Petri kabından organa: İnsan kök hücrelerinden organoid yapımı

Bilim

Organogenez; embriyonun ektoderm, endoderm ve mezoderm olan üç germ tabakasının organizmanın iç organlarına gelişme sürecidir. Genler, organların ve dokuların oluşma biçimini kontrol eder ve gelişme sırasında karmaşık modellerde açılır veya kapanır ve böylece belirli hücrelerin bir organa değil, başka bir organa dönüşmesi sağlanır. Genler açıldığında, DNA'lar RNA adı verilen moleküllere kopyalanır. Birçok RNA molekülü, hücre işlemlerinde kritik rol oynayan proteinler yapmak için şablon olarak kullanılır. Organların oluşumunda, rejeneratif kapasitenin kontrolünde yer alan bilinmeyen yolakları aydınlatmak için araştırmacıların seçtiği bir yöntem de, moleküler, hücresel ve genetik yaklaşımlarla model sistemler oluşturmaktır.

Model sistemler, vücut süreçlerini ve işlevlerini, molekülerden tüm organizma seviyesine kadar incelemeye olanak sağlayan biyolojik araştırmaları kapsamaktadır. İnsan vücudu, son derece uzmanlaşmış bir tarzda örgütlenmiş hem hücresel hem de hücresel olmayan biyomalzemelerden oluşmaktadır. In vitro model sistemleriyle insan biyolojisinin tüm yönlerini taklit etmek zordur, ancak bu alandaki çalışmalar 1900'lü yıllardan günümüze kadar aralıksız devam etmektedir. In vitro üç boyutlu (3B) kültürler, ex vivo doku gelişimini, organogenezi ve kök hücre davranışını incelemek için yeni sistemler olarak ortaya çıkmaktadır. Bu hücre kültürü modelleri, 2B düz yüzeylerde büyüyen hücrelere karşın, canlı organizmadaki hücrelerin yaşadığı doğal ortamın daha doğru bir temsilidir. Ancak 3B hücre kültürü modelleri içinde kabul gören bazı uygulamaların olumsuz yönleri bulunmaktadır. 

Organoidler nedir?
Hücre görüntüleme ve analitik sistemlerdeki ilerlemelerin artmasıyla ve aynı zamanda yeni iskele-matrikslerin kültür ortamlarında uygulanmasıyla birlikte, hücrelerin 3B modellerde büyümelerinde artış gözlemlenmektedir. Bu tür kültür ortamlarının in vivo doğal fizyolojik sistemlere daha yakın olduğu, bu nedenle birçok uygulama için yararlı materyal olduğu kanıtlanmıştır. Organoidler, bazı fizyolojik fonksiyonları koruyan mini, basitleştirilmiş organlar oluşturmak için belirli 3B ortamlarda yetişen hücreleri temsil etmektedir. Organa benzeyen anlamına gelen organoid terimi, Smith ve Cochrae tarafından kistik teratom vakasını tanımlamak için kullanıldığı 1946 yılının başlarında kullanılmıştır. Bundan sonraki yıllarda, kültür sistemlerinde organotipik yapılar organoid olarak kabul edilmiştir. Dolayısıyla, klasik gelişim biyolojisi çalışmalarında, sferoidler gibi 3B hücre agregatları, organoidler olarak tanımlanmasına rağmen bunlar in vivo doku yapısını tam olarak temsil etmemektedir. Yakın zamanda, 'organoid' terimi, kök hücrelerden gelişen, memelilerde orijinal dokunun in vivo mimarisini taklit eden kök hücrelerin çoklu soy farklılaşmasını sağlayan, kendiliğinden organize bir 3B yapı olarak kısmen kısıtlanmış bir anlam kazanmıştır.  

Yrd. Doç. Dr. Betül Çelebi SALTIK
Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü
Kök Hücre Bilimleri ABD Kök Hücre Araştırma ve Uygulama Merkezi

Yazının tamamı Bilim ve Ütopya'nın şubat 2018 sayısında!

Etiketler
organoid
yapay organ
kök hücre
organogenez
betül çelebi saltık
hacettepe üniversitesi
bilim ve ütopya