Bilim İnsanları Kök Hücrelerden ‘Mini Beyinler’ Üretti , Daha Sonra Beyin ,Gözler Geliştirdi..
Kaplarda yetiştirilen insandan türetilmiş küçük beyin organoitlerinde , iki taraflı simetrik iki optik kabın, insan embriyosundaki göz yapılarının gelişimini yansıtacak şekilde büyüdüğü görüldü.
Bu inanılmaz sonuç, göz hastalıklarının yanı sıra gözün farklılaşması ve gelişimi sürecini daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır.
Almanya’daki Düsseldorf Üniversite Hastanesinden sinir bilimci Jay Gopalakrishnan, “Çalışmamız, beyin organoidlerinin ışığa duyarlı ve vücutta bulunanlara benzer hücre türlerini barındıran ilkel duyusal yapılar üretme konusundaki olağanüstü yeteneğini vurguluyor” dedi .
“Bu organoidler, embriyo gelişimi sırasında beyin-göz etkileşimlerinin incelenmesine, konjenital retina bozukluklarının modellenmesine ve kişiselleştirilmiş ilaç testi ve transplantasyon tedavileri için hastaya özel retina hücre tipleri üretilmesine yardımcı olabilir.”
İlkel gözler olan iki koyu noktaya sahip bej bir bloğun (beyin organoidi) yakından görünümü
Beyin organoidleri, düşündüğünüz gibi gerçek beyinler değildir. Bunlar, birçok farklı doku tipine dönüşme potansiyeline sahip, yetişkin insanlardan toplanan ve ters mühendislikle kök hücrelere dönüştürülen indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden büyütülen küçük, üç boyutlu yapılardır.
Bu durumda, bu kök hücreler, düşünceye, duyguya veya bilince benzeyen hiçbir şey olmaksızın beyin dokusu damlacıkları halinde büyümeye ikna edilir .
Bu tür ‘mini beyinler’, gerçek canlı beyinlerin kullanılmasının imkansız olduğu veya en azından etik açıdan zor olduğu durumlarda (örneğin ilaç yanıtlarının test edilmesi veya belirli olumsuz koşullar altında hücre gelişiminin gözlemlenmesi gibi) araştırma amacıyla kullanılır.
Bu sefer Gopalakrishnan ve meslektaşları göz gelişimini gözlemlemeye çalışıyorlardı.
Önceki araştırmalarda, diğer bilim insanları embriyonik gelişim sırasında neredeyse göz küresinin tamamını oluşturan yapılar olan optik kapları büyütmek için embriyonik kök hücreleri kullanmışlardı . Ve diğer araştırmalar, uyarılmış pluripotent kök hücrelerden optik kap benzeri yapılar geliştirmişti.
Gopalakrishnan’ın ekibi, bu yapıları doğrudan büyütmek yerine, bunların beyin organoidlerinin entegre bir parçası olarak yetiştirilip yetiştirilemeyeceğini görmek istedi. Bu, optik yapıları tek başına büyütmek yerine, iki doku tipinin birlikte nasıl büyüyebileceğini görmenin faydasını da ekleyecektir.
Araştırmacılar makalelerinde “Göz gelişimi karmaşık bir süreçtir ve bunun anlaşılması, erken retina hastalıklarının moleküler temelinin desteklenmesine olanak sağlayabilir” diye yazdı .
“Dolayısıyla, uygun göz oluşumu için gerekli olan, proksimal ucu ön beyne bağlanan, gözün primordiyumu olan optik kesecikleri incelemek çok önemlidir.”
Organoidlerin geliştirilmesine yönelik önceki çalışmalar, retina hücrelerinin kanıtlarını gösterdi ancak bunlarda optik yapılar gelişmedi, bu nedenle ekip protokollerini değiştirdi. Nöral farklılaşmanın erken aşamalarında tamamen nöral hücrelerin gelişimini zorlamaya çalışmadılar ve göz gelişimine yardımcı olması için kültür ortamına retinol asetat eklediler.
Dikkatlice bakılan mini beyinleri, geliştirme aşamasından itibaren 30 gün kadar erken bir zamanda optik kaplar oluşturdu ve yapılar 50. günde açıkça görülebildi. Bu , insan embriyosundaki göz gelişiminin zamanlaması ile tutarlıdır , bu da bu organoidlerin bu sürecin inceliklerini incelemek için yararlı olabileceği anlamına gelir.
Başka etkileri de var. Optik kaplar, ışığa yanıt veren sinir ağları halinde organize olan ve hatta mercek ve kornea dokusunu içeren farklı retina hücre türlerini içeriyordu. Son olarak yapılar, beyin dokusunun bölgelerine retina bağlantısı sergiledi.
Gopalakrishnan , “Memeli beyninde, retinal ganglion hücrelerinin sinir lifleri, beyin hedefleriyle bağlantı kurmak için uzanır; bu, daha önce in vitro bir sistemde gösterilmeyen bir özelliktir” dedi .
Ve tekrarlanabilir. Ekibin yetiştirdiği 314 beyin organoidinin yüzde 73’ü optik kaplar geliştirdi. Araştırmacılar, ekibin, büyük potansiyele sahip daha derinlemesine araştırmalar gerçekleştirmek için bu yapıları daha uzun zaman ölçeklerinde canlı tutmaya yönelik stratejiler geliştirmeyi umduğunu söyledi.
Makalelerinde “Son derece uzmanlaşmış nöronal hücre tipleri sergileyen optik kesecik içeren beyin organoitleri geliştirilebilir, bu da transplantasyon için kişiselleştirilmiş organoidler ve retinal pigment epitel tabakaları üretmenin yolunu açabilir” diye yazdılar .
“Bunların, erken nörogelişimsel bozukluklardan ortaya çıkan retinopatileri modellemeye yardımcı olan yeni nesil organoidler olduğuna inanıyoruz.”
