Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

3 Boyutlu ve İşlevsel Beyin-Benzeri Doku Yaratıldı ve Aylarca Hayatta Tutuldu!

3 Boyutlu ve İşlevsel Beyin-Benzeri Doku Yaratıldı ve Aylarca Hayatta Tutuldu! Bota
Reklamı Kapat

Bu yazı, Science Daily isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Biyomühendisler, sıçanlardaki beyin dokusu gibi işleyen ve yapısal benzerlikler gösteren üç boyutlu bir beyin benzeri doku yarattılar. Ayrıca, doku laboratuar koşullarında iki aydan fazla süre canlı tutulabildi. Doku, ilk olarak travma sonrası oluşan kimyasal ve elektriksel değişimleri çalışmak için kullanıldı. Ayrı bir deneyde ise ilaçlara verdiği tepki gözlemlendi. Bu dokunun hasar ve hastalıkların yanı sıra beyin fonksiyonlarının araştırmasında ve beyindeki fonksiyonel bozukluklara yeni tedaviler geliştirilebilmesi için önemli bir model olması bekleniyor.

Beyin benzeri doku Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomuhendislik Enstitüsü (NIBIB) tarafından desteklenen Boston’da bulunan Tufts Üniversitesi’nin Doku Mühendisliği Kaynak Merkezi’nde geliştirildi. Projeyi Tufts Üniversitesi Profesörlerinden, aynı zamanda Doku Mühendisliği Kaynak Merkezi’nin yöneticisi olan David Kaplan yönetti.

Nöronlar şu anda kontrol edilebilir bir ortamda davranışlarının çalışılabilmesi amacıyla petri kaplarında üretiliyor. Ancak, iki boyutlu olarak üretilen nöronlar ayrılmış bölgelerde bulunan beyaz ve gri maddeden oluşan beyin dokusunun karmaşık yapısal organizasyonunun yerini dolduramamakta. Gri madde nöronların gövde kısımlarından oluşurken, beyaz madde ise farklı nöronları birbirine bağlayan aksonları içermektedir. Beyin hasarları ve hastalıklar bu iki bölgeyi farklı şekillerde etkilediği için beyaz ve gri madde bölgelerinin ayrı olduğu bir model gerekmektedir. 

Doku mühendisleri nöronların her yönde daha kolay bağlantı kurabilmesi için nöronları üç boyutlu jel ortamlarda geliştirmeyi denediler. Ancak, bu jel bazlı doku örnekleri uzun ömürlü ve verimli olamadı. Bunun nedeni ise nöronların geliştiği bu yapay ortamda hücre büyümesini ve/veya gelişimi ve işlevlerini destekleyen farklı komşu yapılarının bulunduğu karmaşık bir hücre dışı yapının bulunmamasıydı. Kısaca, nöronların üç boyutlu olarak gelişmesi için alan sağlamak yeterli değildi.

Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan bir rapora göre bir grup biyomühendis beyaz-gri madde ayrımını yapabilen ve laboratuvar koşullarında iki aydan daha uzun süre canlı kalabilen üç boyutlu fonksiyonel beyin benzeri dokuyu başarılı bir şekilde yarattılar. Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomuhendislik Enstitüsü’ndeki Doku Mühendisliği programının yöneticiliğini yapan Dr. Rosemarie Hunziker şöyle söylüyor:

"Bu çalışma olağanüstü bir başarı oldu. Ayrıca, bu çalışma beyin fonksiyonlarını taklit etmek için gerekli ve yeterli ortamı yaratmak amacıyla derin bir beyin fizyoloji bilgisiyle geniş ve sürekli büyüyen biyomühendislik ekipmanlarını birleştirdi."

Beyin benzeri dokuyu yaratmanın anahtarı farklı fiziksel özelliklerdeki iki biyolojik malzemeyi yeni bir bileşik yapacak şekilde birleştirmekten geçiyor. Bu malzemeler ise ipek proteininden yapılmış süngerimsi bir iskele ve bu iskeleye göre daha yumuşak kolajen bazlı bir jel. İskele nöronların tutunması için gereken bir yapı olarak işlev görürken kolajen bazlı jel ise aksonların jel içinde büyümesini destekliyor.

Araştırmacılar beyaz-gri madde ayrımını sağlayabilmek için süngerimsi iskeleyi donut şeklinde kesip içine farelerden elde edilen nöronları yerleştirdi. Bunu takiben donutun ortasını ileriki aşamalarda iskelenin içine yavaş bir şekilde yayılacak olan kolajen bazlı jel ile doldurdular. Nöronlar sadece birkaç gün içerisinde iskelenin çevresindeki gözeneklerde işlevsel ağlar oluşturdu ve gönderdikleri uzun akson uzantıları ortadaki jelin içinden geçerek donutun karşı bölümündeki nöronlarla bağlantı kurdu. Sonuç olarak ayırt edilebilen beyaz madde (aksonlar) ve gri madde (sinir hücrelerin gövdelerinin yoğunlukta olduğu bölge) bölgeleri oluştu. Araştırmacılar, üç boyutlu ortamda geliştirilen nöronların sağlığını ve işlevselliğini kontrol etmek ve bu nöronları daha önceki araştırmalarda iki boyutlu ortamda veya petri kabında geliştirilen nöronlarla karşılaştırmak için haftalarca deneyler yaptılar. Bu deneylerin sonucunda üç boyutlu beyin benzeri dokuda gelişen nöronların büyüme ve işlevsellikle ilgili gen ifadelerinin daha yüksek olduğu gözlemlendi. Buna ek olarak, üç boyutlu ortamda gelişen nöronların metabolik faaliyetleri beş haftaya kadar sabit kalırken sadece jel içinde geliştirilen nöronların sağlığının yirmi dört saat içerisinde bozulmaya başladığı gözlemlendi. İşlevsel olarak bakıldığında ise, üç boyutlu beyin benzeri dokudaki nöronların elektriksel faaliyetleri ve sağlıklı bir beyinde görülen taklit sinyalleri gibi tepkiler gözlemlendi hatta bu tepkilere bir nörotoksine karşı beynin verdiği tipik bir elektrofizyolojik tepki de dahildi. 

Üç boyutlu beyin benzeri doku kemirgen beyniyle benzer fiziksel özellikler gösterdiği için araştırmacılar, dokunun travmatik beyin hasarları araştırmasında kullanılabileceği bir yol bulmaya çalıştılar. Travmatik beyin hasarını taklit etmek amacıyla doku üzerine farklı yüksekliklerden ağırlık düşürdüler. Bu simülasyonun sonucu olarak dokuda, hayvanlardaki travmatik beyin hasarına verdikleri benzer elektriksel ve kimyasal değişimler gözlendi.

Kaplan’a göre doku modeli üzerinde travmatik hasarları çalışabilmek hayvan araştırmaları için avantajlar sağlıyor çünkü şu anda yürütülen deneylerde beynin çıkarılıp parçalara ayrılması ölçümleri geciktiriyor. Kaplan şöyle söylüyor:

"Bu sistemle dokunun travmatik beyin hasarlarına verdiği tepkiyi gerçek zamanlı olarak takip edilebileceğiz. Daha önemlisi ise bu teknikle hasarın giderilmesini ve daha uzun süreçte neler olabileceğini izleme şansı elde ediyoruz."

Kaplan, farklı nörolojik bozuklukların araştırılabilmesi için beyin benzeri dokunun uzun süreli olarak canlı kalabilmesinin önemini şu sözlerle vurguluyor:

Dokunun laboratuvar koşullarında uzun süre canlı kalabilmesi bize nörolojik hastalıklara daha önce yapamadığımız farklı yöntemlerle bakma şansı verdi. Nörolojik hastalıklar çok uzun süreli zaman aralıkları gerektirdiği için kullanılan teknikler yetersiz kalmaktaydı.

Hunziker şöyle söylüyor:

Çalışma, daha gelişmiş modellerin daha derin araştırılabilecek hipotezlerin test edilmesine olanak sağlıyor. Bu model sayesinde beyindeki işlevsel bozukların tedavisinin hızlandırabileceğini, aynı zamanda normal beyin fizyolojisini de daha iyi bir şekilde araştırılabileceğini umut ediyoruz.

Kaplan ve ekibi şu anda geliştirdikleri dokuyu beyine daha çok benzetebilmek için bir yol arıyorlar. En son raporlarına göre, araştırmacılar donut iskeleyi tek merkezli altı halka şeklinde ve her biri farklı türde nöronlar içerecek şekilde modifiye ettiler. Bu düzenlemeyle insan beyin korteksinin farklı nöronlar içeren altı farklı katmanı taklit edilebildi.

Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü’nün kaynak anlaşmasının bir parçası olarak, Doku Mühendisliği Kaynak Merkezi’nin araştırmalarında elde ettiği yeni teknolojileri biyomedikal araştırma topluluklarıyla paylaşması gerekiyor. Kaplan’ın bu konudaki görüşleri şöyle:

Bu doku üzerinde çalışma yürütmek isteyen diğer laboratuarlarla işbirliği kurmak için sabırsızlanıyoruz.
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Science Daily | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 01/10/2020 23:12:05 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/3961

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Kategoriler ve Etiketler
Tümünü Göster
Güncel
Karma
Agora
Instagram
Sinirbilim
Öğrenme
Genetik
Hayvan Davranışları
Genel Halk
Astronot
Sanat
Güneş
Sağlık Bilimleri
Bilimkurgu
Sinir Hücresi
Bilgi
Stres
İletişim
Doktor
Sars Mers
Balık Çeşitliliği
Uçuş
Kanser Tedavisi
Işık
Sperm
Bebek Doğumu
Ana Bulaşma Mekanizması
Wuhan
Protein
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Şu anda yapabileceğim en iyi şey, metalden kafesler içinde kamburları çıkmış halde ve umutsuzlukla dışarı bakan şempanzelerin sesi olmaktır. Çünkü onların sesi olan kimse yok.”
Jane Goodall
Geri Bildirim Gönder