Bilim İnsanlarından Müthiş Hamle! Beynin Canlı Modelini Geliştirdiler!

Bilim insanları, laboratuvar ortamında sağladıkları özel koşullar altında, insan kök hücrelerinden fasulye tanesi büyüklüğünde beyin dokusu geliştirmeyi başardı. Dokular, beynin spesifik bölgelerinden olan beyin zarı (serebral korteks) ve retinaya dönüştü.

Mini-beyinler, mikrosefali; beynin anormal derecede küçük olmasına neden olan rahatsızlığı modellemek için kullanılıyordu. Normal insan beyni gibi bilinçlilik veya duyu fonksiyonları sunmasa da, mini-beyinler, gelişmekte olan insan beyni üzerinde çalışma yapmak için önemli bir fırsat sunuyor.

Araştırmada yer alan Viyana’da bulunan Avusturya Moleküler Biyoteknoloji Bilimleri Akademisi’nden Jüergen Knoblich, mini beyinleri hayvanlar üzerinde denemenin mümkün olmadığına değinerek, “Fare beyni, insan beyni için iyi bir model sistemi sunmuyor... Geliştiridiğimiz sistem, insan beyninin gelişim sürecindeki spesifik özellikleri incelememizi sağlayacak” dedi.

Knoblich, düzenlediği basın toplantısında, ‘bilim insanları geçmişte laboratuvar ortamında sinir dokusu geliştirmeyi başardığını ancak beynin kortesk ve diğer bölgelerini içeren bir dokunun ilk kez elde edildiğini’ belirtti.

KÖK HÜCRE MUCİZESİ

Knoblich ve meslektaşları, mini-beyinleri geliştirmek için, her ikisi de her türlü dokunun geliştirilmesi için kullanılan insan embriyonik kök veya endüklenmiş pluripotent kök hücrelerini alarak, sinir sistemine dönüşen ‘nöroektoderm’dokusu halini almasını sağlacak özel bir ortama koydu.

Dokunun büyümesini desteklemek için, jel damlacıkları halindeki dokular eklenmeye devam etti. Ardından, damlacıklar bir dönen biyoreaktöre konuldu. Böylece, dokunun besin emme kabiliyeti artırıldı.

Yaklaşık 15-20 gün sonra, doku, ‘serebral organoid’ adı verilen ve tıpkı insan beyni gibi serebrospinal sıvı içeren serebral ventrikül (beyin karıncığı) halini aldı. 20-30 günlük sürenin ardından ise organoid’lerin bazıları, beynin serebral korteks ve gözün ışığı algılayan kısmı retina gibi belli bölümlerini meydana getirdi.

NBCNews sitesinin haberine göre, mini-beyinler 2-3 milimetre çapında büyüme gösterdi. Elde edilen mini-beyinler, 10 ay boyunca laboratuvarda tutuldukları deney kaplarında hayatta kalmayı da başardı. Dolaşım sistemlerinin fazla gelişmemesi, oksijen ve besin dağıtımını iyi yapamaması, mini-beyinlerin boyutlarının sınırlı kalmasına neden oldu. Sonuç olarak, insan beynindeki gibi çoklu tabakalar ortaya çıkmadı.

BEYİN RAHATSIZLIKLARINI ANLAMAYA YARAYACAK

İnsan beyninin nasıl geliştiğine ait model oluşturan organoid’ler, beyin rahatsızlıklarının anlaşılması ve tedavisinde bilim dünyasına büyük bir fayda sağlayabilir.

Knoblich ve meslektaşları, bir mikrosefali hastasının derisinden aldıkları hücreleri kök hücreler olarak programlayarak, organoid geliştirdi ve bu rahatsızlığı incelemeye başladı.

Araştırmacılar, mikrosefali beyinlerin daha küçük kalmasına rağmen, çok daha fazla sinir hücresi ürettiğini fark etti. Buradan, beynin yeterli büyümeye ulaşmadan çok fazla sinir hücresi geliştirdiği anlaşıldı.

Mini-beyin araştırmasında yer almayan ABD’nin Pennsylvania Ünivesitesi’nden biyolog Gong Chen, ‘çok büyük bir başarı’ olduğunu belirttiği çalışmanın, ‘insan sinir hücreleri kullanılarak birçok alanda yeni kapılar aralayacağını’ söyledi.

Knoblich, mini-beyinlerin yeni tedavilerin geliştirilmesi ve beyin rahatsızlıklarını araştırmada kullanılabileceğini belirterek, “Şizofren ve otizm gibi daha sık rastlanan rahatsızlıklar hakkında bilgi edebiliriz” dedi. Knoblich, mini-beyinlerin geliştirilmesi alanında henüz ilk aşamalarda olduklarını ve bu becerinin zamanla artacağını not düştü.

ntvmsnbc