Tıpta dönüm noktası! Bilim insanları domuz embriyolarında insan organı geliştirdi

Bilim insanları, domuz embriyolarının içinde çoğunlukla insan hücrelerinden oluşan böbrekleri başarılı bir şekilde büyüttü. Araştırmacılar, bu çalışmanın nakil bekleyenler için uygun insan organları geliştirmeye yarayabileceğini düşünüyor.

Hakemli bilimsel dergi Cell Stem Cell'de yayımlanan yeni bir çalışmaya göre, ilk defa hem insan hem de hayvan hücrelerini içeren katı bir insanlaştırılmış organ, başka bir canlı türünün içinde yetiştirildi. Ünlü bilim insanı Tao Tan, "Bu, insan-hayvan kimerizminde kayda değer bir ilerlemedir" diyerek deneyin çığır açıcı bir yönü olduğunu vurguladı. Çin'deki Kunming Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden hücre biyoloğu Tao Tan, 2021'de ilk kimerik insan-maymun embriyosunun geliştirilmesine yardımcı olmuştu ancak bu yeni çalışmaya dahil olmadı.

Dünya genelinde milyonlarca kişi organ nakli için sıra bekliyor. Bu insanların büyük çoğunluğunun böbrek nakline ihtiyacı var. Hayat kurtaran organ nakillerine yönelik bu talebi karşılamak amacıyla bilim insanları, hayvanlarda organ ve doku yetiştirmek için yeni yöntemler arıyor.

Son birkaç yıldır önemli aşama kaydedildi ve farelerde sıçan organları, sıçanlarda fare organları ve domuzlarda insanlaştırılmış iskelet kası ve endotel dokusu başarıyla büyütüldü. Ancak insan hücrelerinin yabancı bir konakçı içinde gelişmesi oldukça zordur.

İNSAN ORGANLARI GELİŞTİRMEYE YÖNELİK TARİHİ BİR ADIM

İnsan pluripotent kök hücreleri (iPSC), türlerin hücrelerinin farklı fizyolojik ihtiyaçlara sahip olması nedeniyle genellikle hayvanlara enjekte edildiğinde ölüyor. Science News'in haberine göre, Çin'deki Guangzhou Biyotıp ve Sağlık Enstitülerinden kök hücre biyoloğu Liangxue Lai ve ekibi, insan kök hücrelerinin hayatta kalma kabiliyetini artırmak için uzun yıllardır çalışıyor.

Domuz embriyoları hâlâ tek hücre iken ekip, böbrek gelişiminde gerekli olan iki geni düzenlemek için gen düzenleme aracı CRISPR/Cas9'u kullandı. Böylece, insan iPSC'leri boşluğa enjekte edildiğinde böbrek hücrelerine dönüşebildi.

DOMUZLARDA GELİŞTİRİLEN EN YÜKSEK İNSAN HÜCRESİ SAYISINA ULAŞILDI

İnsan kök hücreleri, hücreleri tutunacak bir yer edinip böbreği oluşturmaya başlayacak kadar uzun süre hayatta tutmak için apoptozu (hücre ölümünü) azaltan aktif genlere sahip olacak şekilde tasarlandı. Daha sonra 1.800'den fazla embriyo, taşıyıcı dişi domuzlara aktarıldı ve bunlardan beşi, ilk 28 gün içinde çalışma için toplandı.

Beşinin de gelişim düzeylerine uygun normal böbrekleri vardı ve organlar yüzde 50 ila yüzde 60 oranında insan hücrelerine sahipti. Tao Tan, bunun bir domuzun içinde yetiştirilen herhangi bir organda şimdiye kadar gözlemlenen en yüksek insan hücresi yüzdesi olduğunu söylüyor.

Araştırmacılar, daha fazla zaman verildiğinde, muhtemelen insan hücrelerinin domuz hücrelerini geride bırakmasıyla böbreklerin normal şekilde büyümeye ve gelişmeye devam etmeyeceğine dair hiçbir belirti olmadığını açıkladı.

DÖNÜM NOKTASI NİTELİĞİNDE BİR ÇALIŞMA

Kök hücreler, böbrek tübüler hücreleri ve gelişimsel doku da dahil olmak üzere çeşitli hücre tiplerine farklılaşırken, insan böbreği 70'ten fazla benzersiz hücre tipine sahiptir. Araştırmacılar yüzde 100 insandan oluşan bir organ geliştirilene kadar bu tür organ nakillerinin başarılı olamayacağını belirtiyor.

Üstelik, yeni çalışmada birkaç iPSC'nin yanlışlıkla embriyoların beyinlerinde ve omuriliklerinde sinir hücrelerine farklılaştığı görüldü. Hücrelerin böbrek hücrelerinden farklı olarak rastgele göründüğünü söyledi ve sonucunda insan beyni olan hayvanların oluşmasının muhtemel olmadığını vurguladı.

Bu tür etik sorunlardan kaçınmak için ekip, kök hücrelerin nöronlara, genetik bilgiyi yavrulara aktaran germ hattı hücrelerine, yumurtalara ve spermlere farklılaşmasını düzenleyen genleri ortadan kaldıracağını söylüyor. Ekip aynı zamanda kalp ve pankreas da dahil olmak üzere diğer insan organ öncüllerini de domuzlarda yetiştirmenin peşinde.