Teknoloji

Kalbi atan bir fare embriyosu tamamen petri kabında büyütüldü

0

Tamamen Petri kaplarında geliştirilen en karmaşık yaşam formları, bir laboratuvarda yavaş yavaş büyüyen sinir ve kaslar aracılığıyla atan minik kalplere kan pompalayabilir.

Bu küçük memeli hücreleri koleksiyonları, vücuttaki herhangi bir başka hücre tipine dönüşme potansiyeline sahip hücreler olan kök hücrelerden sıfırdan inşa edilen ilkel fare embriyolarını oluşturur.

Bilim adamları bir süredir organoid adı verilen sentetik organları başarılı bir şekilde oluştururken, bunlar gerçek anlaşmada bulunan tüm hücre tiplerinden yoksundur. Bu insan yapımı fare embriyoid, çok daha karmaşıktır.

Çalışmanın yazarlarından biri olan Virginia Üniversitesi’nden gelişim biyoloğu Christine Thisse, “Bir embriyo gelişimini izlemek, görülmesi gereken harika bir şey” dedi.

“Şaşırtıcı olan, gerçek bir fare embriyosunda bulunan çeşitli dokuları elde edebilmemizdir. [This] model, hücreleri karmaşık gelişim programlarını doğru adımlarla yürütmeye teşvik edebildiğimizi gösteriyor.”

Embriyoid tam olarak doğmamış bir fare değildir ve anahtar parçalar hala eksik olduğu için tam olarak gelişemez – beynin dev bir parçası gibi. Ancak bu deneyin karmaşıklığı, araştırmacıları bir laboratuvarda tamamen işlevsel organlar inşa edebilmek için büyük bir adım atıyor.

Gelişim biyoloğu Bernard Thisse, “İnsan organları, büyüyen embriyonun farklı bölümlerinden kaynaklanan çok sayıda hücre tipinden oluşur” dedi. “Örneğin bağırsak, içi boş bir tüp oluşturan hücrelerden yapılmıştır. Bir tabaktaki bu tüpün modelleri yapılmıştır ve bunlara bağırsak organoidleri denir.

“Ancak, bu tüp fonksiyonel bir bağırsak yapmak için yeterli değil çünkü bu organ, düz kaslar, kan damarları ve bağırsağın işlevini kontrol eden ve farklı kökenlerden hücrelerden yapılan sinirler gibi diğer bileşenleri içeriyor.

“İşlevsel organların oluşumu için gerekli tüm hücre çeşitliliğine sahip olmanın tek yolu, tüm öncü hücrelerin bulunduğu sistemler geliştirmektir. Kök hücreler kullanarak tasarladığımız embriyo benzeri varlıklar tam da bunu sağlıyor.”

Bu tam işlevli biyolojik sistemleri geliştirmek, istenen sonucu elde etmek için doğru hücre tipi, uzaysal konum ve hücre sinyallerinin zamanlaması gibi bir dizi şeyi doğru şekilde elde etmeyi gerektirir. Bu karmaşık süreçleri sentetik olarak yeniden yaratmak, ancak bu ekibin zebra balığı üzerine önceki araştırmaları da dahil olmak üzere, gelişimsel biyolojide nesiller boyu süren araştırmalar sayesinde mümkündür.

Daha önceki birçok girişim bunun üzerine inşa edilmiştir. Bunlar, tüm doku türleri gibi eksik olan, kafa yapısı oluşturmayan, dokuları doğru organize etmeyen veya gastrulasyon denilen embriyonik aşamaya kadar gelişen şeylerdi.

Bu konuların çoğu, oluşum aşamasındaki embriyoid içindeki gelişimsel kimyasal sinyallerin uzaysal olarak sınırlandırılması ihtiyacını içeriyordu. Thisse ve meslektaşları, zebra balığı deneylerinde bunu yapmanın bir yolunu geliştirdiler – hücre kümelerine yön duygusu sağlayan sinyal kimyasalları için merkezler oluşturarak – arka ve ön, baş ve kuyruk.

Daha sonra bu sinyallerin zamanlamasını, boyutunu ve gücünü kontrol edebilirler.

Çalışmaları, tüm normal erken embriyonik doku katmanları ile bu mucizevi şekilde işleyen fare embriyolarında doruğa ulaştı. Doğru organize edilmiş hücreler ve dokular, gelişmekte olan sindirim, kas, sinir ve dolaşım sistemleri ve atan bir kalp dahil olmak üzere embriyoid omurilik öncüsünün (notokord) etrafında düzgün bir şekilde düzenlenir.

Bununla birlikte, embriyoid hala beynin eksik parçalarıdır ve ekip bunun, hücrelere popo ucunda olduklarını söyleyen kimyasal sinyalin (WNT morfojen olarak adlandırılır) çok fazla yayılmasından kaynaklanabileceğinden şüphelenir.

Bernard Thisse, “Geliştirdiğimiz tekniklerle, bir noktada embriyo oluşumunu kontrol eden moleküler sinyalleri manipüle edebilmeliyiz ve bu, ön beyin de dahil olmak üzere tüm doku ve organları içeren embriyo benzeri varlıkların üretilmesine yol açmalıdır” dedi. .

Araştırmacılar, embriyoid gelişimini nasıl tam olarak kontrol edip manipüle edeceklerini öğrenmeyi umuyorlar ve bunun hastalıkları incelemek için güçlü bir araç olabileceğini düşünüyorlar.

Christine Thisse, “Bütün çeşitli dokulara sahip olmak, bilim camiasının uygun bir vaskülarizasyon, innervasyon ve diğer dokularla etkileşime sahip organları inşa edebileceğini ummamıza izin veriyor.” Dedi.

“Bu, bir gün bir tabakta işlevsel insan yedek organları üretebilmek için çok önemlidir. Bu, nakil için organ sıkıntısının üstesinden gelebilir.”

Araştırmaları yayınlandı Doğa İletişimi.

.

Profesör

Tasarlanmış tek alanlı antikorlar, COVID varyantlarıyla mücadele ediyor

Previous article

Programlanabilir kılcal hareket, sıvı akışlarını kontrol eder

Next article

You may also like

Comments

Comments are closed.

More in Teknoloji