Bilim insanları, büyüleyici yeni bir makalede, kōk hücrelerden bir laboratuvarda yetiştirilen mini beyinlerin kendiliğinden ilkel göz yapıları geliştirdiğini bildirdi. Bir kapta büyütülen küçük, insandan türetilmiş beyin organoidlerinde, insan embriyolarındaki göz yapılarının gelişimini yansıtan iki iki taraflı simetrik optik yapının büyüdüğü görüldü.
Bu inanılmaz sonuç, göz hastalıklarının yanı sıra göz farklılaşma ve gelişim sürecini daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır. (ilkel kelime anlamı: ilk durumunda kalmış olan, gelişememiş bulunan.)
Almanya’daki Düsseldorf Üniversite Hastanesi’nden sinir bilimci Jay Gopalakrishnan, “Çalışmamız, beyin organoidlerinin ışığa duyarlı ve vücutta bulunanlara benzer hücre tiplerini barındıran ilkel duyusal yapılar üretme konusundaki olağanüstü yeteneğini vurguluyor” dedi.
“Bu organoidler, embriyo gelişimi sırasında beyin-göz etkileşimlerini incelemeye, konjenital retina bozukluklarını modellemeye ve kişiselleştirilmiş iI∂ç testi ve transplantasyon tedavileri için hastaya özel retina hücre tipleri oluşturmaya yardımcı olabilir.”
Beyin organoidleri, düşündüğünüz gibi gerçek beyinler değildir. Bunlar başka yapılara da dönüşme potansiyeline sahip küçük kōk hücrelerdir.
Bu durumda, bu kōk hücreler, düşüncelere, duygulara veya bilince benzeyen hiçbir şey olmadan beyin dokusu kabarcıklarına dönüştürülebilir. Bu tür ‘mini beyinler’, gerçek canlı beyinleri kullanmanın imkansız olduğu veya en azından etik açıdan zor olan iI∂ç yanıtlarını test etme veya örneğin belirli olumsuz koşullar altında hücre gelişimini gözlemleme gibi araştırma amaçları için kullanılır. Bu sefer Gopalakrishnan ve meslektaşları bu yapay gözün gelişimini, gözlemlemeye çalışıyorlardı.
Önceki araştırmalarda, diğer bilim insanları, embriyonik gelişim sırasında neredeyse tüm göz küresini oluşturan yapılar olan optik kapları büyütmek için embriyonik kōk hücreleri kullanmıştı. Ve diğer araştırmalarda uyarılmış pluripotent kōk hücrelerden optik kap benzeri yapılar geliştirmişti. (Pluripotent kök hücre: Döllenme sonrası 5. günden itibaren meydana gelen hücreler blastosist denilen küresel bir şekil alır. )
Gopalakrishnan’ın ekibi, bu yapıları doğrudan büyütmek yerine, beyin organoidlerinin entegre bir p∂rç∂sı olarak yetiştirilip yetiştirilemeyeceklerini görmek istedi. Bu, optik yapıları izole bir şekilde büyütmek yerine, iki tip dokunun birlikte nasıl büyüyebileceğini görmenin faydasını da gösterecektir.
Araştırmacılar makalelerinde, “Göz gelişimi karmaşık bir süreçtir ve bunun anlaşılması, erken retina hastalıklarının moleküler temelinin desteklenmesine izin verebilir” diye yazdı.
“Bu nedenle, uygun göz oluşumu için gerekli olan, proksimal ucu ön beyine bağlı olan gözün primordiumu olan optik vezikülleri incelemek çok önemlidir.”
(Proksimal: en yakında demektir. referans noktasına göre bu terimler anlam kazanır. )
(Primordium: Embriyolojide bir primordium, en erken farkedilebilir gelişim aşamasında bir organ veya dokudur.)
Organoidlerin geliştirilmesiyle ilgili önceki çalışmalar, retina hücrelerinin kanıtlarını gösterdi, ancak bunlar optik yapılar geliştirmedi, bu nedenle ekip çalışma yöntemlerini değiştirdi. Nöral farklılaşmanın erken aşamalarında tamamen nöral hücrelerin gelişimini zorlamaya çalışmadılar ve gözün gelişmesine yardımcı olarak kültür ortamına retinol asetat eklediler. (Retinil asetat, retinolün asetat esteri olan doğal bir A vitamini formudur.)
Başka çıkarımlar da var. Optik kaplar, ışığa tepki veren ve hatta lens ve kornea dokusunu içeren sinir ağları halinde organize olan farklı retina hücre tiplerini içeriyordu. Son olarak, yapılar beyin dokusunun bölgelerine retina bağlantısı gösterdi.
Gopalakrishnan, “M∈m∈li beyninde, retina ganglion hücrelerinin sinir lifleri, beyin hedefleriyle bağlantı kurmak için uzanıyor, bu daha önce bir in vitro sistemde (laboratuvar ortamında ya da yapay koşullarda) hiç gösterilmemiş bir özellik.” dedi.
Ekibin ürettiği 314 beyin organoidinden yüzde 73’ü optik kap geliştirdi. Araştırmacılar, ekibin, büyük potansiyele sahip daha derinlemesine araştırmalar yapmak için bu yapıları daha uzun zaman ölçeklerinde canlı tutmak için stratejiler geliştirmeyi umduğunu söyledi.
Makalelerinde, “Son derece uzmanlaşmış nöronal hücre tipleri sergileyen beyin organoidlerini içeren optik kesecik geliştirilebilir, bu da transplantasyon (Organ nakli) için kişiselleştirilmiş organoidler ve retinal pigment epitel tabakaları üretmenin yolunu açabilir. “Bunların, erken nörogelişimsel bozukluklardan ortaya çıkan retinopatileri modellemeye yardımcı olan yeni nesil organoidler olduğuna inanıyoruz.” dedi. (diyabetik retinopati, retinada hasara yol açan tıbbi bir durumdur.)
Araştırma, Cell Stem Cell dergisinde yayınlandı .
Oğuzhan Saçkıran
Yorumlar 2