Kendi kan damarlarını oluşturan yapay organlarda çığır açan gelişme

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 araştırma ekibi, Science ve Cell dergilerinde, en başından itibaren vaskülarize organoidlerin nasıl yaratılacağını yayınladı. Çok yönlü kök hücrelerle başlayıp, daha sonra hem organ dokusu hem de kan damarı hücreleri oluşturmak için farklılaşmalarını manipüle ettiler.

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 buluş, 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 fark etti. 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. Başlangıçta bu zordu çünkü iki hücre tipinin de büyümek için zıt moleküler sinyallere ihtiyacı 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 alveol benzeri 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 küçük dallar oluşturdu. Bu yaklaşım aynı zamanda birçok küçük kan damarı içeren 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 dokular ve lenf damarları geliştirmeleri gerekeceğini 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