Laboratuvarda yetiştirilen insan beyni hücreleri 7 yıl yaşadı

Harvard Üniversitesi’nde görev yapan bilim insanları, laboratuvar ortamında geliştirilen insan beyni organoidlerinin şimdiye kadar kaydedilen en uzun sürelerden biri boyunca gelişimini sürdürmesini sağladı.

Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, biber tanesi büyüklüğündeki hücre kümelerinin bir bölümü 5 yıldan uzun süre takip edildi. Çalışmanın başyazarı Paola Arlotta ise bazı hücrelerin yaklaşık 7 yıl boyunca yaşamını ve gelişimini sürdürdüğünü açıkladı.

Beyin organoidleri, insan beyninin bazı yapısal ve işlevsel özelliklerini taklit eden üç boyutlu hücre kümeleri olarak tanımlanıyor. Ancak bunlar tam anlamıyla bir insan beyni değil.

Araştırmacılar, organoidlerdeki hücrelerin gelişim sürecini izlerken insan beynindeki hücrelerle dikkat çekici benzerlikler tespit etti.

Çalışmada, organoidlerin gelişim yaşlarını biyolojik olarak takip edebildiği ve zaman içinde insan beynindeki hücrelerde görülen bazı değişimleri benzer biçimde gösterdiği belirtildi.

Araştırmacılar, bu süreci incelemek için DNA metilasyonu adı verilen yöntemi kullandı. DNA moleküllerine kimyasal işaretlerin eklenmesine dayanan bu yöntem, hücrelerin biyolojik yaşını tahmin etmek için kullanılabiliyor.

“BİYOLOJİK SAAT” İNSAN BEYNİYLE BENZER ÇALIŞTI

Harvard Kök Hücre Enstitüsü’nden Paola Arlotta, DNA metilasyonu verilerinin organoidlerde güvenilir bir “yaş saati” oluşturduğunu söyledi.

Arlotta, sonuçların laboratuvarda yetiştirilen hücrelerin, doğal insan beynindeki hücrelerin gelişim sürecine benzer aşamalardan geçtiğini gösterdiğini belirtti.

Araştırmada 6 ay ile 5 yıl arasında farklı yaşlara sahip 34 organoidin davranışı incelendi.

Bilim insanları deneyin bir bölümünde, yaklaşık bir yıllık bir beyin organoidinden alınan hücreleri yalnızca iki haftalık hücrelerle bir araya getirdi.

Deney sonucunda genç hücrelerin normal gelişimlerini sürdürdüğü, daha yaşlı hücrelerin ise gelişim sürecinde hızla ileri bir aşamaya geçtiği görüldü.

Arlotta, bu durumu beyin gelişiminde adeta “zamanın bükülmesi” olarak tanımladı.

Araştırmacılar ayrıca hücrelerin, normalde oluşması yaklaşık dört ay süren nöronları üretebildiğini belirledi.

ORGANOİDLER NEDEN BU KADAR UZUN YAŞAMIYOR?

Beyin organoidleri genellikle laboratuvar ortamında iki yıldan daha kısa süre yaşayabiliyor.

Bunun başlıca nedenlerinden biri, insan vücudunun dışında yetiştirildikleri için organoidlerde doğal bir damar sisteminin bulunmaması. Bu durum hücrelerin yeterli oksijen ve besine ulaşmasını zorlaştırıyor.

İnsan beyninin tam gelişiminin yaklaşık 20 yıl sürdüğü dikkate alındığında, organoidlerin yıllarca canlı tutulabilmesi bilim insanları açısından önemli bir teknik aşama olarak değerlendiriliyor.

Organoidler, bilim dünyasında hastalıkların gelişimini incelemek ve yeni tedavileri test etmek amacıyla yaygın biçimde kullanılıyor.

ABD’deki araştırmacılar, özellikle Alzheimer hastalığının ilerleyişini anlamak için beyin organoidlerinden yararlanıyor. Bu modeller sayesinde beyinde amyloid-beta ve tau proteinlerinin birikimi gibi hastalıkla bağlantılı süreçler gözlemlenebiliyor.

Arlotta, uzun süre yaşayabilen organoidlerin şizofreni gibi gelişimi yıllara yayılan nörolojik ve psikiyatrik hastalıkların araştırılmasında da önemli bilgiler sağlayabileceğini düşünüyor.

“TEKNOLOJİK BİR ATILIM”

Nörobilimci Guo-li Ming, araştırmayı beyin organoidleri alanında “teknolojik bir atılım” olarak değerlendirdi.

Çalışmada kullanılan organoidler araştırmanın tamamlanmasının ardından imha edildi. Ancak Arlotta, uygun koşullar sağlanması halinde bu hücrelerin ne kadar süre yaşayabileceğinin henüz bilinmediğini belirtti.