıştılar.

Bu ipucunu akıllarında tutan Yifei Miao ve Çin Bilimler Akademisi Zooloji Enstitüsü'ndeki meslektaşları, aynı kültür kabında epitel hücreleri ve kan damarı hücrelerinin birlikte gelişimini kontrol etmeye çalıştılar. Bu başlangıçta zordu çünkü iki hücre tipinin büyümesi için zıt moleküler sinyallere ihtiyaç vardı. Ancak ekip, uyarıcı moleküllerin eklenme zamanlamasını ayarlayarak her ikisinin de birlikte büyümesini sağlamanın bir yolunu buldu.

Sonuç olarak, akciğer organoidleri farelere yerleştirildiğinde, gaz alışverişinin gerçekleştiği alveollere özgü hücreler de dahil olmak üzere birçok hücre tipine farklılaştı. 3 boyutlu bir iskele üzerinde büyütüldüklerinde ise alveollere benzeyen yapılara dönüşerek kendi kendine yerleştiler. Helmholtz Enfeksiyon Araştırmaları Merkezi'nde (Almanya) uzman olan Josef Penninger, bunu ileriye doğru atılmış ilginç bir adım olarak değerlendirdi.

Benzer şekilde Abilez, kas hücreleri, kan damarları ve sinirler içeren kalp organoidleri yarattı. Kan damarları, doku boyunca kıvrılan minik dallar oluşturdu. Bu yaklaşım aynı zamanda birçok küçük kan damarına sahip minyatür karaciğerler de yarattı.

Ancak mevcut organoidler hâlâ embriyonik gelişimin yalnızca erken aşamalarını taklit edebiliyor. Penninger, organoidlerin gerçek organlar gibi işlev görebilmesi için bilim insanlarının daha büyük kan damarları, destekleyici doku ve lenf damarları geliştirmeleri gerektiğini söylüyor. Bir sonraki zorluk, kan damarlarının gerçek kan akışını taşıması için "kapakları açmak". "Bu inanılmaz derecede heyecan verici bir alan," diyor.

Kaynak: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html