Hayvanlarda Organ Yenileme (Rejenerasyon): Karaciğerin %75'i Hasar Görse Bile Kendini Yenileyebilir mi?

İddianın Kökeni

Bakterilerden insanlara kadar her canlı türünde yenilenme (rejenerasyon) yeteneği bulunmaktadır. Bu nedenle bu özelliğin, evrimsel süreçteki en erken atalarımızın özelliklerinden biri olduğu düşünülmektedir. Bu sayede, tüm torun türlere bu özellik aktarılabilmiştir. Her türün yenilenme kapasitesi birbiriyle aynı değildir. Hatta aynı tür içerisindeki farklı doku ve organların bile yenilenme hızı farklı farklı olabilir.

Yenilenme kapasitesi en yüksek olan organlarımızdan biri karaciğerdir. Karaciğerin %66-75'i hasar alacak olsa (veya 5 loptan 3'ü cerrahi olarak alınacak olsa) bile, geri kalan %25'lik kısım kendini yeniden %100'lük kütleye tamamlayabilir. Bu süreç farelerde 5-7 gün, insanlarda 8-15 gün sürmektedir.

Bilgiler

İnsanda karaciğer haricinde deri, parmaklar, kalp, böbrekler ve kaburga kemiklerinde yenilenme tespit edilmiştir. Karaciğer, bunlardan en ekstrem olanıdır ve organın %75'ine kadar olan hasarları geri döndürmek (en azından teorik olarak) mümkündür. Ne var ki bu kadar kapsamlı hasarlarda, yenilenme tamamlanana kadar karaciğerin eksikliği birçok bireyin ölümüne neden olmaktadır. Bu nedenle %50-60 arası hasarlar daha "güvenli" olarak kabul edilmektedir. Yine de bu tür kapsamlı hasarlar da birçok komplikasyon (tıbbi sorun) meydana gelebilmektedir.

Ayrıca insan ve fare gibi memelilerde (ve hatta balıklar gibi omurgalılarda) görülen karaciğer yenilenmesi, tam anlamıyla bir "organ rejenerasyonu" olarak görülmez; çünkü biyolojide "rejenerasyon" olgusu, hasar gören bölgede, özelleşmiş hücrelerin özelleşmemiş ("kök hücre") hallerine dönüp, blastema dokusunu oluşturması ve sonrasında bu hücrelerin yeniden özelleşmeleri ile karakterize edilmektedir.

Karaciğer "rejenerasyonu" ise, geri kalan hücrelerin kök hücre durumuna dönmeden, doğrudan doğruya mitoz bölünme yoluyla çoğalmaları ve bu sayede hasar gören veya alınan dokuların yerini doldurmaları (adeta "kütle ve hacimce genişlemeleri") ile olmaktadır. Bu süreçte kemik iliği hücreleri de hepatosit üretiminde görev almamaktadır; ancak karaciğer rejenerasyonu için gereken endotel hücreler ve diğer parankimal olmayan hücrelerin %20 civarı kemik iliği sayesinde üretilmektedir.

Karaciğer rejenerasyonunda da intrahepatik projenitör hücreler çoğalır ve farklılaşarak gerekli hücrelerin yerini alırlar. Bu hücrelerin rejenerasyona olan katkısı, hasarın miktarı ve yapısı ile doğrudan ilişkilidir. Örneğin yapılan bir çalışmada, sağlıklı farelerin karaciğerlerinin %70 kadarı alınmış ve hemen hepsinde karaciğer kütlesi ve fonksiyonu eski haline dönebilmiştir. Bir diğer çalışmada, yeni doğmuş ve gelişmekte olan farelerde de karaciğerin %70'inin alınması sonrasındaki 1 hafta içinde %100'lük rejenerasyon gözlenmiştir.

Kimi zaman bu ayrımı yapmak için, bir organın blastema oluşumuyla yenilenmesine gerçek anatomik rejenerasyon (İng: "true anatomical regeneration"), karaciğerin rejenerasyonuna ise takviye edici karaciğer hiperplazisi (İng: "compensatory liver hyperplasia") denmektedir; fakat bu kavram, akademik literatürde yaygın olarak "karaciğer rejenerasyonu" olarak geçmektedir.

Scientific Illustrations

Bir organın genel olarak yenilenip yenilenemeyeceği, ne kadar zarar gördüğü belirlenmektedir. Örneğin 3 boğumdan oluşan parmaklarımızın sadece 1 boğumunun tamamının yitirecek olsak bile, çoğu zaman yenilenme mümkün olmamaktadır. Yani yenilenmenin sağlanabilmesi için hasar, bundan daha az olmalıdır.

Fakat rejeneratif tıp çalışmaları sayesinde, yenilenme becerisi daha düşük olan organlara da yardımcı olunabilmektedir. Örneğin parmaklarda, birinci boğuma kadar hasar olmasına rağmen büyük oranda yenilenme sağlanabilmiştir. Bunun için özel olarak hazırlanan ve yenilenmeyi tetikleyici kimyasallardan oluşan bir tedavi ve terapi uygulanmaktadır.

Birçok organın yenilenmesi için kök hücrelere ihtiyaç olsa da, kök hücreye ihtiyaç olmadan da organ yenilemesinin mümkün olduğu gösterilmiştir. Örneğin Zebra balıklarının kalplerinin rejenerasyonunda kök hücrelere gerek yoktur.

Günümüzde, yenilenme becerisi yüksek hayvanlardan alınan genlerin diğer hayvanlara aktarılmasıyla yenilenme becerilerinin arttırılmasına yönelik çalışmalar yürütülmektedir. Bu, genlerin dengeli olarak aktarılabilmesi çok kolay bir iş olmadığından, henüz çok yüksek başarıyla yapılamamaktadır. Ancak ilerleyen dönemlerde, uzuvlarını yitiren insanlara büyük katkılar sağlayabileceği düşünülmektedir. Örneğin aksolot semenderleri ise kollarını, bacaklarını, kalplerini, kuyruklarını, beyinlerini, göz dokularını, böbreklerini ve omuriliklerini yeniden üretebilmektedir. Bu genlerin insanlara aktarılması müthiş teknolojileri ve bilimsel atılımları mümkün kılacaktır.