Yarı insan yarı fare beyin geliştirildi: Yeni umut
Yarı insan yarı fare beyin çalışması, epilepsi ve otizm gibi hastalıkların biyolojisini incelemek ve yeni tedavileri sınamak için umut vadediyor.
ABD’li nörobilimciler, insan beyin hücrelerinin farelerin sinir sistemi içinde işlev kazanmasını sağlayarak yarı insan yarı fare beyin modeli oluşturdu. Araştırmacılar, bu yaklaşımın yalnızca insanlarda görülen psikiyatrik ve nörogelişimsel hastalıkların incelenmesine ve olası tedavilerin laboratuvar ortamında sınanmasına katkı sağlayabileceğini belirtiyor.
Çalışma, insan gibi düşünen fareler üretildiği anlamına gelmiyor. Bilim insanları, hayvanların beyin dokusunun bir bölümünü insan hücrelerinden oluşturacak şekilde genetik ve cerrahi yöntemleri birlikte kullandı. Nature dergisinde yayımlanan araştırmanın bağımsız etik denetimler kapsamında yürütüldüğü bildirildi.
Tedavisi sınırlı hastalıklar için yeni araştırma modeli
İnsan hücreleriyle fare beyninin geri kalanı arasındaki bağlantılar, implantasyonun ardından gerçekleştirilen taramalarda gözlemlendi. Araştırmanın temel amacı, mevcut kemirgen modellerinde ortaya çıkmayan ya da yeterince incelenemeyen beyin bozukluklarının biyolojik mekanizmalarını daha iyi anlamak.
Stanford Üniversitesinden çalışmanın baş araştırmacısı Prof. Sergiu Paşca, psikiyatri alanında klinik araştırmaların başarı oranının düşük olduğuna dikkat çekti. Paşca, hayvan deneylerinde etkili görünen bazı ilaçların klinik aşamada ciddi biçimde başarısız olmasının, insan biyolojisine ilişkin önemli bilgilerin gözden kaçırıldığını gösterdiğini söyledi.
Stanford ekibi, yöntemin epilepsi, otizm ve serebral palsi gibi karmaşık durumların araştırılmasında dönüştürücü bir potansiyele sahip olabileceğini ifade etti. Paşca’ya göre yeni model, insan beyin işlevlerinin daha önce mümkün olmayan bazı yönlerinin incelenmesine olanak tanıyor.
İnsan hücreleri fare beyninde bağlantı kurdu
İnsan beyninin milyarlarca hücre ve çok sayıda sinir devresinden oluşması, gelişim sürecini ve hastalıkların hücresel düzeyde nasıl ortaya çıktığını çözmeyi güçleştiriyor. İnsan nöronlarının kemirgenlere aktarılması daha önce de denenmişti; ancak bu çalışmada yöntem daha kapsamlı bir biçimde uygulandı.
Araştırmacılar önce fareleri, beynin dış tabakası olan serebral korteksin, başka bir ifadeyle gri maddenin, neredeyse hiç gelişmeyeceği şekilde genetik olarak tasarladı. Üst düzey düşünme, hafıza ve duyuların işlenmesinde rol oynayan bu bölgenin ardından insan hücreleriyle doldurulması hedeflendi.
Bu amaçla insanlardan alınan deri hücreleri yeniden programlanarak beyin benzeri doku parçalarına dönüştürüldü. Organoid olarak adlandırılan bu yapılar, laboratuvarda yetiştirilmiş tam beyinler değil; birbirleriyle bağlantı kurabilen canlı hücre toplulukları olarak tanımlanıyor.
Fare beynine yerleştirilen organoidlerdeki hücreler zamanla çoğaldı, mevcut sinir devreleri içinde düzenlendi ve farenin beyninin diğer bölümleriyle omuriliğine bağlantılar oluşturdu. Bununla birlikte ortaya çıkan korteks, doğal bir fare korteksi kadar düzenli değildi. Nörobilimci Dr. Ilary Allodi, insan-fare beyinlerinin taramalarda bir ölçüde dağınık göründüğünü belirtti.
Aylar geçtikçe insan hücreleri, farenin beyninin dış tabakasına benzer bir görünüm ve işlev kazandı. Cerrahiden yaklaşık altı ay sonra hayvanlar küçük bir masa üstü arenada gözlemlenerek temel davranış testlerine tabi tutuldu. Paşca, farelerin genel olarak normal farelerle benzer performans gösterdiğini açıkladı.
