Bilim İnsanları Kök Hücreden ‘Mini Beyinler’ Büyüttüler ve Sonra Beyinler Bir Tür Göz Geliştirdi : ScienceAlert


Bilim adamlarının büyüleyici bir 2021 makalesinde bildirdiğine göre, bir laboratuvarda kök hücrelerden büyütülen mini beyinler kendiliğinden ilkel göz yapıları geliştirdi.

Tabaklarda yetiştirilen küçük, insan kaynaklı beyin organoidlerinde, insan embriyolarındaki göz yapılarının gelişimini yansıtan iki taraflı simetrik optik kabın büyüdüğü görüldü. Bu inanılmaz sonuç, göz hastalıklarının yanı sıra gözün farklılaşma ve gelişim sürecini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.

“Çalışmamız, beyin organoidlerinin ışığa duyarlı ve vücutta bulunanlara benzer hücre tiplerini barındıran ilkel duyusal yapılar üretme konusundaki olağanüstü yeteneğini vurguluyor.” dedi sinirbilimci Jay Gopalakrishnan Almanya’daki Düsseldorf Üniversite Hastanesi’nden 2021 tarihli bir açıklamada.

“Bu organoidler, embriyo gelişimi sırasında beyin-göz etkileşimlerini incelemeye, konjenital retina bozukluklarını modellemeye ve kişiselleştirilmiş ilaç testi ve transplantasyon terapileri için hastaya özel retina hücre tipleri oluşturmaya yardımcı olabilir.”

(Elke Gabriel)

Beyin organoidleri, düşündüğünüz gibi gerçek beyinler değildir. Bunlar, uyarılmış pluripotent kök hücrelerden yetiştirilen küçük, üç boyutlu yapılardır – yetişkin insanlardan toplanan ve tersine mühendislikle kök hücrelere dönüştürülen, birçok farklı doku türüne dönüşme potansiyeline sahip hücreler.

Bu durumda, bu kök hücreler, düşüncelere, duygulara veya bilince benzeyen hiçbir şey olmadan beyin dokusu damlacıklarına dönüşmek üzere ikna edilirler. Bu tür “mini beyinler”, gerçek canlı beyinleri kullanmanın imkansız olduğu veya en azından etik açıdan zor olduğu araştırma amaçları için kullanılır – örneğin, ilaç tepkilerini test etmek veya belirli olumsuz koşullar altında hücre gelişimini gözlemlemek.

Bu kez Gopalakrishnan ve meslektaşları göz gelişimini gözlemlemeye çalışıyorlardı.

Daha önceki araştırmalarda, diğer bilim adamları embriyonik kök hücreleri optik kaplar oluşturmak için kullanmışlardı. neredeyse tüm göz küresi embriyonik gelişim sırasında. Ve diğer araştırmalar, uyarılmış pluripotent kök hücrelerden optik çanak benzeri yapılar geliştirmişti.

Gopalakrishnan’ın ekibi, bu yapıları doğrudan büyütmek yerine beyin organoidlerinin entegre bir parçası olarak büyütülüp büyütülemeyeceklerini görmek istedi. Bu, optik yapıları tek başına büyütmek yerine, iki doku türünün birlikte nasıl büyüyebileceğini görmenin faydasını ekleyecektir.

Araştırmacılar, “Göz gelişimi karmaşık bir süreçtir ve bunu anlamak, erken retina hastalıklarının moleküler temelini desteklemeye izin verebilir.” kağıtlarına yazdılar.

“Bu nedenle, proksimal ucu ön beyine bağlı olan gözün primordium’u olan optik vezikülleri incelemek çok önemlidir, bu da uygun göz oluşumu için gereklidir.”

Organoidlerin geliştirilmesindeki önceki çalışmalar, retina hücrelerinin kanıtlarını gösterdi, ancak bunlar optik yapılar geliştirmedi, bu nedenle ekip protokollerini değiştirdi.

Nöral farklılaşmanın erken aşamalarında tamamen nöral hücrelerin gelişimini zorlamaya çalışmadılar ve göz gelişimine yardımcı olarak kültür ortamına retinol asetat eklediler.

Bir organoidin gelişimini gösteren bir çizim.
(Gabriel ve diğerleri, Hücre Kök Hücre2021)

Özenle bakılan bebek beyinleri, gelişimin 30. gününde optik kaplar oluşturdu ve yapılar 50. günde açıkça görülebiliyordu. Bu, insan embriyosunda göz gelişiminin zamanlamasıBu, bu organoidlerin bu sürecin inceliklerini incelemek için yararlı olabileceği anlamına gelir.

Başka çıkarımlar da var. Optik kaplar, ışığa yanıt veren ve hatta lens ve kornea dokusu içeren sinir ağları halinde organize olan farklı retinal hücre tipleri içeriyordu. Son olarak, yapılar beyin dokusunun bölgelerine retina bağlantısı gösterdi.

“Memeli beyninde, retina ganglion hücrelerinin sinir lifleri, daha önce bir in vitro sistemde hiç gösterilmemiş bir özellik olarak, beyin hedefleriyle bağlantı kurmak için uzanıyor.” Gopalakrishnan dedi.

Ve tekrarlanabilir. Ekibin büyüttüğü 314 beyin organoidinden yüzde 73’ü optik kaplar geliştirdi. Araştırmacılar, ekibin, büyük potansiyele sahip daha derinlemesine araştırmalar yapmak için bu yapıları daha uzun zaman ölçeklerinde uygulanabilir kılmak için stratejiler geliştirmeyi umduğunu söyledi.

“Son derece uzmanlaşmış nöronal hücre tiplerini sergileyen optik vezikül içeren beyin organoidleri geliştirilebilir, bu da transplantasyon için kişiselleştirilmiş organoidler ve retinal pigment epitel tabakaları oluşturmanın yolunu açar.” kağıtlarına yazdılar.

“İnanıyoruz ki [these] erken nörogelişimsel bozukluklardan ortaya çıkan retinopatileri modellemeye yardımcı olan yeni nesil organoidlerdir.”

Araştırma yayınlandı Hücre Kök Hücre.

Bu makalenin bir versiyonu ilk olarak Ağustos 2021’de yayınlandı..



Kaynak : https://www.sciencealert.com/scientists-grew-stem-cell-mini-brains-and-then-the-brains-sort-of-developed-eyes

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir