Bilim İnsanları, Hücreleri Kullanılabilir Kök Hücrelerine Dönüştürecek Bir Yöntem Geliştirdi!

EPFL’den (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) bilim insanları, hücrelerin kullanılabilir kök hücrelerine dönüşmesine yardımcı olacak yeni bir yöntem geliştirdi. Yöntem, hücreleri bir jel ile sıkıştırmayı içeriyor ve tıbbi amaçlar için kök hücrelerin büyük ölçeklerde üretilebilmesinin önünü açacak gibi görünüyor.
Kök hücreler modern tıbbın en büyük gelişmelerinden biridir. Kök hücreler farklı organların hücrelerine dönüştürülebilir,  Parkinson hastalığından diyabete kadar bir sürü hastalığın ve yaraların tedavisi için yeni yollar önerir. Fakat standart bir şekilde doğru kök hücreleri üretmek ciddi bir sorundur.
EPFL bilim insanları hücreleri sıkıştırıp üç boyutlu şekle sokarak başlangıçtaki kök hücre hallerine dönüştürecek bir jel üretti. Nature Materials’da yayınlanan makalede, yeni teknikle kök hücrelerin kolayca endüstriyel ölçekte üretilebileceği açıklandı.
Kök hücreler çeşit çeşittir. Fakat özellikle tıbbi açıdan ilgi duyulanlar “uyarılmış (indüklenmiş) pluripotent kök hücreler (iPSC)” diye adlandırılır. Bunlar, kök hücre gibi davranmak üzere genetik olarak yeniden programlanmış olgun hücrelerden elde edilir (bu yüzden “indüklenmiş”lerdir). iPSC’ler karaciğer, pankreas, akciğer, deri gibi farklı hücre tiplerine tekrar dönüştürülebilir.
Kök hücre üretmek için birçok standart yöntem tasarlanmaya çalışılmıştır. Fakat en başarılı yöntemler bile özellikle büyük ölçekte kullanmak için yapılan üretimlerde çok etkili olamamıştır. Asıl sorun, mevcut tekniklerin bir petri kabında ya da hücre kültürü tüpünde iki boyutlu bir ortamda uygulanılmasıdır ama hücreler vücutta üç boyutlu bir ortamda var olmaktadır.
EPFL’deki Matthias Lutolf laboratuvarı bu zorlukların üstesinden gelecek bir yöntem geliştirdi. Bu yöntemde üç boyutlu kültür sistemi kullanıldı. Yeniden programlama faktörleri ifade eden hücreler, normal büyüme besinleri içeren bir jel içine yerleştirildi. Lutolf şöyle açıklıyor:
“Bir canlı dokusunu üç boyutlu ortamda simüle etmeye çalıştık ve kök hücre davranışlarını nasıl etkileyeceğini görmeye çalıştık. Fakat çok geçmeden fark ettik ki hücrelerin yeniden programlanması etraflarındaki mikroçevreden etkileniyor.”
Buradaki mikro çevre jeldir.
Araştırmacılar, sadece hücrelerin çevresindeki jelin kompozisyonunu (yani sertliğini ve yoğunluğunu) ayarlayarak hücreleri önceki yöntemlere göre daha hızlı ve verimli şekilde yeniden programlayabildiklerini keşfettiler. Sonuç olarak jel, temelde hücreleri “sıkıştırarak” onların üzerine farklı kuvvetler uyguluyordu.
Yöntem yeni olduğundan henüz tamamen anlaşılmış değildir. Ancak bilim insanlarına göre üç boyutlu ortam bu prosesteki anahtardır. Genetik faktörlerle beraber etki eden mekanik sinyalleri üreterek hücrelerin kök hücrelere dönüşümünü kolaylaştıran bu üç boyutlu ortamdır. Lutolf şöyle söylüyor:
“Her bir hücre tipinin fiziksel ve kimyasal faktörlerinin en etkili olduğu öyle bir nokta vardır ki bu noktada en verimli dönüşüm sağlanır. Bir kez onu buldunuz mu, bu kök hücreleri büyük ölçekte oluşturmak sadece zaman ve kaynak meselesidir.”
Bu keşfin en büyük etkisi muhtemelen miktar üzerinde olacaktır. Bu teknik, büyük miktarlardaki hücrelerden endüstriyel ölçekte kök hücre üretmek için kullanılabilir. Lutolf laboratuvarı bunun için uğraşıyor fakat onların ana odağı, bu olayı anlamak ve diğer hücre türleri için de o hassas noktayı bulabilmek.
 
Düzenleyen: Şule Ölez (Evrim Ağacı)
Görsel: Bu illustrasyon kök hücrelerin yeni geliştirilmiş jelde dönüşümlerini gösteriyor. Fotoğraf:  Matthias Lutolf / EPFL
Kaynak:
  1. BioTech
  2. Massimiliano Caiazzo, Yuya Okawa, Adrian Ranga, Alessandra Piersigilli, Yoji Tabata & Matthias P. Lutolf Defined three-dimensional microenvironments boost induction of pluripotency Nature Materials (2016) doi:10.1038/nmat4536 Received 05 February 2015 Accepted 08 December 2015 Published online 11 January 2016
Facebook Yorumları