Yazar adı: Hatice Eflatun

Laboratuvarda yapılan minik kalpler gerçeği gibi atıyor. Bu kalpler susamdan daha büyük değiller ve hipnotik bir ritimle atıyorlar. Bunlar açıkça atan, odaları olan, laboratuvarda yaratılan ilk insan “mini kalpleri”dir. Minyatür organlar veya organoidler, 25 günlük bir insan embriyosunun çalışan kalbini taklit ediyor. Deney, doğuştan gelen kalp kusurlarını ve insan kalp oluşumunu anlamak için şimdiye kadar hayvan modellerine dayanan çalışmalar için çok önemli bir gelişme.

Beyin, bağırsak ve karaciğer gibi “miniorganlar” 10 yıldan fazla bir süredir kaplarda yetiştirilmiş olsalar da, bu kalp organoidleri için daha zorlu olmuştur. Uygun bir kalpten odalar ve kan pompalamasını bekleriz çünkü kalp bunu yapar.Michigan State Üniversitesi’nde kök hücre biyoloğu olan ve kendi atışını yaratan Aitor Aguirre, fare kalp hücrelerinden oluşan ilk hücrelerin bir kapta ritmik olarak kasılabildiğini, ancak uygun bir kalpten çok bir kalp hücresi yığınına benzediklerini söylüyor. 

Araştırmacılar, hücreleri bir embriyodaki gibi kendi kendini organize eden kalp organoidleri yaratmak için her türlü dokuya ve çeşitli kalp hücrelerine farklılaşma yeteneğine sahip insan pluripotent kök hücrelerini programladılar. Kalbin ilk gelişen bölümlerinden biri olan kalp odasının duvarlarında bulunan üç doku tabakasını oluşturmayı amaçladılar. Daha sonra, embriyolarda görülen aynı düzen ve şekilde dokuları oluşturmak için hücreleri ikna eden bir reçete bulana kadar kök hücreleri farklı konsantrasyonlarda büyümeyi teşvik eden besinlere daldırdılar.

1 haftanın sonunda, organoidler yapısal olarak 25 günlük bir embriyonun kalbine eşdeğerdi. Bu aşamada, kalbin olgun kalbin sol ventrikülü olacak tek bir odası vardır. Ekibin bildirdiğine göre dakikada 60 ila 100 kez atan, aynı yaştaki bir embriyonun kalbinin aynı hızında, açıkça tanımlanmış bir odaya sahipler. Şimdiye kadar laboratuvarda 3 aydan fazla bir süre hayatta kalan mini kalpler, bilim insanlarının kalp gelişimini daha önce görülmemiş bir ayrıntıda görmelerine yardımcı oluyor. Bilim insanları, bebeklerde doğuştan gelen kalp kusurları ve kalp krizi sonrası kalp hücresi ölümü gibi kalp sorunlarının kökenlerini de ortaya çıkarabileceğini söylüyor.

Araştırmacılar, yaralanmaya tepkilerini test etmek için organoid parçalarını dondurdular. Doku yapısının korunmasından sorumlu bir hücre türü olan kardiyak fibroblastların, tıpkı kalp krizi geçiren bebeklerde olduğu gibi, ölü hücreleri onarmak için hasarlı bölgelere göç ettiğini gördüler. Bebeklerin kalplerinin, yetişkinlerinkinin aksine, böyle bir yaralanmadan sonra neden iz bırakmadan yenilenebildiği uzun zamandır bir gizem olmuştur. Araştırmacılar, “Artık bu süreci kolayca incelemek için insan vücudunun dışında kontrollü ve temiz bir sistemimiz var” diyorlar.

Sonraki adımın, atan kalp organoidlerini damar ağlarına bağlamak ve kan pompalama yeteneklerini test etmek olduğu söyleniyor. Araştırmacılar, dört odacıklı organoidler üretmek için besin suyunu ayarlamayı planlıyor. Bu tür gelişmiş kalp organoidleri ile araştırmacılar, ortaya çıkan birçok gelişimsel kalp problemini keşfedebilir. Ancak bunun önümüzdeki on yılda olacağı düşünülmüyor.

KAYNAKÇA & İLERİ OKUMA

ÇEVİRİ | scıencemag

BAŞLIK gÖRSELİ | oeaw

Boşluk Oluşturmuş Kardiyak Organoidler Görseli | OEAW