ABD’de bulunan Pittsburgh Üniversitesi’nden yapılan yeni bir çalışmada, bilim adamları insan cilt hücrelerinden tamamen işlevsel mini karaciğerler ürettiler ve daha sonra onları sıçanlara başarıyla naklettiler.
Araştırma, potansiyel olarak devrim niteliğindeki bir teknoloji için kavram kanıtıdır ve organ bağışı gerektirmeyen bir gelecek için umut vaat etmektedir.
Araştırmacılardan Pittsburg Üniversitesi’nde rejeneratif tıp araştırmacısı olan ” Cildin bir hücresinden fonksiyonel olabilen bütün bir organ yapabilir, bunun yapılabilir olduğunu düşünüyoruz ve bunun çok önemli bir adım olduğunu düşünüyoruz.” Açıklamasını yapmıştır. ABD’de şu anda yaklaşık 17.000 kişi karaciğer nakli beklemektedir.
Bu sayı vefat eden bağışçılar tarafından bağışlanan miktarın çok üzerinde bir sayıdır. Bu arada organ nakillerinin masrafı oldukça pahalıdır. 2017’de karaciğer nakli alan hastalar için tahmini olarak 812.500 dolar sağlık gideri fatura edilmiştir. Bu masraflar vücudunun nakledilen organı reddetmesini önlemek için ameliyat öncesi ve sonrası bakımın yanı sıra immünosüpresan ilaçlarını içeren bir masraftır.
Gelecekte, bu biyofabrikasyon teknolojisi bu organ eksikliğini kapatmaya, nakil sürecini hızlandırmaya ve maliyeti düşürmeye yardımcı olabilir. Bu teknoloji aynı zamanda tam kapasite çalışmayan karaciğerlere fonksiyonel bir destek sağlayarak, hastalara nakil olacak karaciğer beklerken zaman kazandırmaktadır. Soto-Gutiérrez, “Yapmayı planladıklarının, evrensel düzeyde mini insan organları üretmeyi başlamaktır.” Demiştir. Bu durum araştırmacıların evrensel olarak kabul edilecek şekilde karaciğer greftlerini biyofabrikleştirebileceği” anlamına gelmektedir. Ve “ Bu, nakillerin paradigmasını değiştirir.” Açıklaması yapılmıştır.
Karaciğer Nasıl Oluşturuldu
Soto-Gutiérrez ve ekibi, bu çalışmayı yapmak için bir grup insan katılımcıdan cilt hücresi örnekleri almışlardır. Daha sonra, bu insan cilt hücrelerini çeşitli transkripsiyon faktörleri kullanarak indüklenmiş pluripotent kök hücrelere (iPSC’ler) yeniden programladılar. Programlanan bu kök hücreler çeşitli tipte karaciğer hücresi olmaları için rehberlik edilerek yönlendiridiler ve sonra bu insan karaciğer hücrelerini karaciğer iskelelerine, tohum hücrelerini kendi hücreleri çıkarılmış olarak tohumladılar.
Bu çalışmanın her adımını gerçekleştirmek için on yılı aşkın bir süre gerekli olsa da, biyoreaktörlerdeki mini karaciğerleri büyütmeleri bir aydan daha az sürmüştür. Araştırmacılara göre karaciğerin olgunlaşmasının doğal bir ortamda yapılması durumunda bu süre iki yıla kadar sürmektedir. Ekip, laboratuvarda yetiştirilen bu mini karaciğerleri, bağışıklığı baskılanmak üzere yetiştirilen beş fareye nakletmişlerdir. Çünkü bağışıklığı baskılanan farelerin nakledilen organı reddetme olasılığı düşüktür. Nakilden dört gün sonra, ekip implante edilen organların ne kadar iyi çalıştığını görmek için hayvanların ciğerlerini çalışır şekilde çıkarılmasını sağlamışlardır.
Araştırma ekibinin biyoreaktörü PITTSBURGH ÜNİVERSİTESİ’nde insan derisi hücrelerinden elde edilen laboratuvarda yetiştirilmiş bir mini karaciğer
Her durumda, greft içinde ve çevresinde kan akışı sorunları gelişmiştir. Yine de, nakledilen mini karaciğerler, sıçanların kan serumlarında insan karaciğer proteinlerine sahip oldukları kanıtlanmış olarak çalışmışlardır. Mini karaciğerler, normal bir karaciğer gibi safra asitleri ve üre salgılamışlardır. Soto-Gutiérrez, Hayvanın içindeki küçük insan organını görmenin ( kahverengi, bir karaciğere benzeyen formda) çok güzel bir duygu olduğunu dile getiriyor. ” Cilt hücrelerinden oluşturulan bu organ, karaciğer gibi çalışmaktadır ve karaciğerin formuna benzeyen bir yapıya sahiptir” şeklinde açıklama yapmıştır.
Üretilen bu mini karaciğerler sıçan gövdelerinde dört gün boyunca işlevsel olarak çalışmıştır. Ekip daha sonraki dönemlerde bu çalışmayı daha uzun yaşayan hayvanlarda denemeyi ve karaciğerlerin işlevselliğini daha genişletmeyi umut etmektedirler. Tabi en sonunda da bu yaklaşımı insanlarda test etmek istiyorlar.
Bu sıçana, transplante laboratuvarda büyütülmüş bir minyatür karaciğer nakli yapılmıştır. Alejandro Soto-Gutierrez
Soto-Gutiérrez, “Uzun vadeli hedef organ bağışının yerini alabilecek organlar yaratmak, ancak yakın gelecekte bunu nakil için bir köprü olarak görüyorum” demiştir. “Mesela, akut karaciğer yetmezliği durumunda, tamamen yeni bir karaciğer nakli yerine bir süreliğine hepatik bir artışa yardımcı olabilir.” Açıklamasını da sözlerine eklemiştir.
Soto-Gutiérrez, ekibin, işlevsel olan insan karaciğer greftlerinin talep üzerine yaygın olarak erişilmesini sağlamak için teknoloji yaratmaya doğru ilerlediğini de sözlerine ekledi. Bu gelişme, ABD’de 30 milyon insanın karaciğer bozukluğu geçirdiği için hayatı değiştirecek bir adım olarak düşünülmektedir. Soto-Gutiérrez göre “İşler doğru yönde hareket ederse ve diğer teknolojiler yetişmezse ve bu, muhtemelen yaklaşık 10 yıl içinde evrensel bir karaciğer greftine sahip olabilinir”
Sonuç olarak bakıldığında bu çalışma;
Otolog transplante edilebilir bir yardımcı karaciğerin mevcudiyeti, karaciğer hastalığının tedavisini önemli ölçüde etkileyecektir. İndüklenmiş pluripotent kök hücrelerden (iPSC’ler) türetilen biyomühendislikli bir insan karaciğerinin in vivo montajı ve fonksiyonu daha önce tarif edilmemiştir. Organ benzeri bir ortamda insan iPSC’lerinin karaciğer hücresizleştirme, ve farklı karaciğer hücresel soylarının farklılaşmasına yönelik yöntemleri geliştirerek, fonksiyonel mühendislik insan mini karaciğerleri üretildi. Ve bir sıçan modelinde transplantasyon gerçekleştirildi.
Önceki çalışmalar büyük ölçüde kemirgen hepatositleri ile karaciğer iskeletlerini yeniden hücrelemişken, sadece insan iPS-hepatositleri olan parankimayı değil, aynı zamanda insan iPS-endotelyal hücreleri olan vasküler sistemi ve insan iPS-biliyer epitel hücreleri ile safra kanalı ağı yeniden doldurulmuştur.
inverse.com
foto: Alejandro Soto-Gutierrez
