Farklı insan organoidlerini kaynaştırarak araştırmacılar, fetal beyinlerde bulunan hücre tiplerinin çoğunu içeren “mini beyinler” yarattılar.
İnsan embriyonik kök hücrelerinden türetilen beyin organoidleri laboratuvarda büyütülüyor
40 günlük bir fetal beyinde hücre tiplerinin yüzde 80’ini içeren insan “mini beyinleri”, farklı organoidleri birlikte kaynaştırarak yaratılmıştır.
Maryland’deki Johns Hopkins Üniversitesi’nde Annie Kathuria, “Fetal beynine yaklaştığımız noktaya geliyoruz” diyor. Bunu yapmanın nedeni, hayvanlarda yapılması zor olan otizm ve şizofreni gibi durumları incelemek için daha uygun organoidler yaratmaktır.
Kathuria, “Bir yemekte bir beyin üzerinde hastalık, toksikoloji veya çevre çalışmaları yapmak istiyorsak, (insan) beynine mümkün olduğunca yakın almalıyız” diyor. “Bir fareden biraz daha iyi, bir insandan biraz daha az olduğunu söyleyebilirim. Arada bir yerde. “
Kathuria, ekibin çok bölgeli beyin organoidleri dediği bu yapıların hala gerçek bir insan beyninin yakınında olmadığını söylüyor. “Bunun bilinç, acı veya zeka geliştirdiğinden endişe etmemiz gereken noktaya gelmekten çok uzaktayız.”
Son yirmi yılda, kök hücreleri doğru kimyasal ve fiziksel koşullara koyarak birçok insan organının minyatür versiyonlarını büyütmek mümkün hale geldi. 2013 yılında, Cambridge, İngiltere’deki MRC Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’nda Madeline Lancaster’ı içeren bir ekip, insan beyin organoidlerini ilk kez büyüttü.
Hem hayvan hem de insan beyni organoidleri artık araştırma için yaygın olarak kullanılmaktadır. Birkaç grup, çeşitli görevleri yerine getirmek için onları canlı yapay zeka işlemcilerine dönüştürmeye çalışıyor.
Bununla birlikte, genel olarak çok daha az nöron içermenin yanı sıra, beyin organoidleri de normal bir beyinde bulunan hücre tiplerinin sadece küçük bir kısmından oluşur ve onları spesifik beyin bölgelerinin tüm organdan daha minyatür versiyonları gibi yapar.
Ayrıca asla birkaç milimetreden daha fazla büyürler, çünkü oksijen sağlamak için kan damarları olmadan, ortadaki hücreler büyüdükten sonra ölmeye başlar.
Kathuria’nın ekibi, farklı organoidleri birlikte kaynaştırarak bu sorunları çözmeye çalışan birkaç kişiden biridir. Araştırmacılar, serebral ve arka beyin hücrelerinden iki tür beyin organoidleri, artı bu hücreler diğer şeylerin yanı sıra kan damarları oluşturduğundan epitelyal bir organoid ürettiler.
20 gün sonra, üç organoid – her biri bir milimetreden daha az – temasa geçirildi ve bu da füzyona neden oldu. Bazı hücreler bir organoidden diğerine taşındı, bu yüzden bir dereceye kadar iç içe geçtiler.
Ekip, üç kişiden kök hücrelerle deneyleri tekrarladı, ancak her bir kaynaşmış organoid tek bir kişinin hücrelerinden türetildi.
Çalışmaya dahil olmayan Lancaster, organoid türlerini bu şekilde kaynaştırmanın kesinlikle heyecan verici bir yaklaşım olduğunu söylüyor. Ancak Lancaster, diğer ekipler de benzer düzeyde sofistike olan kaynaşmış organoidler yarattı.
Kathuria, erken fetal beyinlerde görülen hücre tiplerinin çoğunu yaratmanın yanı sıra, epitel hücrelerinin erken aşamalarını kan damarlarına filizlediğini de gördü. Ekip şimdi gelişimlerini teşvik etmek için bir tür sıvı hareketi sağlamaya çalışıyor. “Sistemdeki akışı üretmeye başlamak için mühendislerle işbirliği yapıyoruz” diyor.
Lancaster, şimdiye kadar hiçbir takımın çalışma kan damarlarıyla beyin organoidleri yaratmayı başaramadığını söylüyor.
Bir noktada, bilimsel topluluğun, beyin organoidlerinin daha da geliştirilmesinin etik olmayan bir kesme noktasına karar vermek zorunda kalacağını söylüyor. Ancak teknolojinin o aşamaya girmesi 10 yıl olabilir.
