Organ gelişiminin ilk gunlerinde neler olur? Nasıl olur da kucucuk bir hucre grubu bir kalp, bir beyin veya bir bobreği meydana getirmek icin organize olur? Hicbir sensor bu sureci hucrelere zarar vermeden gozlemleyebilecek kadar kucuk veya esnek olmadığı icin, gelişimin bu hassas sureci uzun zamandır gelişimsel biyolojinin kara kutusu durumundaydı.
Şimdi ise, Harvard John A. Paulson Muhendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakultesi'ndeki (SEAS) araştırmacılar tarafından tam entegre sensorler ile organoid olarak bilinen basitleştirilmiş organlar geliştirildi. Bu cyborg organoidler, organ gelişiminin ilk evreleri hakkında değerli bir bakış ortaya koyuyor. Araştırma Nano Letters'da yayınlandı. Calışmanın yazarlarından ve SEAS Biyomuhendislik bolumunde yardımcı docent olan Jia Liu acıklıyor:
Lisedeyken, 2 boyutlu hucre yapısından 3 boyutlu organlara uzanan doğal organ gelişim surecinden cok etkilenmiştim. Eğer buyumekte olan bir doku ile birlikte gelişebilecek esneklikte ve yumuşaklıkta, nano boyutta elektronik aksamlar geliştirebilirsek bu aksamlardaki gomulu sensorlerin, bu gelişimsel surecin butun etkinliklerini olcebileceğini duşunuyorum. Bu surecin sonucunda karşılaşacağımız ise, bir parca doku ile birlikte bu dokunun tamamına yayılmış ve tum hacmiyle butunleşmiş nano boyutta bir cihaz olur.
Liu bu cihaz uzerinde calışmaya, bir yuksek lisans oğrencisi olarak Joshua ve Beth Friedman Universitesi Profesoru Charles M. Lieber'ın laboratuvarında başladı. Calışmanın sonucunda ise, dokunun belirli bolgelerine yerleştirilebilecek esnek ve ağsı yapıya sahip bir nanoelektronik parca geliştirdi.
Liu ve ekibi bu tasarımı geliştirirken, duz sıra halindeki ağ şeklini kıvrımlı bir yapıya donuşturerek (giyilebilir elektroniklerde kullanılan yapılara benzer) bu elektronik aksamların esnekliğini artırdı. Akabinde, oluşturulan ağsı yapıyı, hucreler arası cekim kuvvetleri sayesinde hucrelerin bu nanoelektronik aksamları kaplayıp beraber gelişebilecekleri 2 boyutlu bir kok hucre tabakası uzerine aktardılar. Bu kok hucreler 3 boyutlu bir hal almaya başladığında, nanoelektronik aksamlar da kendilerini hucrelerle birlikte sorunsuz bir şekilde şekillendirdi, sonucunda da gomulu sensorleri ile birlikte tamamen gelişmiş 3 boyutlu organoidler oluştu.
Sonrasında kok hucreler kalp kası hucrelerine donuştu ve araştırmacılar bu elektrofizyolojik etkinliği 90 gun boyunca goruntuleyip kaydedebilme olanağı yakaladılar. Liu ekliyor:
Bu yontem, bize bu gelişimsel sureci aralıksız goruntuleme ve her bir hucre dinamiğinin butun bu surec boyunca nasıl etkileştiğini ve senkronize olduğunu anlayabilme imkanı sağladı. Yontem, beyin ve pankreas organoidleri de dahil herhangi bir organoidi cyborg organoidlere donuşturmek icin kullanılabilir.
Cyborg organoidler, biyolojinin temel sorularını cevaplandırmada yarar sağlayabilecek olmanın yanı sıra hastaya ozgu ilac tedavilerinin test edilip bu sureclerin goruntulenmesinde ve transplantasyon sureci dahilinde kullanılabilirler.
evrimağacı
__________________