Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Laboratuvarda Donör Organ Üretimi Gerçekleştirildi

---

Bir domuz embriyosuna, gelişiminin ilk safhalarında insan hücreleri enjekte edildi ve dört haftadır gelişimini sürdürüyor. Fotoğraf: Juan Carlos Izpisua Belmonte

"National geographic" in  verdiği habere göre "Organ transplantasyonu" için büyük bir haber niteliği taşıyan, tartışma yaratacak bir başarı, bilim adamları ilk başarılı insan-hayvan melezini ürettiklerini duyurdu. Proje, insan hücrelerinin insandışı organizmalara enjekte edilip hayatta kalabileceklerini ve  konukçu organizmada gelişebileceğini kanıtlıyor.

Bu biyomedikal ilerleme, donör organlarının önemli noksanlığının üstesinden gelmek isteyen bilim adamlarının hem hayalleri hem de ikilemleri olmuştur.

Her on dakikada bir, ulusal organ nakil listesine bir kişi ekleniyor. Ve her gün bu listeden 22 kişi ihtiyaç duyduğu organı bulamadığı için ölüyor. Peki  bağış yapacak bir donörü beklemeden ihtiyacımız olan organları bir hayvanın içinde geliştirebilseydik nasıl olurdu?

 

DOMUZ AKCİĞERLERİ LABORATUVARDA İNSAN KANINI FİLTRELİYOR

Lars Burdurf’un, Maryland Üniversitesi Tıp Fakültesi laboratuvarında insan kanı, domuz akciğerleri tarafından filtreleniyor.

Organ nakli yapılamadığından her yıl binlerce insan ölüyor. Bilim adamları, CRISPR adı verilen teknikle domuz organlarında bulunan ve insanlara zararlı olabilecek virüsleri ortadan kaldırma deneyleri yapıyor.

Salk Enstitüsü tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibinin verdiği rapora göre, bu şimdi gerçeğe bir adım daha yakın. Bu ekip, birden fazla canlıdan hücre taşıyabilen ve bilimsel adıyla kimera olarak bilinen bir canlı üretti.

Geçmişte, insan-hayvan oluşumu kimeralara ulaşılamazdı. Bu tür deneyler, Birleşik Devletlerde şuan halk desteğine açık olmaya uygun değildir (bu zamana kadar, Salk’ın ekibi kimera projesi için özel bağışçılar kullanmıştır). Halkın görüşü de şu ana kadar yarı insan, yarı hayvan olan organizmaların üretilmesine engel olmuştur.

Ama Salk Enstitüsünün baş araştırma yazarı Jun Wu’ya göre, melek olarak bilinen yarı insan yarı kuş olan efsanevi kimeralara bakmamız bize yeni bir bakış açısı kazandırabilir.

“Antik uygarlıklarda, kimeralar tanrıyla ilişkilendirilmiştir,” diyor ve atalarımız, kimerik biçimin insanları koruyabileceğine inanıyorlardı. Ekip de bir bakıma insan-hayvan melezlerinin bunu yapacağına inanıyor.

Kimerayı üretmek

Kimerayı yapmanın iki metodu vardır. İlk metot bir hayvanın organlarını başka bir hayvana eklemektir – Bu riskli bir olay, çünkü hayvanın bağışıklık sistemi organı reddedebilir.

Diğer metot ise bir hayvanın hücrelerinin bir diğer hayvanın embriyosuna enjekte edilerek, melez bir şekilde gelişmesini embriyonik seviyeden başlatmaktır.

Kulağa garip geliyor ama bu, laboratuvarda geliştirilen organlarda çıkan kafa karıştırıcı biyolojik problemlerin eninde sonunda üstesinden gelebilecek dahice bir yöntemdir.

Bilim adamları, her tür vücut dokusunu üretebilecek olan kök hücrelerini keşfettiklerinde, sonsuz bilimsel potansiyele sahip gibi gözüküyorlardı. Ama bu hücrelerin doğru tür doku ve organlarda gelişmelerini sağlamak zordur.

Bilim adamları organların doğru şekilde gelişmelerini sağlamak için yapı iskeleleri kullanmak zorundalardır. Ve çoğu zaman, süreci başlatacak dokuları elde edebilmek için hastaların acı verici ve invaziv prosedürlerden geçmeleri gerekir.

İlk başta, Salk Enstitüsü Gen İfadesi Laboratuvarında profesör olan Juan Carlos Izpisua Belmonte, bir konukçu embriyoyu organ geliştirmek için kullanmayı yeterince kolay bir iş olarak görüyordu. Fakat, Belmonte ve 40 çalışma arkadaşının insan kimerası yapılışını çözmeleri 4 yıl sürdü.

Bu çalışmayı yapabilmek için, ekip daha önceden yapılmış kimera araştırmasının bıraktığı yerden devam etti.

Bu bir yaşındaki kimera, sıçan kök hücreleriyle enjekte edilmiş bir fareden doğdu.

Bilim adamları sıçanın pankreas dokularının farede nasıl geliştirilebileceğini zaten bulmuşlardı.

Salk tarafından liderliği sürdürülen ekip fikri bir adım daha öteye taşıdı ve CRISPR adı verilen genom düzenleyici programı kullanarak, embriyoların öncülü olan, fare blastokistine girdi. Burada, farelerin belirli organları geliştirmek için gerekli olan bazı genleri sildiler. Bu organları üretebilecek sıçan kök hücrelerini enjekte ettiklerinde ise bu hücreler gelişti.

Sonuçlanan fareler yetişkinliğe kadar hayatta kalabildiler. Bazıları ise, türünün 18 milyon yıldır bir parçası olmayan safrakesesi ürettiler.

Reddedilme riski

Ekip, daha sonra bu kök hücreleri sıçanlardan alıp domuz blastokistine enjekte ettiler. Bu deneme beklenildiği gibi başarısız oldu, çünkü sıçanlar ve domuzlar evrimsel atalar ve gebelik süreleri açısından çok değişiklik gösteren canlılardır.

Fakat domuzlar fark edilebilir bir şekilde insanlarla benzerlik taşırlar. Gebelik süreleri bizden çok daha az olmasına rağmen, organları bizimkilere benzemektedir.

Bu benzerliklerin işi kolaylaştırdığı söylenemez. Ekip çalışanları, insan hücrelerini domuzlara enjekte ederken öldürmemek için zamanı çok iyi ayarlamaları gerektiğini keşfetti.

Bir Salk Enstitüsü bilim adamı ve araştırmanın ilk yazarı olan Jun Wu’nun açıklamasına göre, gelişme sürecinde, “Temelde üç değişik zamanı temsil eden üç değişik insan hücreleri denedik”. "Deneme ve yanılma yoluyla, toy pluripotent hücreleri ( sonsuz potansiyele sahip olan kök hücreleri) biraz daha gelişmiş olan hücrelere kıyasla daha az hayatta kalabildiler."

Domuz embriyolarına tam uyumlu insan hücreleri enjekte edildiğinde, embriyolar hayatta kalabildi. Sonrasında, çıkarılıp analiz edilmeden önce, embriyoları 3 ve 4 hafta taşıyan yetişkin domuzlara enjekte ettiler.

Jun Wu, ‘’ekip toplamda 186 tane hayatta kalabilen son evre kimera embriyoları üretti ve her birinin ortalama 100.000 insan hücresine sahip olduğunu düşünüyoruz” dedi

Bir domuz blastokistine insan hücrelerinin enjekte edilmesinin resmi

Chapel Hill’deki Kuzey Carolina Üniversitesinde ve Kuzey Carolina Devlet Üniversitesinde bir kök hücre uzmanı olan Ke Cheng, bunun düşük bir yüzde olduğunu ve uzun vadede bu metot için sorunlar doğurabileceğini söyledi.

Cheng, insan dokusunun embriyo gelişimini yavaşlattığını, ve bu şekilde gelişen organların, oldukça fazla domuz dokusu taşıdığından insanlar tarafından reddedilmesinin olası olduğunu belirtti.

Cheng, bundan bir sonraki büyük adım, embriyoların kabul edebileceği insan hücre sayısının artırılması olduğunu söyledi. Güncel metodun bir başlangıç olduğunu ama bu engelin aşılıp aşılamayacağı kesin olmadığını belirtti.

Belmonte da bu kanıya katılıp, bu prosedür ile çalışabilir insan organları üretmenin yıllarca sürebileceğini söylüyor. Bu tekniğin, insan embriyo gelişimini çalışmak ve hastalıkları anlamak için çok daha erken kullanılabileceğini söylüyor. Ve bu gerçek zamanlı içgörüler, bir organ üretmek kadar değerli olabilir.

By Erin Blakemore 26 Ocak 2017

Kaynak: <http://news.nationalgeographic.com/2017/01/human-pig-hybrid-embryo-chimera-organs-health-science/>

ÇEVİREN ve DERLEYEN : Ayşegül Kazan

---