İnsan Embriyosuna Benzer Bir Yapı Yapay Olarak Üretildi!

Embriyonun içi boş bir küreden çok katmanlı bir yapıya dönüştüğü süreç olan gastrulasyon, insan gelişiminin pek bilinmeyen bir aşamasıdır. Çünkü insan embriyoları etik kaygılarla genelde 14 günden fazla kültürde tutulmaz, gastrulasyon ise döllenmeden 17 ila 21 gün sonra başlar. Dahası, bugüne kadar gastrulasyonu taklit edebilen kök hücre modelleri plasenta ve yolk kesesini oluşturan ekstraembriyonik dokuları içermemektedir.

20 Temmuz'da Cell dergisinde yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, önceki modellerde bulunmayan bu destekleyici dokulardan yolk kesesini içeren ve "gastruloidimsi" olarak adlandırılan yapıların geliştirilmesi için yeni bir yöntem ortaya koydu. Teksas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi'nde kök hücre biyoloğu ve araştırmanın birinci yazarı olan Jun Wu, araştırma hakkında şunları söylüyor:

İnsan kök hücreleri kullanılarak gastrülasyonun ve erken organogenezin bütünlük arz etmeyen modelleri geliştirilmiş olsa da bu modellerde embriyo modelleme ve morfogenezde hayati rol oynayan ekstraembriyonik hücreler bulunmuyordu.

Modelde hem embriyonik hem de ekstraembriyonik dokuların bulunması, araştırmacılara gastrulasyon esnasında epiblast, amniyon ve yolk kesesi arasında gerçekleşen etkileşimleri gözlemleme fırsatı sunuyor ki bu, insanlığın daha önce başaramadığı bir şey.

Bu çalışmada araştırmacılar, daha yaygın olarak kullanılan prime pluripotent kök hücreler yerine genişletilmiş pluripotent kök hücreleri (EPSC) kullandı. Bu hücrelerin farelerde hem embriyonik hem de ekstraembriyonik yapılara farklılaşabildiği gösterilmişti. İnsan EPSC'lerine gerekli büyüme faktörlerini eklendiğinde de bu iki yapıya farklılaştıkları gösterildi. Daha sonrasında hücreler kendilerini yapılandırarak araştırmacıların "gastruloidimsi" veya "perigastruloid" adını verdiği insan embriyosunu andıran bazı yapılar oluşturdular.

Ekstraembriyonik dokular, embriyo gelişimini yönlendiren kimyasal sinyaller salgılar; bu da gastruloidimsilerin embriyo gelişiminin kara kutusu kabul edilen dönemindeki bazı süreçleri taklit edebilmesini sağlar. Gastruloidimsiler, embriyoların içinde yaşadığı amniyotik boşluğu ve embriyolara kan temini sağlayan yolk kesesini geliştirir. Ek olarak gastruloidimsiler, merkezi sinir sistemi gelişiminin başlangıcını işaret eden nörülasyon gibi erken organogenez belirtileri gösterir.

Araştırma ekibi, yöntemlerinin etkili ve tekrarlanabilir olduğunu belirtiyor. Öyle ki, küçük ölçekli bir deneme olarak nitelendirdikleri deneyde yüzlerce gastruloidimsi üretmeyi başardılar. Wu, bu konuda şunları söylüyor:

Bu modelin gücü, insan EPSC'lerinin minimum düzeyde dış müdahale ile dikkate değer seviyede kendi kendini organize etme kapasitesinden yararlanmamızdan kaynaklanıyor.

Ekip, modelde plasentayı oluşturan trofoblastların bulunmaması nedeniyle gastruloidimsilerin yaşayabilir olmadığını belirtiyor ve bu da bu araştırmaya dair etik kaygıları gidermeye yardımcı oluyor. Ayrıca proje, uluslararası kök hücre araştırmaları yönergelerini takip etmiş ve UT Southwestern'in Kök Hücre Gözetim Komitesi tarafından onaylanmış.