Rahim Yoksa, Sorun Yok: Şişelerde Büyütülen Fare Embriyolarının Organları ve Uzuvları Oluştu!

Gelişimsel biyologlar, fare embriyolarını rahim dışında her zamankinden daha uzun süre büyütebilmek için bir yöntem geliştirdiler ve bu yönetm onlara daha önce annenin vücudunda gizlenmiş bir sürece (memeli organlarının ve uzuvlarının nasıl oluştuğu) dair eşi benzeri görülmemiş bir bakış açısı sağladı. İsrail'deki araştırmacılar bugün, besinlerle dolu dönen şişeleri içeren yeni sistemin fare embriyolarını, hayvanların 20 günlük gebeliğinin yaklaşık yarısı olan gelişimin kabaca beşinci gününden 11. gününe kadar canlı tuttuğunu bildirdi. O zamana kadar embriyolar arka bacaklarını ve tüm ana organlarını oluşturdu.

Çalışmada görev almayan Max Planck Moleküler Genetik Enstitüsü gelişimsel biyolog Alexander Meissner, “Çok muhteşem görünüyor. Araştırmacıların bu embriyoları kültürleyebilmesi ve bu kadar uzun süre canlı tutabilmesi şaşırtıcı.” diyor.

Yeni tekniği geliştirmek için Weizmann Institute of Science gelişim biyoloğu Jacob Hanna ve meslektaşları 7 yıldan fazladır deneme yanılma sürecindeler. Önceden, bilim insanları laboratuvarda oluşan fare embriyolarını ilk 3 veya 4 gün boyunca yaşatabiliyorlardı. Normal fare gebeliklerinde embriyo rahim duvarına yerleştiğinde plasenta oluşmaya başlar ve embriyonun hücreleri farklı dokular oluşturacak daha spesifik kök hücre türlerine farklılaşmaya başlar. Bu noktanın ötesinde, gelişmekte olan fare embriyolarını bir veya iki günden fazla rahim dışında büyütmek zordu.

Hanna ve meslektaşlarının bugün Nature'da bildirdiğine göre, yeni sistem bu süreyi yaklaşık 1 hafta artırdı. Dönen cam şişeler, embriyoları yıkadıkları besin maddelerinin ötesinde, minik embriyolara yeterli oksijen ve atmosferik basınç sağlamaya yardımcı oldu. Hanna, hava basıncını ve oksijen doygunluğunu doğru seviyelerde tutmanın en zor kısmı olduğunu söylüyor. "Havalandırma sistemini nasıl kontrol edeceğimizi öğrendik," diye ekliyor.

Ekibin iki aşamalı süreci, implantasyondan hemen önce hamile bir fareden çıkarılan embriyoların, gelişimin beşinci gününden yedinci gününe kadar kültür plakalarında yetiştirilmesiyle başlıyor. Bu, embriyoların içi boş bir hücre yumağından, farklı dokular oluşturmaya yönelik özel hücrelerle çok katmanlı bir yapıya dönüştüğü gastrulasyon adı verilen bir sürece girdiği zamandır. Araştırmacılar daha sonra embriyoları bir dizi dönen kavanozlara aktarıyorlar ve burada 4 günlük ek gelişme için onları canlı tutabiliyorlar.

Hanna'nın ekibi ayrıca, fare embriyolarındaki bazı hücrelere, gelişim ilerledikçe bilim adamlarının bu hücrelerin kaderini takip etmelerine olanak tanıyan genetik etiketler ekledi. Son olarak, embriyolara, onları gelişmekte olan beyne kısmen dahil eden belirli türden insan sinir hücrelerini ekleyebileceklerini de gösterdiler. Her iki teknik de normal gelişimin nasıl gerçekleştiğini ve bazen nasıl ters gittiğini anlamaya yardımcı olmak için kullanılabilir.

California Institute of Technology'de bir gelişim biyoloğu olan Magdalena Zernicka-Goetz, bu tekniğin "embriyoların gelişimlerinin birçok yönünün ayrıntılı bir çalışması için erişilebilir hale getirerek yeni kapılar açtığını" söylüyor. O ve meslektaşları, fare embriyolarını gastrulasyon yoluyla kültürlemek için yöntemler geliştirdiler, ancak Hanna'nın sistemi süreci daha da ileri götürüyor. Zernicka-Goetz, "Bu, kesinlikle yararlanmayı planladığımız alana büyük bir katkı sağlayacak" diyor.

Hanna, bir sonraki adımın, doğal gebeliklerden değil, in vitro* fertilizasyonla oluşturulan fare embriyolarını büyütmeye çalışmak olduğunu söylüyor. Bu, "sıfırdan 11. güne gidebilmemiz için her şeyi birleştirir" diyor.

Meissner, tekniğin daha uzun süreye çıkarabileceğini düşünmüyor. "Besinler ve kan kaynağı olmadan embriyoların ne kadar büyüyebileceğinin doğal bir sınırı var. Buradan gerçek bir ex utero** doğuma nasıl gidebileceğinizi görmek açık değil. Ancak teknik, embriyonal gelişimle ilgili bir dizi yeni soruyu yanıtlamayı mümkün kılacaktır. Tekniklerimiz oldukça güçlü hale geldi." diyor.

Hanna, henüz insan embriyolarını büyütmek için döner şişe yöntemini kullanmaya çalışmadığını söylüyor. Bu teknik, Uluslararası Kök Hücre Araştırmaları Derneği'nin, insan embriyolarının gastrulasyon meydana geldiğinde 14 günden daha uzun bir süre boyunca kültürlenmesini öneren bir tavsiyeye aykırı bir şey. Ancak bu yönergeler revize ediliyor ve güncellenmiş önerilerin Mayıs ayında yapılması bekleniyor. Hanna, "Elbette bu tür deneyleri insan embriyoları ile yapmak bilimsel olarak çok önemli, çünkü insan gelişiminin bu aşamaları hakkında çok az bilgiye sahibiz," diyor. İsrail hukukunun, etik onay almaları halinde bu tür deneyleri yasaklamayacağını söyledi.

*In vitro: laboratuvar ortamında

** Ex utero: Rahim dışında

---

Yeniden uyarlanmıştır, İngilizce'den çevrilmiştir.

Orjinal Metin: https://www.sciencemag.org/news/2021/03/mouse-embryos-grown-bottles-form-organs-and-limbs

Image: A mouse embryo grows in a rotating jar. WEIZMANN INSTITUTE OF SCIENCE