MDI Bioloji Laboratoriyası tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Zebra balığının bərpa olunan böyrəyində yeni kəşf edilmiş barmaq kimi çıxıntılar (yaşıl rəngdə) yeni filtrasiya vahidi olan nefronu mövcud borucuğa birləşdirir və böyrəyin boruları ilə funksional yeni bir əlaqə yaradır. Müəllif: Caramai Kamei, Ph.D., Iain Drummond, Ph.D., Kathryn W. Davis Regenerativ Biologiya və Yaşlanma Mərkəzi, MDI Bioloji Laboratoriyasında

MDI Bio Laboratoriyasının alimləri zebra balığının regenerativ biologiyada əsas bir problemi necə həll etdiyini kəşf etdilər — onların ” Development” jurnalında dərc olunan ən yeni nəşrindəki fikirlər bir gün insanın bərpasına yol göstərə bilər.

İnsan böyrəyi yüksək qan təzyiqi və ya diabetlə müşayiət olunan yüksək qan şəkəri səviyyəsi kimi xəstəliklərdən zədələndikdə, böyrəyin əsas tullantı filtrasiya vahidləri olan bəzi nefronlarını itirə bilər. Onları kifayət qədər itirdikdə böyrək funksiyası zəifləyir və bu da xroniki böyrək xəstəliyinin əlamətlərinə səbəb olur: yorğunluq, şişkinlik, nəfəs darlığı. Bu, dünyada ölümün doqquzuncu əsas səbəbidir. Yetkin insanlarda isə bir nefron yox olduqdan sonra yox olur. Onu geri böyütməyin yolu yoxdur. Ən azından hələ yox.

MDI Bio Laboratoriyasındakı və dünyanın hər yerindəki alimlər problemə bir çox cəhətdən hücum edirlər; insan kök hüceyrələrindən yeni böyrək toxuması və “orqanoidlər” adlanan mini-orqanlar yetişdirilir, sıfırdan yeni bir böyrək yaratmaq üçün 3D “bioprintinq”dən istifadə edilir və ya bəzi digər heyvanların etdiyi kimi, bədəni öz nefronlarını və böyrəklərini bərpa etməyə və bərpa etməyə məcbur edirlər.

Məsələn, zebra balığı.

Əvəz edə bilmədiyimiz şeyləri əvəz edə biləcək bir balıq

İnsanlardan fərqli olaraq, yetkin zebra balığı böyrək zədələnməsindən sonra tamamilə yeni nefronlar əmələ gətirə bilər. Daha da diqqətəlayiq olanı odur ki, bu yeni filtrasiya vahidləri sadəcə böyümür; onlar özlərini böyrəklərdən maye axdıran, suyu, elektrolitləri və qida maddələrini saxlayan və tullantıları sidik sisteminə yönəldən mikroskopik borular şəbəkəsinə (borucuqlar adlanır) birləşdirirlər.

Alimlər laboratoriyada böyrək toxuması yaratmaqda və hətta onu siçan kimi məməlilərə köçürməkdə müəyyən uğurlar əldə ediblər. Bəs böyrək orqanoidinin borucuq şəbəkəsinə qoşulması və əslində filtrasiya funksiyalarını yerinə yetirməsi o qədər də asan deyil.

“Bu, santexnika problemidir”, – deyə MDI Bio Lab-ın Kathryn W. Davis Regenerativ Biologiya və Yaşlanma Mərkəzinin elmi direktoru, fəlsəfə doktoru İain Drummond bildirir.

“Böyrək toxumasını Petri qabında yetişdirmək bir şeydir,” deyə o davam edir. “Həmin toxumanı işləyən bir orqana inteqrasiya etmək – yeni boruları köhnə borulara birləşdirmək və mayeni sızmalar, tıxanmalar və ya səhv dönüşlər olmadan göndərmək başqa bir şeydir.”Oyna

00:00

00:04SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Yeni boruları köhnə borulara qoşmaq

Drummond, MDI Bio Laboratoriyasının baş tədqiqatçısı, fəlsəfə doktoru Caramai Kamei və həmkarları zebra balığının problemi necə həll etdiyini kəşf etməyə başladılar .

Kamei izah edir ki, “Biz yeni nefronların əmələ gəldiyini bilirdik. Amma heç kim onların mövcud boruya necə fiziki olaraq birləşdiyini diqqətlə araşdırmamışdı.”

Komanda yüksək dərəcədə koordinasiyalı hüceyrə xoreoqrafiyasını kəşf etdi: Yeni əmələ gələn zebra balığı nefronunun köhnə böyrək borucuğu ilə qarşılaşdığı dəqiq nöqtədə kiçik bir hüceyrə qrupu qısa müddətə davranışını dəyişir.

Bu hüceyrələr kompakt sıralarda qalmaq əvəzinə, çıxıntıları qonşu toxumaya uzadaraq köhnə və yeni strukturlar arasında əlaqənin yaranmasına kömək edir. (MDI komandası və tədqiqat əməkdaşları bu çıxıntıları və onların funksiyasını tam şəkildə təsvir edən ilk şəxslərdir).

Bir hüceyrənin məsafəsi qədər uzaqda olan digər hüceyrələr tamamilə fərqli bir şey edir, bölünür və yeni əmələ gələn borucuğun böyüməsinə töhfə verirlər. Bağlantı yerindən uzaqlaşdıqca, hüceyrələr filtrasiya üçün lazım olan strukturlara görə fərqlənməyə başlayır. Yan-yana bir populyasiya daxil olur və birləşir, digəri isə qurur və ixtisaslaşır.

“Bir hüceyrə ayrıdır,” Kamei deyir. “Bir hüceyrə bir şey edir, digəri isə fərqli bir şey edir.”

Əlaqəyə rəhbərlik

Tədqiqat nəticəsində məlum olub ki, bu santexnika prosesi kəsişən siqnal sistemləri , o cümlədən insanlar da daxil olmaqla bir çox növdə yerləşdirilən və “kanonik” Wnt yolu adlanan yaxşı öyrənilmiş zülal kaskadı tərəfindən idarə olunur.

Tədqiqatçılar həmçinin Wnt mesajlaşma sisteminin ikinci bir qolunu da aşkar etdilər. Bu qol, hüceyrələrin yeni bölmənin düzgün yerdə və istiqamətdə birləşməsi üçün əlaqəni istiqamətləndirməsinə kömək edən fzd9b adlı hüceyrə səthi “keçidinə” əsaslanır.

Birlikdə, bu molekulyar işarələr hüceyrələrə nə vaxt böyüməli, nə vaxt forma dəyişməli və nə vaxt bölünməyi dayandırmalı və inteqrasiyaya diqqət yetirməli olduqlarını bildirir, eyni zamanda əlaqənin harada əmələ gəldiyini istiqamətləndirir. Əgər hər şey yaxşı gedərsə, nəticə köhnə və yeni arasında funksional, açıq bir qovşaq, böyrəyin santexnika sisteminə axıdıla bilən inteqrasiya olunmuş filtrasiya vahidi yaranır.Oyna

00:00

00:06SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

İşləməlidir

Drummond hesab edir ki, zebra balığının yenidən əlaqə qurma texnikasının əhəmiyyəti böyrəkdən daha da kənara çıxır. Çünki regenerativ tibbdə laboratoriyada müxtəlif toxuma növlərinin yetişdirilməsi artıq əsas maneə deyil; həmin toxumanı canlı bir sistemə köçürmək və onun həqiqətən işləməsini təmin etmək daha böyük çətinlik və sahənin inkişafı üçün potensial maneə olaraq qalır.

“Nə vaxtsa,” Drummond deyir, “orada sadəcə salfet saxlamaq istəmirsən. Bunun nəsə etməsi lazımdır. Santexnika harasa getməlidir.”

Əsas bioloji baxımdan, bir çox tədqiqatçı həmçinin hesab edir ki, funksiyanın başlaması yeni bir orqanın son yetkinləşməsinə kömək edir və əsl uğur üçün tələb oluna bilər. Drummond deyir: “Mayenin borudan axmağa başladığı və ya qanın yeni damarlar vasitəsilə dövran etməyə başladığı anda hüceyrələr reaksiya verir. Onlar dəyişir. Onlar sabitləşirlər.”

O deyir ki, bu son addım olmadan laboratoriyada yetişdirilən toxumalar struktur olaraq orqanlara bənzəyə bilər, lakin yenə də əsl toxumanın davamlılığına və funksionallığına heç vaxt nail ola bilməz. Əgər elm adamları zebra balığından yeni, insan böyrək toxumasını və ya digər mühəndislik edilmiş orqanların bədənə inteqrasiya olunmasına və fəaliyyətə başlamasına necə rəhbərlik etməyi öyrənə bilsələr, bunun nəticələri regenerativ biologiyaya da şamil olunur.

Drummond deyir ki, “Bu, laboratoriyada yetişdirilən, toxuma əsaslı orqanların çoxunda çatışmayan son addımdır. Biz buna gözlərimizi açmışıq və ümid edirəm ki, kök hüceyrələrdən əldə edilən toxumaları təkcə struktur baxımından düzgün deyil, həm də funksional cəhətdən faydalı hala gətirməyə təsir göstərəcəyik.”

Toxumaların qurulmasından performansın bərpasına doğru bu dəyişiklik bu gün regenerativ tibbin əsas çətinliklərindən biridir.