İpek Böcekleri Laboratuvarlarda Organ Benzeri Dokuların Oluşturulmasında Yardımcı Oluyor!
Scientific American
- Basın Bildirisi
- Biyoloji Mühendisliği (Biyomühendislik)
- Biyomedikal Mühendisliği
Bu haber 3 ay öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Duke Üniversitesindeki biyomedikal mühendisleri çipte organ (OOC) modellerinin vücuttaki doku ve hücrelerin doğal ortamını daha iyi taklit etmesini sağlayacak ipek bazlı ultra ince bir zar geliştirdi. Bu zar, böbrek OOC platformlarında kullanıldığında dokuların sağlıklı veya hastalıklı böbrek işlevlerini taklit etmelerine yardımcı oldu.
Bu yeni zar, hücrelerinin birbirine yakınlaşmasını sağlayarak araştırmacıların herhangi bir organın önemli hücrelerinin anahtar dokularının büyümesini ve işlevini daha iyi kontrol etmelerine yardımcı oluyor. Böylece geniş bir hastalık yelpazesinin daha doğru bir şekilde modellenmesine ve tedavi yöntemlerinin oluşturulmasına da olanak tanıyor
Genellikle bir USB flaş bellek kadar bile büyük olmayan OOC sistemleri; doku yapısının dinamik modellerinin yapılması, organ fonksiyonlarının incelenmesi ve hastalıkların modellenmesi gibi konularda bir devrim yarattı. Bu platformlar, ilgili organı en iyi şekilde taklit ederek hücre büyümesi ve farklılaşmasını uyarmak için tasarlanmıştır. Araştırmacılar bu araçları insan kök hücreleriyle bile oluşturabilirler. Böylece klinik öncesi çalışmalar için hastaya özel organ modelleri oluşturulabilir.
Ancak teknoloji evrimleştikçe çipin tasarımı ile ilgili sorunlar da ortaya çıkıyor: En belirgin sorun ise özelleşmiş hücrelerin üzerinde büyümesi için destek yapısına şekil veren zarların yapıldığı malzemelerle ilgili. Bu zarlar indirgenmeyen polimerlerden oluşmuş olup hücreler ve dokular arasında daimî bir bariyer oluşturuyor. Genellikle insan organlarının hücre dışı zarları bir mikronu geçmezken bu polimerler 30 ila 50 mikron arasında bir değer alabiliyor ve hücreler arası iletişimi kesip hücre büyümesini kısıtlayabiliyor. Duke Üniversitesinde biyomedikal mühendisliği ve tıp öğretim üyesi Samira Musah şunları söylüyor:
Biz bu çiplerdeki dokuları bir patoloğun biyopsi örneklerini veyahut hastalardan aldığı dokuları işlediği gibi işlemek istiyoruz ancak bu elimizdeki yöntem, hücrelerin büyümesini insan vücudunda gerçekleşenden daha farklı sürdürdüğü için standart polimer zar ile mümkün değil.
Samira Musah sonrasında akıllarına şu fikrin geldiğini de ekliyor:
Örnek alabileceğimiz ve üzerinde çalışabileceğimiz kadar ince ve doğal zar yapısını taklit edebilen protein bazlı bir zar olsa güzel olmaz mıydı?
Bu soru, yazının ilk yazarı ve aynı zamanda Musah'ın laboratuvarında doktora öğrencisi olan George (Xingrui) Mou ile Musah'ı ipek böcekleri tarafından üretilen ve elektronik olarak zar haline getirilebilen bir protein olan ipek fibroine (ipek özü) yönlendirdi. Mikroskop altında incelendiğinde ipek fibroin, spagettiye benzer bir yapıya sahip. Birbirini saran uzun fiberlerden oluşuyor ve gözenekli yapısı da insan organlarında bulunan hücre dışı matriksi daha iyi taklit etmesini sağlamıyor. Bu materyal, daha önce de yara iyileştirme gibi amaçlarla doku iskelesi oluşturmak için kullanılmış. Mao durumu şöyle açıklıyor:
İpek fibroin, zar kalınlığını 50 mikrondan 5 mikronun altına düşürmemizi sağladı. Böylece yaşayan organizmalarda görebileceğimiz büyüklük mertebelerine yaklaştık.
Bu yeni zarı test etmek için Musah ve Mao malzemeyi böbrek çip modellerine uyguladılar. Şeffaf plastiklerden yapılmış ve yaklaşık 25 kuruş boyutlarındaki bu OOC platform damar yığınlarından oluşan ve görevi kanı filtrelemek olan böbreklerdeki glomerus kılcallarına benzerlik göstermektedir.
Zar yerleştirildikten sonra araştırmacılar çipin içine indüklenmiş pluripotent kök hücrelerini (iPSC) yerleştirdi. Araştırmacılar hücrelerin ultra ince zarın ötesine sinyal iletebildiğini gözlemledi ve bu da hücrelerin glomerus hücreleri, podositler ve vasküler endotelyal hücrelerine farklılaşmasını sağladı. Bu platform aynı zamanda büyüyen dokularda hücresel katmanlar arası sıvı geçişine izin veren endotelyal fenestrasyonların gelişmesine yardım etti.
Testin sonunda bu farklı böbrek hücresi tipleri birleşerek molekülleri boyutlarına göre filtreleyebilen bir glomerus kapsülü oluşturdu. Musah bu durum için şöyle diyor:
Bu yeni mikroakışkan çip sisteminin canlı dokular arası etkileşimleri taklit edebilmesi ve kök hücrelerden oluşmuş olan glomerül podositler ve delikli endotelyum gibi özelleşmiş hücrelerin oluşumunu sağlayabilme yeteneği; organ gelişimi, hastalık süreci ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi alanlarında daha kapsamlı bir fikre sahip olmamıza yardımcı olabilir.
Modelleri iyileştirdikçe Musah ve meslektaşları bu teknolojinin böbrek hastalıklarını daha iyi anlamlandırılmasında kullanılmasını umuyorlar. Bu hastalıklar Amerika'da yetişkinlerin %15'inde görülse bile araştırmacıların elinde etkin bir model bulunmuyor. Genellikle hastalara böbrekleri büyük oranda hasar görene kadar tanı konmuyor ve genellikle diyalize girmeleri ya da böbrek nakli geçirmeleri gerekiyor. Mao bununla ilgili şöyle söylüyor:
Bu platformu kullanarak böbrek hastalıklarını modellersek hastalığın yeni biyo-işaretlerini keşfedebiliriz. Bu aynı zamanda kimi böbrek hastalığı modellerinde kullanılacak ilaç adaylarının izlenmesinde de kullanılabilir. Bu olasılıklar oldukça heyecan verici!
Evrim Ağacı'ndan MesajEvrim 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, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'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.
PatreonPatreon 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.
YouTubeYouTube 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 PlatformlarBu 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.
Bu teknolojinin tüm OOC modellerinde uygulaması var. Bizim dokularımız zarlar ve ara yüzeylerden oluşuyor. Yani bu zarın beyin, karaciğer, akciğer ve diğer hastalık oluşabilen yerlerde de kullanımı düşünülebilir. İşte bizim platformumuzun gücü de burada yatıyor!
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git-
1
-
1
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
-
0
- X. Mou, et al. (2024). An Ultrathin Membrane Mediates Tissue-Specific Morphogenesis And Barrier Function In A Human Kidney Chip. American Association for the Advancement of Science (AAAS). doi: 10.1126/sciadv.adn2689. | 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 31/10/2024 09:21:40 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/17959
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.
