Üç boyutlu yazıcıyla insan sinir dokusu modeli üretildi

Nörodejeneratif hastalıklarda, hastanın hücrelerinden üretilecek modeller, kişiye özel etkili tedavileri mümkün kılabilir (Pixabay)
Nörodejeneratif hastalıklarda, hastanın hücrelerinden üretilecek modeller, kişiye özel etkili tedavileri mümkün kılabilir (Pixabay)
TT

Üç boyutlu yazıcıyla insan sinir dokusu modeli üretildi

Nörodejeneratif hastalıklarda, hastanın hücrelerinden üretilecek modeller, kişiye özel etkili tedavileri mümkün kılabilir (Pixabay)
Nörodejeneratif hastalıklarda, hastanın hücrelerinden üretilecek modeller, kişiye özel etkili tedavileri mümkün kılabilir (Pixabay)

Araştırmacılar üç boyutlu yazıcıyla insan sinir dokusuna benzeyen bir model üretmeyi başardı. Kritik gelişmenin, ALS gibi hastalıklara yönelik tedavilerde yeni bir sayfa açması bekleniyor.

Motor nöronlar, beyin ve omurilikten vücuda sinyaller göndererek kasları kontrol eden sinir hücrelerini ifade ediyor. Amyotrofik lateral skleroz (ALS) gibi hastalıklarda bu hücreler zarar görerek kas zayıflığı ve felce yol açabiliyor.

ALS hastalarının hareket ve nefes alma kabiliyetleri giderek kötüleştiğinden, teşhisten sonraki ortalama yaşam süresi 4 yıl. Henüz kesin bir tedavisi olmasa da hastalığın seyrini yavaşlatabilen ilaçlar mevcut. 

Uppsala Üniversitesi'nden araştırmacılar yeni çalışmalarında, ALS hastalarına yönelik daha etkili ilaçların üretilmesini sağlayabilecek önemli bir gelişme kaydetti.

Araştırmacılar, üç boyutlu yazıcılar kullanarak insan sinir dokusuna benzeyen organoid adlı modeller üretti. Bu motor nöron organoidleri, araştırmalarda veya kişiye özel yeni ilaçların test edilmesinde kullanılabilir.

Bulguları hakemli dergi International Journal of Bioprinting'de yayımlanan çalışmada deriden elde edilen insan kök hücreleri kullanıldı. Bu hücreler, motor nöron öncüllerine (yani ileride olgun motor sinir hücrelerine dönüşebilecek genç sinir hücrelerine) dönüşecek şekilde programlandı.

Bilim insanları bu hücreleri yumuşak bir jelatinle karıştırdıktan sonra üç boyutlu yazıcıyla katman katman basarak dokuyu ve onun yapısını oluşturdu. Biyomürekkepteki hücrelerin üç boyutlu olarak dağılmasının, hücrelerin hayatta kalmasına ve sinir liflerinin büyümesine katkı sağladığını söylüyorlar.

Araştırmacılar ayrıca büyüme faktörleriyle aşılanmış, gözenekli yapıya sahip küçük parçacıkları biyomürekkeple karıştırarak hücrelerin olgunlaşıp gelişmesini sağladı.

İnsan vücudu dışında sinir hücrelerinin modellerinin oluşturulması, kritik testlerin hastayı riske atmadan gerçekleştirilmesinin önünü açıyor.

Makalenin başyazarı Elena Kozlova "Motor nöronlar omuriliğin ortasında bulunuduğu için ALS gibi nörodejeneratif bir hastalıktan muzdarip kişilerde tedavileri doğrudan test etmek mümkün değil" diyerek ekliyor: 

Yöntemimiz, hastanın deri hücrelerinden doğrudan motor nöron organoidleri oluşturmayı ve bunlardan omurilik organoidleri inşa etmeyi mümkün kılıyor. Bu organoidler daha sonra yeni tedavileri test etmek için kullanılabilir.

Araştırmacılar makalede, başka türden sinir hücrelerinin de üç boyutlu olarak nasıl üretileceğini detaylandırıyor. 

Kozlova "Araştırma ve ilaç testlerinde organoidleri büyük miktarlarda basabilmek önemli" ifadelerini kullanıyor. 

Independent Türkçe, EurekAlert, Medical News, International Journal of Bioprinting



146 bin yıllık kafatası Denisova insanlarının yüzünü nihayet ortaya çıkardı

146 bin yıllık kafatasında Denisova insanlarına ait protein ve DNA izleri bulundu (Qiaomei Fu)
146 bin yıllık kafatasında Denisova insanlarına ait protein ve DNA izleri bulundu (Qiaomei Fu)
TT

146 bin yıllık kafatası Denisova insanlarının yüzünü nihayet ortaya çıkardı

146 bin yıllık kafatasında Denisova insanlarına ait protein ve DNA izleri bulundu (Qiaomei Fu)
146 bin yıllık kafatasında Denisova insanlarına ait protein ve DNA izleri bulundu (Qiaomei Fu)

Araştırmacılar ilk kez Denisova insanlarına ait tam bir kafatası keşfetti. Bulgular bu antik insanların nasıl göründüğünün nihayet anlaşılmasını sağlıyor.

2010 gibi yakın bir tarihte keşfedilen Denisova insanları, Neandertallerle birlikte Homo sapiens'in (modern insanlar) en yakın akrabası. Sibirya'daki Denisova isimli mağarada bir parmak kemiği yoluyla keşfedilen bu insan türü bilim dünyasını şoke etmişti. 

Aradan geçen zamanda paleontolog Dr. Qiaomei Fu ve diğer araştırmacılar, Denisova mağarasından çıkarılan diş ve kemik parçalarında, Tibet'teki bir mağara zemininde ve hatta bugün Asya ve Pasifik'te yaşayan insanlarda Denisova DNA'sının izlerini bulmaya devam etti.

Ancak hakkında hâlâ çok az şey bilinen bu türle ilgili gizemlerden biri de nasıl göründükleriydi. Dr. Fu ve ekip arkadaşları bu sorunun cevabını beklenmedik bir yerden, zorlu bir süreçle bulmayı başardı. 

Çin'in Harbin kentinde 1933'te bir işçi tarafından bulunan bir kafatası, yıllar sonra bilim insanları tarafından incelendiğinde en az 146 bin yıllık olduğu tespit edilmişti.

Paleoantropolog Dr. Qiang Ji ve ekip arkadaşları kafatasının düz yanakları ve geniş bir ağzı olan, çenesiz bir erkeğe ait olduğu sonucuna varmıştı. Devasa kafatası, büyük bir vücuda sahip olduğunu ve beyninin ortalama bir modern insanınkinden yaklaşık yüzde 7 daha büyük olduğunu gösteriyor.

Araştırmacılar bütün bu özelliklere dayanarak örneğin daha önce bilinmeyen bir insan türüne ait olduğu sonucuna varmış ve 2021'de ona Homo longi adını vermişti. Fosilin bulunduğu Kara Ejderha Nehri bölgesinden dolayı bu insan türü "Ejderha Adam" diye biliniyor.

Ancak kafatasının bir Denisova insanından kaldığından şüphelenen Dr. Fu, örneği tekrar inceleyerek DNA kalıntıları aradı. 

İlk denemelerinde DNA'ya rastlamayan araştırmacılar örneği proteinler aracılığıyla kimliklendirmeye çalıştı. DNA'dan daha dayanıklı olan proteinler genetik ipuçları sağlayabiliyor.

95 protein saptayan ekip, bunlardan bazılarının Denisova insanlarındaki varyantlar olduğunu belirledi. 

fgbhju
Yeni bulgular Denisova insanlarının görüntüsünün oluşturulmasını sağladı (Chuang Zhao)

Dr. Fu yine de DNA yoluyla bu bulguları desteklemek için kafatasındaki tek dişi incelemeye koyuldu. Öte yandan diş plağı çok dayanıklı bir materyal olmasına rağmen araştırmacılar bu örneklerde genellikle dişin sahibinin değil, bakterilerin DNA'sını bulur.

Ancak dikkatli bir inceleme sonucunda kafatasının bir Denisova insanına ait olduğunu kanıtlayan çok az miktarda DNA bulmayı başardılar. Dr. Fu "Yalnızca bilinen 7 Denisova insanında bulunan 27 gen varyantı içeriyor" diyerek ekliyor: 

Bunların hiçbiri modern insanlardan bulaşmış olamaz.

Çalışmada yer almayan çeşitli uzmanlar da Ejderha Adam'ın asılında Denisova insanı olduğuna katılıyor. Max Planck Enstitüsü'nden genetikçi Janet Kelso, "olağanüstü" dediği keşfi şöyle değerlendiriyor:

Harbin bireyinin DNA'sının sertleşmiş plak tabakasında, onun Denisova insanı olduğunu başarıyla belirleyebilecek kadar iyi korunması büyüleyici.

Bulguları hakemli dergiler Science ve Cell'de dün (18 Haziran) yayımlanan yeni çalışma, bu türün tanımlanmasından yıllar sonra görünüşleri hakkında fikir vermesi açısından büyük önem taşıyor.

Pekin'deki Omurgalı Paleontoloji ve Paleoantropoloji Enstitüsü'nden Dr. Fu "15 yılın ardından Denisova insanlarının yüzünü gördük" diyor: 

Bu gerçekten çok özel bir duygu, çok mutluyum.

Ancak paleontolog bunun tek bir popülasyonu temsil edebileceğini de belirtiyor. Ekip, Harbin kafatasının, fosilleri yaklaşık 200 bin yıl öncesine tarihlenen gruba ait olduğunu saptadı. Fakat yine Denisova mağarasında bulunan 66 bin yıllık parmak kemiği, başka bir soya aitti.

Dr. Fu bütün bu genetik çeşitlilikten dolayı Harbin kafatasının tipik bir Denisova insanı yüzü olduğunu kesin bir şekilde söyleyemiyor.

Yeni çalışma bu türün ismi hakkında tartışmaları da beraberinde getirdi. Bazı uzmanlar Denisova insanlarına artık Homo longi denmesi gerektiğini düşünürken, diğerleri pek emin değil. 

Paleoantropolog Chris Stringer "Homo longi, bu grup için uygun tür adı" derken, meslektaşı John Hawks, bu türün modern insanlarla çiftleşmiş olmasının, onları Neandertallerle birlikte Homo sapiens'in bir soyu haline getirdiğini savunuyor:

Bunların hepsinin Homo sapiens olduğunu rahatlıkla söyleyebilirim.

Independent Türkçe, National Geographic, New York Times, Science