Nitelikli Bilim, Teknoloji ve Yaşam Haberleri

Türk bilim insanı yapay doku üretiyor (Video)

ABD’de yaşayan Türk bilim adamı Doç. Dr. Murat Güvendiren, New Jersey Teknoloji Enstitüsü’ndeki laboratuvarında üç boyutlu biyoyazıcılarla kanser ve kalp hastalıklarının tedavisinde kullanılabilecek ilaçların test edileceği tümör ve dokular üretiyor.

Voice of America (Amerika’nın Sesi)’nin haberine göre, kanser ilaçlarının fare deneylerinde başarıya ulaşmasına karşın insanlara etki etmediğini anlatan Güvendiren, insanlardan elde edilen örnekle geliştirecekleri kanser tümörlerinin ilaç test süreçlerine hız kazandırmasını umuyor.

muratguvendiren1 — Doç. Dr. Murat Güvendiren

Güvendiren, faaliyet alanlarını şöyle anlatıyor: “Laboratuvarımı üç boyutlu yazım, yeni biyomalzemelerin üretilmesi üzerine kurdum. Laboratuvarımda dört tane araştırma alanı var. Birincisi yeni malzemelerin üretilmesi. İkincisi kök hücre. Burada kök hücreleri hem çoğaltmak hem de insan vücuduna monte etmek üzerine. Üçüncü alanımız da üç boyutlu yazım üzerine. Ve bu üç boyutlu yazım alanında hem küçük doku ve organlar yazıyoruz ve bunlara daha çok işte doku ya da organ çipleri diyebileceğimiz cihazları yazıyoruz. Bir öteki projemiz de iskelet yapı diyebileceğimiz, hücrelerin üzerine yapışmasını ve gelişmesini sağlayan iskelet yapıları üç boyutlu yazıcılarla yapıp kıkırdak doku ve kemik dokusu üzerine çalışmalarımız var.”

Her geçen gün gelişen teknolojiyle birlikte biyoyazıcılarla üretilen yapay doku ve organlar da gelişiyor. Araştırmacılar bu üç boyutlu yazıcılarla kalp kapakçığı, kıkırdak, deri, mesane, damar gibi bazı uzuvları üretmeyi başardı. Hedef, böbrek, karaciğer, kalp gibi hayati organları yapay olarak üretip ihtiyacı olan hastalara nakletmek. Bunun başarılması halinde organ nakli bekleyen hastaların yaşam süresi uzatılabilecek.

Haberin diğer detaylarını yukarıdaki videoda izleyebilirsiniz.

Üç boyutlu yazıcıda insan derisi üretildi

Biyo-yazıcı, 100 santimetre karelik bir deri parçasını 35 dakikada üretebiliyor.

İspanya’daki bilim insanları, üç boyutlu ‘biyo-yazıcı’ yöntemi kullanarak gerçek insan derisi ürettiklerini açıkladı.

İngiliz Daily Express gazetesinin haberine göre, Madrid’teki Carlos III Üniversitesi’nden araştırmacılar, biyolojik bileşenler, kök hücreler ve insan deri hücrelerinden oluşan bir ‘biyo-mürekkep’ karışımı kullandı. Başarılı sonuçlar elde eden ekip, ürettikleri insan derisinin başka araştırmalarda, yanık deri tedavisinde, deri naklinde ve yapay iç organ üretiminde kullanılabileceğini söylüyor.

Araştırmayı yürüten ekibin lideri olan biyomühendislik profesörü José Luis Jorcano, “Çığır açıcı tekniğimiz sebebiyle çok heyecanlıyız. Üç boyutlu biyo-yazıcı, insan dokusu üretimine dair bildiğimiz bütün yöntemleri kökten değiştirebilir. Tedavi ve nakil uygulamalarının yanı sıra endüstriyel ürünlerde, yeni ilaçlarda, kozmetik sektöründe ve kimyasallarda kullanılabilir. Biyo-mürekkebe farklı hücre tipleri eklenerek organ dokuları üretilebilir, hasarlı ya da hasta dokular yenileriyle değiştirilebilir” diyor.

Jorcano ve ekibinin araştırması, yaklaşık 15 yıllık bir çalışmanın ürünü. Önce hastadan biyopsi için alınan izole hücreler, besin maddeleri ve kimyasal maddeler kullanılarak çoğaltılıyor. Özel proteinlerle birlikte üç boyutlu yazıcıya konuluyor. Karışımı steril tüpler vasıtasıyla bir ağızlığa nakletmeye programlanan bilgisayar yazılımı, biriken karışımın insan derisine dönüşmesini sağlıyor.

Biyo-mürekkep temelli yeni deri, aynı gerçek insan derisinde olduğu gibi çevre koşullarına karşı koruma sağlayan üst deri katmanı ‘epidermis’ ile cilde elastikiyet ve güç kazandıran kolajeni üreten alt katman ‘dermis’ten oluşuyor. Biyo-yazıcı, 100 santimetre karelik bir deri parçasını, 35 dakikada üretebiliyor.

Jorcano ve ekibi, laboratuvar üretimi deriyi farelere başarıyla nakletti. Yeni derinin canlı dokularla uyum sağladığı görüldü. Önümüzdeki yıl içerisinde insanlarda yapılacak testlerin ardından seri deri üretiminin gerçekleştirilmesi planlanıyor.

(Bilimpro.com haber içerikleri kaynak gösterilmeden ve yazarın adı belirtilmeden alıntı yapılamaz, kanuna aykırı ve izinsiz kopyalanamaz, başka yerde yayınlanamaz)

Bir fareye kendi hücrelerinden kol üretildi

Laboratuvar üretimi fare koluna merhaba deyin!

Günümüzde uzuvlarını kaybeden insanlar için birçok gelişmiş protez seçeneği mevcut. Bu alandaki çalışmalar her geçen gün biraz daha ilerliyor. Bir organı tamamen eski haliyle yerine getirmek ise en azından insanlarda henüz mümkün değil. Ancak ABD’deki bilim insanları bu yönde önemli bir çalışmaya imza attı.

Popular Science dergisinin haberine göre, ABD’nin Boston kentinde 1811 yılında kurulan köklü Massachusetts General Hospital (MGH)’den araştırmacılar, bir biyo-reaktörde farenin kolunun ön kısmını (ya da en azından damarlarını ve kaslarını), yine farenin kendi hücrelerini kullanarak üretmeyi başardı. Sonraki aşama ise kemik, sinir ve diğer dokuları üretmek olacak.

Uzmanlar bu ‘Frankenstein’ kolu üretmek için karaciğer, kalp ve böbrek gibi organları yenileyebilmeyi başarmış olan bir teknik kullandı. Çoklu doku tiplerinin de işin içine girmesiyle işlem daha da komplike bir hal aldı. İlk aşamada donör dokudan alınan parçalar, temizleyici maddeler yardımıyla dokudan uzaklaştırıldı ve kolojen iskeleye sabitlendi. Sonraki aşama ise kan damarları ve kaslar için fareden kök hücreler almaktı. Yerleştirilen iskele, kan damarlarına ve kaslara gelişme imkanı verdi. Ayrıca bu kolun oluşturulması için hücreler farenin kendisinden alındığından dolayı herhangi bir bağışıklık sistemi sorunuyla da karşılaşılmadı. Yukarıdaki videodan kolun şekil alışını görebilirsiniz.

Elektrik uyarıcıları kolun yeni doğan bir farenin kolunun sahip olduğu kasılma gücünün yüzde 80’ine sahip olduğunu, diğer elektrik simülasyonları da parmakların bükülebildiğini gösterdi.

Sırada kemik, sinir ve diğer dokuların nasıl yenilenebileceğini öğrenmek var. Ağır bilimsel çalışmalar gerektiriyor, fakat imkansız değil. MGH’den cerrah Harald Ott, “Klinik uzuv nakillerinde sinir hücreleri uzvun hissedebilmesi ve hareket edebilmesi için organ içerisine naklediliyor ve orada gelişiyorlar. Bizim bu gelişme aşamasının detaylarını öğrenmemiz gerekiyor. Umudumuz ileride yapay organların transferini gerçekleştirebilmek” diyor.

ABD’nin en büyük hastane temelli çalışmalarının ev sahibi olan ve Harvard Medical School bünyesinde faaliyetlerine devam eden MGH, insan genetiği, AIDS, kanser, kalp ve damar sağlığı gibi birçok tıp alanında yıllık en az 760 milyon dolar bütçeyle tedavi araştırmaları yapıyor.

(Bilimpro.com haber içerikleri kaynak gösterilmeden ve yazarın adı belirtilmeden alıntı yapılamaz, kanuna aykırı ve izinsiz kopyalanamaz, başka yerde yayınlanamaz)

Ispanak yaprağından kalp dokusu yaptılar

Bitkiler laboratuvarda yapay organ dokusuna iskelet olarak kullanılmaya başlandı.

ABD’deki bilim insanları ıspanak yaprağını çalışan bir insan kalbi dokusuna çevirmeyi başardı.

İngiliz The Independent gazetesinin haberine göre, Massachusetts eyaletindeki Worcester Politeknik Enstitüsü (WPI) araştırmacıları, vücuda kan taşıyacak olağanüstü derecede doğal yolları yeniden oluşturmanın en iyi yönteminin bitkilerden faydalanmak olduğunu bildirdi.

Bilim insanları daha önceki araştırmalarda laboratuvar ortamında küçük ölçekli başarılar etse bile büyük çapta organ dokusu üretmekte büyük bir mücadele veriyor. Gerçek boyutlarda doku, kemik ve organ elde etmek hayli zor bir iş. Buna rağmen insanoğlu her geçen gün daha fazla ‘yapay organ’ ihtiyacı duyuyor.

WPI’daki uzmanlar, laboratuvarda gerçekleştirilmesi belki de en zorlu iş olan ‘kan akışı sağlayan damarların yer aldığı kalp dokusu’ konusunda önemli bir eşiği atladı. Şimdiye kadar üç boyutlu baskı gibi teknikler kullanarak küçük ve dallanan kan damarı ağları yeniden inşa etmek çok zor bir görevdi. Ancak araştırmacılar bitkilere yönelerek ve yaprakları dokuya çevirerek bunu çözdü.

ispanak1 — İnsan hücreleri ekilen ıspanak yaprakları (WPI)

WPI araştırmasına göre, bitkiler ve hayvanlar, sıvıları ve kimyasalları taşımanın farklı yollarına sahip olsalar bile bunu gerçekleştiren doku parçalarının yapıları birbirlerine çok benziyor. Uzmanlar, yapı iskelesi için hücresizleştirilmiş bitkilerin kullanılmasının, bitki ve hayvanlar arasındaki olası benzerlikleri kullanan yeni bir bilim dalını da ortaya çıkardığını belirtiyor.

Araştırma ekibi, laboratuarda kalp dokusu üretmek için ıspanak yapraklarındaki bitki hücrelerini kazıdı ve insan hücreleri tohumları ekti. Yapraktaki kanallar vasıtasıyla insan kan hücrelerine benzeyen sıvıların akışı sağlandı. Ekibe göre bu teknik sağlıklı kalp katmanlarının büyütülmesinde, travmatik sakatlıkların iyileştirilmesinde ve kalp krizi hastalarını tedavi etmede kullanılabilir. Ispanak gibi bitkilerin her yerde ve kolaylıkla bulunabilmesi de önemli bir etken.

Çalışmayı yürüten ekibin başındaki biyomedikal mühendislik profesörü Glenn Gaudette, “Daha yapacak çok işimiz olsa da şu ana kadar gerçekleştirdiğimiz metot oldukça umut verici. Tarımla uğraşan insanların binlerce yıldır bolca yetiştirdiği bitkileri insan dokusu mühendisliğine adapte etmek, bu alandaki sınırları aşmamıza ve birçok sağlık problemini çözmemize yardımcı olacak” açıklamasını yaptı. Araştırma sonuçları önümüzdeki Mayıs ayında Biomaterials dergisinde yayınlanacak.

(Bilimpro.com haber içerikleri kaynak gösterilmeden ve yazarın adı belirtilmeden alıntı yapılamaz, kanuna aykırı ve izinsiz kopyalanamaz, başka yerde yayınlanamaz)

Elma diliminden yapay kulak yapıldı

Biyolojik hackerlar, bilim kurguyu gerçeğe dönüştürerek yapay organlar üretiyorlar.

Kanada’da yapay organ üretimi üzerinde çalışan bilim insanları, elma diliminden yapay kulak geliştirmeyi başardı.

Kanada’dan CBC Radio’nun haberine göre, Ottawa Üniversitesi Deneysel Hücre Mekanikleri masası profesörü Andrew Pelling ve ekibi, laboratuarda elma dilimleri üzerinde insan doku ve hücreleri üretti.

‘Biyolojik hacker’ diyebileceğimiz bu adamlar, laboratuarda ‘iskele yöntemi’ olarak adlandırılan tekniği kullandı. Buna göre, elmadaki bazı hücreler ayıklanıyor. Geriye kalan selüloz, insan hücresi üretimi için ‘yapı iskelesi’ olarak kullanılıyor. Elmadan yapılan kulağın denendiği farelerin bağışıklık sisteminin yapıya karşı çok az tepki gösterdiği tespit edildi.

apple — Pelling ve ekibinin ürettiği yapay kulaklar.

Araştırmayı yürüten Andrew Pelling, “Bitkilerde damar oluşumuna yardım eden ve çevresindeki hücrelerin işgaline açık yapılar bulunuyor. Bunu geliştirebilmek gerçekten zor. Ama bu sorunu oldukça ucuz bir malzeme ile çözdük. Bir sonraki adım, bu yöntemin daha karmaşık sistemlerde, organ, kemik ya da kaslarda kullanılıp kullanılamayacağını denemek. Bu çok hesaplı malzemeyle, birçok farklı yapıyı geliştirebiliyoruz” dedi.

‘Spiderwort’ adı verilen bu yeni sistem, önümüzdeki yıldan itibaren yapay organ araştırmacılarına ucuz, açık kaynaklı bir ‘CO2 Kuluçka Makinası’ sağlayacak. Pelling ve ekibi de kendi araştırmalarında bu makinadan faydalandı.

Pelling’in geliştirdiği kulağın kullanılabilirliği için klinik testler sürüyor. Özellikle kök hücre araştırmaları ve doku mühendisliğindeki ilerlemeler ile birlikte malzeme bilimindeki gelişmeler yapay organların geleceği hakkında umut veriyor.

(Bilimpro.com haber içerikleri kaynak gösterilmeden ve yazarın adı belirtilmeden alıntı yapılamaz, kanuna aykırı ve izinsiz kopyalanamaz, başka yerde yayınlanamaz)

‘Yapay’ böbreklere bir adım daha yaklaşıldı

Yeni bir yapay organ çalışması, dünyada böbrek yetmezliği çeken milyonlarca hastaya umut ışığı oldu.

Hollandalı bilim insanları, işlevsel biyo-yapay böbrek için önemli bir gereklilik olan ‘canlı membran’ oluşturmayı başardı. Çalışma, tüm dünyada böbrek yetmezliği çeken milyonlarca hastaya yeni bir umut ışığı oldu.

Araştırma, ABD’nin Chicago kentindeki Amerikan Nefroloji Derneği (ASN) Böbrek Haftası 2016 etkinliğinde duyuruldu. Hollanda’daki Twente Üniversitesi’nden Dimitrios Stamatialis ile Utrecht Üniversitesi’nden Roos Masereeuw önderliğindeki ekip, işlevsel biyo-yapay böbrek için kilit bir gerekliliği başarıyla tasarladı.

“YAŞAYAN ZAR” OLUŞTURULDU

Araştırmaya göre, polietersülfon (termoplastik bir polimer türü) esaslı içi boş elyaf zarlarında insan böbreği hücreleri (ciPTEC’leri) kullanan bilim insanları, yapay membran yüzeyleri üzerinde sıkı bir böbrek hücre tabakasından oluşan ve “yaşayan” bir zar oluşturmayı başardı. Moleküllerin bir taraftan diğerine taşınabilmesinden dolayı, hücre tabakasının gerçekten fonksiyonel bir yapı olduğu belirlendi.

Çalışmayı değerlendiren Dimitrios Stamatialis, “Bu, biyo-yapay böbreklerin gelişimine yönelik önemli bir adım. Bu çalışmanın stratejileri ve yöntemleri, biyo yapısal bir akciğer, karaciğer ve pankreas geliştirilmesinde de kullanılabilir” dedi.

SENTETİK (YAPAY) ORGANLAR

Fonksiyonel bir biyo-yapay böbrek, böbrek yetmezliği çeken milyonlarca hasta için diyaliz işlemini veya böbrek naklini gereksiz hale getirebilir. (Sadece ABD’de 26 milyon böbrek hastası var.) Üstelik bu organlar, sentetik olmalarına rağmen bileşenleri büyük ölçüde biyolojik materyallere dayanıyor.

Sentetik biyolojisindeki gelişmeler sayesinde yapay organ mühendisliği her geçen gün önem kazanıyor. Yapay akciğerler üzerinde çalışılıyor, kök hücreler kullanılarak mini retinalar oluşturulabiliyor, yapay kalp ve kemikler 3 boyutlu olarak modellenebiliyor.

Tıptaki bu alan henüz mükemmellikten uzak olduğu için daha fazla araştırma gerekiyor. Ancak klasik ya da modern tıbbın başarısızlığa uğradığı yerde gelecekteki gelişmeler imdada yetişebilir.