Avusturya Laboratuvarı’nda bilim adamları üç boyutlu kültür sistemi kullanarak minik insan beyinleri geliştirmeyi başardı. Nature dergisinde yayınlanan metotta pluripotent kök hücrelerden serebral organoitler yani minik beyinler geliştirildi. Bu beyinler farklı beyinsel bölgelere bile sahipler. Avusturya Bilimler Akademsi Moleküler Biyoteknoloji Enstitüsü’ nde özel ayarlanmış yardımcı bir ortam sayesinde, geliştirilen beyin dokuları kök hücreler nedeniyle birbirinden bağımsız olarak oluştu. Yapılan bu mini beyinler sayesinde sinir hastalıkları ve benzer hastalıkların incelenmesi için gerçek beyin modelleri yaratılabilecek.
Araştırmada yer alan Viyana’da bulunan Avusturya Moleküler Biyoteknoloji Bilimleri Enstitüsü’nden Jüergen Knoblich, mini beyinleri hayvanlar üzerinde denemenin mümkün olmadığına değinerek, “Fare beyni, insan beyni için iyi bir model sistemi sunmuyor… Geliştirdiğimiz sistem, insan beyninin gelişim sürecindeki spesifik özellikleri incelememizi sağlayacak” dedi.
Beyin Büyüklüğü Önemli
İnsan embriyosu kök hücreleri ve uyarılmış pluripotent kök hücrelerinden (IPS- induced pluripotent stem cell) başlanarak , uygun üreme ortamı yaratılarak beyin dokusu için farklılaşma sağlandı. Dr. Knoblich yeni metodu şöyle açıklıyor : “ Neuroectoderm adı verilen sinir sistemindeki alt tabakayı modifiye yöntemle oluşturuldu. Doku fragmanları 3-D kültürden alınarak, kompleks dokular için iskelet yapıyı oluşturan spesifik jel damlalarına tutturuldu. Sonra besin emilimi sağlanarak jel damlaları dönen bir biyoreaktöre kondu. 3-4 hafta içinde beyin bölgeleri oluştu. “
15-20 gün sonra devamlı dokular içeren serebral organoidler oluşturuldu. 20-30 gün sonra ise serebral korteks, retina, beyin zarları, koroid pleksus gelişti. 2 ay sonrasında ise beyin hücreleri maksimum büyüklüklerine ulaştı. Bu mini beyinler 10 aya kadar(dönen reaktörde) yaşayabiliyor. Bununla beraber dolaşım sistem olmadığından, oksijen ve besin yetersizliğinden büyüme durdu.
Mini Beyinlerde Mikrosefali
Yeni metot özellikle beyin fonksiyonu bozukluklarının incelenmesi için gerçekten büyük potansiyele sahip. Hayvan modellerinin yeterince kompleks olmaması nedeniyle genelde hayvanlar beyin hastalıklarında yeterince uygun değil.
Knoblich’ in grubu özellikle mikrosefali adı verilen beyin küçülmesiyle alakalı beyin hastalığında minik beyin modellerinin önemli olduğunu gösterdi. Mikrosefali hastalarının cilt dokularından alına IPS hücrelerinden minik beyinler yaratılarak, hastalık daha iyi bir şekilde incelenip tedavi edilebilir. Minik beyinlerin farmasötik ve kimya endüstrisi içinde büyük potansiyel teşkil ettiğini belirtmekte fayda var.
Kaynak : http://www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130829093539.htm
Araştırma Referansı :
- Madeline A. Lancaster, Magdalena Renner, Carol-Anne Martin, Daniel Wenzel, Louise S. Bicknell, Matthew E. Hurles, Tessa Homfray, Josef M. Penninger, Andrew P. Jackson, Juergen A. Knoblich. Cerebral organoids model human brain development and microcephaly. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12517
