Bilim insanları bir petri kabında insan kan damarları büyüttüler
Orijinal verilere göre laboratuar yapımı insan kan damarları, vasküler organoids bir örneğidir. Kredi: IMBA
Çığır açan teknoloji, diyabet gibi vasküler hastalıkların araştırılmasını geliştirebilir Bilim adamları ilk kez bir petri kabında organoitler olarak mükemmel insan kan damarlarını yetiştirmeyi başardılar.
Bugün Nature dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada ana hatları çizilen çığır açan mühendislik teknolojisi, diyabet gibi vasküler hastalıkların araştırılmasını çarpıcı bir şekilde ilerleterek, kan damarlarındaki değişiklikleri potansiyel olarak önlemeye yönelik kilit bir yol olarak belirliyor - diyabetliler arasındaki ölüm ve hastalıkların ana nedeni.
Bir organoid, bir organı taklit eden kök hücrelerden yetişen ve bu organın özelliklerini bir petri kabında incelemek için kullanılabilecek üç boyutlu bir yapıdır.
UBC Yaşam Bilimleri Enstitüsü’nün yöneticisi ve Enstitü’nün kurucu direktörü çalışmanın kıdemli yazarı Josef Penninger, Kanada’daki Fonksiyonel Genetik Araştırma Şefi, “Kök hücrelerden organoitler olarak insan kan damarları inşa edebilmek bir oyun değiştirici”
“Vücudumuzdaki her organ dolaşım sistemi ile bağlantılı. Bu, araştırmacıların Alzheimer hastalığı, kalp-damar hastalıkları, yara iyileşmesi problemleri, felç, kanser ve tabii ki diyabet gibi çeşitli damar hastalıklarının nedenlerini ve tedavilerini çözmelerini sağlayabilir.”
Diyabet dünya çapında yaklaşık 420 milyon kişiyi etkilemektedir. Diyabetik semptomların çoğu kan damarlarındaki değişikliklerin, kan dolaşımının bozulmasına ve dokuların oksijen arzı ile sonuçlanmasına yol açar. Prevalansına rağmen, şeker hastalığından kaynaklanan vasküler değişiklikler hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu sınırlama, çok ihtiyaç duyulan tedavinin gelişimini yavaşlatmıştır.
Baz membranı
Diyabetik kan damarı hastalarda ve insandaki vasküler organoidlerde değişir. Kan damarlarının etrafındaki (kırmızı) taban zarı (yeşil), diyabetik hastalarda (beyaz oklar) büyük ölçüde genişlemiştir. Laboratuvarda “diyabetik” yapılan insan vasküler organoitleri şimdi yeni tedavileri tanımlamak için diyabetik model olarak kullanılabilir. Kredi: IMBA
Bu sorunu çözmek için Penninger ve meslektaşları çığır açan bir model geliştirdi: bir petri kabında yetiştirilen üç boyutlu insan kan damarı organoitleri. Bu “vasküler organoidler”, laboratuardaki kök hücreler kullanılarak ekilebilir ve gerçek insan kan damarlarının yapısını ve işlevini çarpıcı şekilde taklit eder.
Araştırmacılar kan damarı organoitlerini farelere nakledince, arterler ve kılcal damarlar dahil olmak üzere mükemmel işlevsel insan kan damarları haline geldiklerini keşfettiler. Bu keşif, sadece bir kaptaki insan kök hücrelerinden kan damarı organoitlerini değil aynı zamanda başka bir türde fonksiyonel bir insan damar sistemini büyütmenin mümkün olduğunu göstermektedir.
IMBA’de çalışmanın ilk yazarı ve doktora sonrası araştırma görevlisi Reiner Wimmer, “Çalışmamız hakkında heyecan verici olan şey, kök hücrelerinden gerçek insan kan damarlarını çıkarmakta başarılı olduğumuz” dedi. “Organoidlerimiz, insan kılcal damarlarına, moleküler düzeyde bile, büyük ölçüde benzemektedir ve şimdi bunları kan damarı hastalıklarını doğrudan insan dokusunda incelemek için kullanabiliriz.”
Diyabetin bir özelliği, kan damarlarının bazal zarın anormal kalınlaşması göstermesidir. Sonuç olarak, oksijen ve besin maddelerinin hücrelere ve dokulara verilmesi kuvvetli bir şekilde bozulur ve böbrek yetmezliği, kalp krizi, felç, körlük ve periferik arter hastalığı gibi amputasyonlara yol açan çok sayıda sağlık sorununa neden olur.
Araştırmacılar daha sonra kan damarı organoitlerini bir petri kabındaki “diyabetik” bir ortama maruz bıraktılar.
Wimmer, “Şaşırtıcı bir şekilde, vasküler organoitlerdeki bazal membranda büyük bir genişleme gözlemleyebildik” dedi. “Bazal membranın bu tipik kalınlaşması, diyabetik hastalarda görülen vasküler hasara çarpıcı şekilde benzer.”
Araştırmacılar daha sonra kan damarı duvarlarının kalınlaşmasını engelleyebilecek kimyasal bileşikler aradılar. Mevcut anti-diyabetik ilaçların hiçbirinin bu kan damarı kusurlarını olumlu yönde etkilemediğini buldular. Bununla birlikte, vücutta bir enzim türü olan γ-sekretaz inhibitörünün kan damarı duvarlarının kalınlaşmasını önlediğini, en azından hayvan modellerinde γ-sekretazın bloke edilmesinin diyabet tedavisinde yardımcı olabileceğini öne sürdüğünü keşfettiler.
Araştırmacılar, bulguların vasküler hastalığın altta yatan nedenlerini tanımlamalarına ve diyabetli hastalar için yeni tedaviler geliştirmelerine ve test etmelerine izin verebileceklerini söylüyorlar.
Kredi: https://news.ubc.ca/2019/01/16/scientists-grow-perfect-human-blood-vessels-in-a-petri-dish/
Yorum yapın