İnsan-Domuz karması üretildi

 

Biyomedikal uzmanları ve araştırmacılar uzun yıllardır insan hücresi içeren hayvan modelleri üzerinde çalışmalar yapıyor. Buradaki temel motivasyon insan biyolojisi ve hastalık gelişimleri hakkında ipuçları yakalamak ve çözüm üretmek. Örneğin çeşitli kanser türleri için, tümörlü insan hücresi farelerde denenerek hastalığın ilerleme süreci ve uygulanabilecek tedavi hakkında yöntem ve stratejiler geliştiriliyor. Ancak bilim insanlarınca yapılan yeni bir açıklama, bunun bir adım ötesine geçildiğini gösteriyor çünkü tarihte ilk defa laboratuvar ortamında başarılı bir şekilde insan-hayvan melezi ara canlı üretildi.

 

 

 

Salk Enstitüsü'nün mimarisi ilginç görünen Kaliforniya'daki merkezinde ileri seviye genetik araştırmalar yapılıyor. 

 

Detayları açıklanan proje kapsamında insan hücresi hayvana nakledildi, yaşatıldı hatta hayvan içerisinde büyütüldü. Proje kapsamında kullanılan hayvan domuzdu ancak, bu sadece bir örnek elde edilen bulgular çerçevesinde çalışmaların farklı canlılarla genişletilmesi mümkün olabilir.

 

 

 

Profesör Belmonte, çok uzun süredir genetik modifikasyon ve embriyol hacklemesi üzerine çalışıyor. 

 

Moleküler biyoloji üzerine çalışan bağımsız Salk Enstitüsü liderliğinde uluslararası araştırmacılar tarafından yürütülen projeyle, bilimsel tanımı kimera olan yani iki farklı canlı türünden hücreler taşıyan organizma başarılı bir şekilde üretildi. Teknik olarak kimera geliştirmenin iki temel yöntemi bulunuyor. Bunlardan ilki bir hayvanın organınını diğerine taşımak ki bu yöntem aynı zamanda risklidir zira konakçı yani organı alacak hayvanın bağışıklık sistemi bunu reddedebilir. İkinci yöntem ise embriyonik seviede yani bir canlının hücrelerinin, diğer canlının embriyosuna yerleştirilmesi suretiyle melez bir şekilde büyümesi sağlamak. Vidyomuza konu olan gelişme bu yöntem etrafında şekilleniyor.

 

 

 

Profesör Belmonte'nin yıllar süren çalışmaları, ilk başarılı insan-hayvan hibrit ara canlısını üretti 

Bilim dünyası kök hücreleri keşfettiğinde, ana hücrenin her türlü vücut dokusunu üretebileceği dolayısıya ucu bucağı olmayan bilimsel potansiyele sahip olduğu anlaşılmıştı. Ancak bu hücrelerin doğru türde doku ve organ olmasını sağlamak, işin zorlu olan kısmı. Bilim insanları organların doğru formda geliştiğinden emin olmak için yapı iskelelerini kullanmak zorunda, ancak bunun da öncesinde temel çalışmaların doğru doneleri verecek sonuçları beraberinde getirmesi ve uygun kuluçka zemininin tespit edilmiş olması gerekiyor.

 

 

 

Belmonte ve ekibinin çalışmasında, insan hücresi domuz embriyosunda 1 ay süreyle büyütüldü

Salk Enstitüsü'nden Profesör Juan Carlos Belmonte, konak embriyo kullanarak organ büyütme konseptinin doğru bir yöntem olduğunu epeydir düşünmekteydi. Ancak Belmonte ve onlarca araştırmacıdan oluşan ekibinin, insan- hayvan hücrelerinden oluşan kimerayı nasıl üreteceğini anlaması 4 yıl sürdü. Uluslarlarası ekibin öncül kimera çalışmaları ise pek çok bilimsel araştırmada olduğu gibi fare modeli üzerindeki denemeleri esas alıyor.

 

 

 

İnsan hücreleri içeren domuz embriyosu 

 

Araştırmacılar genetik olarak modifiye edilmiş, pankreas üretemeyen sıçanda yetiştirilen fare pankreası dokusunu, fare içinde yaşatmayı başardı. Bu sayede sıçan içerisinde yetiştirilen sağlıklı fare pankreasıyla, diabet hastası olan fare tedavi edilmiş oldu. Sıçan embriyosunu canlı inkibütör olarak kullanan araştırmacılar, model sıçan yetişkinlik dönemine eriştiğinde pankreasını çıkartarak, tamamını değil sadece pankreatik hücreler kümesini diyabetli fareye nakletti.

 

Bu kümeler, hasta farenin kan şekeri seviyesini tamir ederek bir yıl gibi bir sürede normale dönmesini sağladılar. Araştırmacılar bunu başarabimek için genome düzenleme aracı kullanıp fare embriyosunun gelişim süresinde embriyonik hücrelerin oluşturduğu orta sıvıyla dolu hücresel yapıyı hacklemek zorunda kaldılar. Bu sayede farenin, ilgili organı büyütmek için ihtiytaç duyduğu genleri silerek, bu organı üretme kabiliyetine sahip sıçandan alınmış hücreleri taşıyıp canlı üzerinde zenginleştirmeyi başardılar. Hatta bazı modellerde, türün kendisinde normalde olmayan safra kesesinin oluştuğu bile gözlemlenmiş.

 

 

Bu gelişmenin verdiği güvenle, sıçan kök hücrelerini domuzun blastulasına enjekte eden bilim insanları ne yazık bu defa başarısız oldu. Ancak domuz ve insan arasında  kimi benzerlikler söz konusu. Her ne kadar 4 ay gibi süreyle insandan daha kısa gebelik süresi yaşasalar da, organ yapıları yakınlık gösteriyor. Ancak gebelik süresi insana çok daha yakın olan inekler, belki de uzun vadede daha kuvvetli hayvan modelleri olabilir. Buradan hareket eden araştırmacılar, doğru zamanı ayarlayabilirlerse insan hücrelerini öldürmeden domuza taşıyabileceklerini anladı.

 

 

 

Domuz embriyosunda insan hücresi: Yeşil olanlar insana ait 

Üç farklı zamanda üç farklı insan hücresini deneyen uzmanlar, bazı pluripotent yani canlıyı oluşturan özelleşmiş tüm hücre tiplerine dönüşebilme yeteneğinde olup henüz farklılaşmış hücrelerin iyi yaşamadığını anladıktan sonra daha iyi gelişecek hücreleri tespit etmiş ve domuz embriyosuna enjekte ettikten sonra bir ay bekleyip analiz etmek için tekrar çıkarmışlar.  Yani tüm bu çalışmanın metodolojisini özetlemem gerekirse eğer, bir günlük domuz embriyosu  genetik olarak yeniden düzenleniyor, DNA'sının bir kısmı silinerek pankreas büyümesi için zemin hazırlanmış oluyor. Ardından insan kök hücreleri, embriyo içerisine enjekte ediliyor ve bu hücrelerin boşlukları doldurmasıyla insan pankreası için temel atılmış oluyor. Sonrasında ise bu embriyo dişi domuza yerleştiriliyor ve 28 günlük gelişimin ardından karındaki ceninin insan pankreasına sahip olması umuluyor. Örnek pankreas üzerinden olsa da farklı organlar için de benzer metodoloji kullanılabilir. 

 

Sonuç mu, araştırma ekibinin domuza naklettiği 2075 embriyodan 186 tanesini canlı kalıp gelişmeyi başardı. Yani verimlilik düşük ancak ileriye dönük önemli bir başarı bu.  Araştırma ekibinden Dr. Jun Wu insan hücresi verimliliğinin %1 olması halinde bunun çalışmalar için yeterli geleceğini düşünüyor. Öte taraftan embriyodaki insan dokusunun büyümesi yavaş, ve şu aşamada çok fazla domuz dokusu da içerdiğinden insan bağışıklık sistemi tarafından reddedilmesi kuvvetle muhtemel. Zaten ekibin temel gayesi de bir sonraki aşamada ilgili hayvan embriyosunun tolere edebileceği en yüksek insan hücresi sayısına ulaşabilmek.

 

 

 

Uzmanlar daha öncesinde sıçanda yetiştirilen pankreas ile faredeki kan şekeri sorununu çözmüştü 

 

Bu yöntemle insan için organ üretimi yakın gelecekte pek mümkün görünmüyor ancak diğer taraftan insan embriyosunun gelişimi ve hastalıkların oluşumunu anlayabilmek için yeni ufuklar açacağı da kesin. Salk Enstitüsü'ne göre, uzun vadede yapay organ üretimini aralaması beklenen bu çalışma, daha kısa vadede ise insan deneyleri öncesinde ilaçların etkilini gözlemlemek, insan hastalıklarının başlangıcını anlama, insan embriyo gelişiminin en erken dönemlerini keşfetme ve değişik canlı türlerindeki organ farklılıklarını açıklayabilme gibi avantajlar sağlayacak.

 

İşin bir de etik ve sosyal boyutu. Dünya genelinde kimera, ürkülen bir kelime. Yunan mitolojisine dayanan ve farklı canlıların özelliklerine sahip olan yaratık anlamındaki bu ifade, Resident Evil yapımlarının da katkısıyla korkutucu gelebiliyor. Etik tarafı da gerek uzmanlar gerekse de toplumun ilgili kanaat önderlerince zaman zaman gündeme getirilmiyor değil.

 

Profesör Belmonte, domuzdaki geliştirme çalışmalarının bir ayla sınırlı olduğunu, bunun hücre entegrasyonu ve farklılaşması hakkında yeterli zamanı verdiğini söylüyor.  Belmonte ayrıca hibrit hücre yapısına sahip hayvanların doğumunun mümkün olduğunu ancak şu aşamada bunun izin vermek istedikleri bir şey olmadığını, bilimin yapabildiği her şey yapmanın gerekmediğini çünkü sonucunda yaşamın niş bir laboratuvarda  değil diğer insanlarla birlikte dışarda sürdüğünü dolayısıyla ne olabileceğine toplumun karar vermesi gerektiğine dikkat çekiyor.

 

 

Belmonte'nin başarılı kimera üretimi, organ üretimi için şimdiden umut ışığı oldu bile 

Uzun lafın kısası; Laboratuvar ortamındaki bu çalışmalar gerçekten çok kıymetli çünkü her gün binlerce kişi beklediği organa kavuşamadğı için hayatını kaybediyor. Gönüllü bağış sistemi yeterli gelmediğinden,  çok sayıda hasta çaresiz bir şekilde uzun süreler boyunca nakil sırasının gelmesini bekliyor. Dolayısıyla bu çalışmaların olgunlaşması ve laboratuvar ortamında organ üretiminin gelişip yaygınlaşması, insan sağlığı için yeni bir dönemin kapısını da aralamış olacak. Ben Erdi Özüağ, bu videomuzda bilim dünyasını heyecanlandıran insan hayvan melezi canlı üretimine değinmiş olduk. Bir sonraki videoda görüşene kadar şimdilik hoşçakalın ve lütfen kendinize çok iyi bakın.

 

-https://www.theguardian.com/science/2017/jan/26/first-human-pig-chimera-created-in-milestone-study

-http://news.nationalgeographic.com/2017/01/human-pig-hybrid-embryo-chimera-organs-health-science/

-http://www.wired.co.uk/article/chimera-human-pig-embryo-creation

-http://www.sciencealert.com/it-s-alive-the-first-human-pig-hybrid-has-been-created-in-the-lab

-http://www.bbc.com/news/health-38717930

-http://www.businessinsider.com/scientists-made-first-human-pig-embryo-chimera-hybrid-2017-1