İnsan karaciğerinin inanılmaz rejenerasyon yetenekleri vardır: Yüzde 70’e kadar çıkarılsa bile, kalan doku aylar içinde tam boyutlu bir karaciğer olarak yeniden büyüyebilir. Karaciğerin bu rejeneratif yetenekteği tıp camiasına kronik karaciğer hastalığını tedavi etmek için daha fazla seçenek sunabilir. MIT mühendisleri, karaciğer rejenerasyonunda yeni bir karaciğer doku modeli oluşturarak bu hedefe doğru bir adım attı.
Araştırmacılar bu modelle daha önce yapılan çalışmaları ve konuda yer alan adımları mümkün olandan daha kesin bir şekilde izlemeyi amaçlıyorlar.
Araştırma ekibinin lideri Sangeeta Bhatia, yeni modelin, biyolojisi insanlarla aynı olmayan fareler veya diğer hayvanlar üzerinde yapılan çalışmalardan toplanamayan bilgiler sağlayabileceğini söylüyor.
Araştırmacılar “Yıllardır insanlar, fare karaciğeri rejenerasyonunda rol oynayan farklı genler tanımlıyorlar ve bazıları insanlarda önemli gibi görünüyor, ancak insan karaciğer hücrelerinin çoğalmasını sağlayacak tüm ipuçlarını asla çözemediler” diyor.
Sangeeta Bhatia Broad Institute of MIT ve Harvard Enstitü Üyesidir. Makalenin baş yazarı, eski bir MIT yüksek lisans öğrencisi ve doktora sonrası Arnav Chhabra’dır.
Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabında bu hafta ortaya çıkan yeni çalışma, kilit rol oynadığı görülen bir molekülü tanımladı. Bununla beraber araştırılacak bir kaç konu daha belirtildi.
Karaciğer nakline ihtiyaç duyan hastaların çoğu viral hepatit, yağlı karaciğer hastalığı veya kanser gibi kronik hastalıklardan muzdariptir.
Bununla birlikte, Bhatia, araştırmacıların karaciğeri kendi kendine rejenerasyona teşvik etmek için güvenilir bir yolu olsaydı, bazı nakillerden kaçınılabileceğini söylüyor. Ya da bu tür bir uyarı, bağışlanan bir karaciğerin nakledildikten sonra büyümesine yardımcı olmak için kullanılabilir.
Farelerde yapılan çalışmalardan araştırmacılar, karaciğer hasarı veya hastalığından sonra aktive olan bazı rejenerasyon yolları hakkında çok şey öğrendiler.
Anahtar faktörlerden biri, hepatositler (karaciğerde bulunan ana hücre tipi) ile kan damarlarını kaplayan endotel hücreleri arasındaki karşılıklı ilişkidir.
Hepatositler, kan damarlarının gelişmesine yardımcı olan faktörler üretir ve endotel hücreleri, hepatositlerin çoğalmasına yardımcı olan büyüme faktörleri üretir.
Araştırmacıların belirlediği diğer bir katkı da kan damarlarındaki sıvı akışıdır. Farelerde kan akışındaki bir artış, endotel hücrelerini rejenerasyonu destekleyen sinyaller üretmeye teşvik edebilir.
Tüm bu etkileşimleri modellemek için Bhatia kan damarlarını taklit eden kanallara sahip mikroakışkan cihazlar tasarlayan Boston Üniversitesi’nde Christopher Chen ile birlikte çalıştı.
Bu “bir çip üzerinde rejenerasyon” modellerini oluşturmak için araştırmacılar, bu mikroakışkan kanallardan biri boyunca kan damarlarını büyüttüler ve daha sonra insan organ donörlerinden karaciğer hücrelerinden türetilen çok hücreli küresel kümeler eklediler.
Çip, büyüme faktörleri gibi moleküllerin kan damarları ve karaciğer sferoidleri arasında akabileceği şekilde tasarlandı.
Bu kurulum aynı zamanda araştırmacıların belirli bir hücre tipindeki ilgili genleri kolayca devre dışı bırakmalarına ve ardından bunun genel sistemi nasıl etkilediğini görmelerine olanak tanımaktadır.
Bu sistemi kullanan araştırmacılar, artan sıvı akışının tek başına hepatositleri hücre bölünme döngüsüne girmeye teşvik etmediğini gösterdi. Bununla birlikte, aynı zamanda bir enflamatuar sinyal (sitokin IL-1-beta) ilettilerse, hepatositler hücre döngüsüne girdiler.
Bu olduğunda, araştırmacılar başka hangi faktörlerin üretildiğini ölçebildiler. Bazıları daha önceki fare çalışmalarına dayanarak bekleniyordu, ancak diğerleri, prostaglandin E2 (PGE2) adlı bir molekül de dahil olmak üzere insan hücrelerinde daha önce görülmemişti.
MIT ekibi, zebra balığı rejenerasyonunda da yer alan bu molekülün karaciğer rejenerasyon sistemlerinde yüksek seviyelerini buldu.
Araştırmacılar, endotel hücrelerinde PGE2 biyosentezi genini devre dışı bırakarak, bu hücrelerin PGE2’nin kaynağı olduğunu gösterebildiler ve ayrıca bu molekülün insan karaciğer hücrelerini hücre döngüsüne girmesi için uyardığını da gösterdiler.
Araştırmacılar şimdi karaciğer rejenerasyonu sırasında çiplerinde üretilen diğer bazı büyüme faktörlerini ve molekülleri daha fazla araştırmayı planlıyorlar.
Sangeeta Bhatia açıklamaları şöyle devam ediyor;
“Üretilen proteinlere bakabilir ve bu listede hücre bölünmesini uyaran diğer moleküllerle aynı yapıya sahip ama yeni olan başka nelerin olduğunu sorabiliriz? Bunu insana özgü yeni yollar keşfetmek için kullanabileceğimizi düşünüyoruz.”
Bu çalışmada, araştırmacılar hücreleri hücre bölünmesine girmeye teşvik eden moleküllere odaklandılar, ancak şimdi süreci daha da takip etmeyi ve hücre döngüsünü tamamlamak için gereken molekülleri tanımlamayı umuyorlar.
Ayrıca karaciğere yenilenmeyi ne zaman durduracağını söyleyen sinyalleri keşfetmeyi umuyorlar.
Bhatia, araştırmacıların sonunda karaciğer yetmezliği olan hastaların tedavisine yardımcı olmak için bu molekülleri kullanabileceklerini umuyor.
Bir diğer olasılık da, doktorların bir hastanın karaciğerinin kendi kendine yeniden büyüme olasılığını belirlemek için biyobelirteçler gibi faktörleri kullanabilmesidir.
“Şu anda hastalar karaciğer yetmezliği ile geldiğinde, onları nakletmeniz gerekiyor çünkü kendi başlarına iyileşip iyileşmeyeceklerini bilmiyorsunuz. Ama kimin güçlü bir rejeneratif tepkiye sahip olduğunu bilseydik ve onları bir süreliğine stabilize etmemiz gerekirse, bu hastaları nakilden kurtarabilirdik,” diyor Bhatia.
Kaynak: MIT News
