3 Boyutlu Yazıcıdan Çalışan İnsan Organı

0

San Diego merkezli biyoyazıcı şirketi Organovo, dünyanın ilk 3 boyutlu yazıcıdan çıkacak organını sergilemeye hazırlanıyor. Önümüzdeki yıl sunulması beklenen bu organ bir insan karaciğeri.

3 Boyutlu Yazıcıdan Çalışan İnsan Organı

Her gün ortalama 18 kişi organ nakli beklerken hayatını yitiriyor. Ancak bu durum, 3 boyutlu yazıcılar sayesinde düşündüğünüzden de yakın bir gelecekte değişebilir. İnsan dokusunun 3 boyutlu yazıcıdan üretilebilmesi hızlı bir gelişim gösteriyor. San Diego merkezli biyoyazıcı şirketi Organovo, dünyanın ilk 3 boyutlu yazıcıdan çıkacak organını sergilemeye hazırlanıyor. Önümüzdeki yıl ortaya çıkması beklenen bu organ bir insan karaciğeri. 3 boyutlu yazıcının, diğer alanlarda olduğu gibi biyoyazıcıda da önemli nokta materyal katmanlarının ne olacağına dayanıyor. Biyoloji söz konusu olduğunda bu, fiziki yapıyı ortaya koyacak canlı hücreler, yani insan dokusu anlamına geliyor.

Bir canlı dokunun yaratılmasındaki en önemli zorluk, oksijen ve besinler ile gerekli canlılığı verecek olan vasküler (damarlı) sistemin oluşturulabilmesi. Yaşanan gelişmelere rağmen bu zorluk varlığını sürdürüyor. Canlı hücreler, daha doku yazıcı masasından çıkmadan muhtemelen tam anlamıyla ölüyor. Ancak Organovo, bu vasküler sorununun bir dereceye kadar üstesinden gelmiş görünüyor. Organovo’nun ticari operasyonlardan sorumlu başkan yardımcısı Mike Renard, “500 mikrondan büyük kalınlığı sağlamayı başardık ve en az 40 gün doğal fiziksel yapısını koruyabilen ve tamamen işlevselliğini sürdüren bir karaciğer yapısı geliştirdik” diyor. Bir mikron, bir metrenin milyonda biri anlamına geliyor. Ölçüyü daha iyi anlayabilmek için Renard, şu örneği veriyor; “Bir yazıcı kağıdı 100 mikron kalınlıktan oluşuyor. Bu durumda Organovo’nun yazıcıdan çıkarmış olduğu doku, katmanlı yapıda beş kağıt kalınlığında.” Ne var ki, karaciğer dokusunu yaratan hücreler yeterli düzeyde değil. Karaciğerde farklı görevler üstlenen farklı türlerde çok sayıda hücre bulunuyor. Yaşayan bir insan organı yaratılabilmesi için bu hücrelerin bir araya getirilmesi gerekiyor.

laboratuvarOrganovo’daki araştırmacılar fibroblastlar ile endotelyal hücreleri bir araya getirmeyi başardı. Bu, küçük vasküler ağların gelişmesini sağlıyor. Regard, “Organovo, iyi bir hücre canlılık kabiliyeti ile kalın dokuyu bir araya getirmeyi başardı” diye ifade ediyor.

İlaç testlerinde kullanılacak

Organovo tarafından önümüzdeki yıl sunulası planlanan karaciğer dokusunun, ilk aşamada sadece medikal çalışmalar ve ilaç araştırmaları için laboratuvar ortamlarında kullanılması söz konusu olacak. Yeni bir ilacın geliştirilmesinin 12 yıl aldığı ve 1,2 milyar dolar gibi bir maliyetinin olduğu göz önünde bulundurulduğunda bu oldukça önemli bir gelişme. Organovo, geliştirdikleri dokunun organ nakillerinde kullanılıp kullanılmayacağı konusunda herhangi bir açıklama yapmıyor.

Hali hazırda Amerika Birleşik Devletleri’nde 120 bin kişi organ bağışı için sırada bekliyor. Organ naklinin yapıldığı kişiler de vücudun organı kabul etmemesi ile doğabilecek riskler ile karşı karşıya. Yine de yaşayabilir bir karaciğerin yaratılması, biyoyazıcı ve ilaç sektöründe bir dönüm noktası olma özelliği taşıyor. Organ canlandırma araştırmalarına şu anda ABD’de 500 milyon dolar düzeyinde pay ayrılıyor. Buna karşın kanser araştırmalarına ayrılan pay 5 milyar dolar, HIV ve AIDS için de 2 milyar 800 milyon dolar düzeyinde. Methuselah şirketinin CEO’su David Gobel, “Onarıcı tıp, sağlık sektörünün geleceği. Ancak çatlaklardan akıp gidiyor” diyor.

Çip üzerinde organ

Yaşayabilir organ dokusunun yaratılması, ilaç şirketlerinin ilaç testlerini, hayvan organları yerine yazıcıdan çıkacak insan organları üzerinde test etmelerine imkan tanıyacak. İnsan dokusunun kullanılması ise ilaç testlerinde daha doğru sonuçların elde edilmesini sağlayacak. Araştırmacılar hali hazırda ilaç geliştirme amacıyla farklı organlar için elde ettikleri çok ince insan dokusu tabakası üzerinde çalışabiliyorlar. Bu süreç “çip üzerinde organ” veya “çip üzerinde insan” geliştirme olarak adlandırılıyor. Bilim insanları yıllardır sürdürdükleri araştırmalar sonucunda, deri nakillerinde geçici bir bandaj görevi görebilecek ince deri dokusu geliştirmeyi de başardı.

3 boyutlu yazıcılar ile bu süreç açısından daha ileri aşamaya geçilmiş olundu. Hücrelerin zor şartlar altında elle geliştirilmesi yerine 3 boyutlu yazıcılar süreci otomatize edebiliyor ve tasarım yazılımı ile desteklenen robotik mekanizma ile aynen tekrarlanabilecek süreçler ile çıktı alınabiliyor. Yaşayabilen dokunun yaratılmasında kilit nokta ise bu 3 boyutlu yazıcının nasıl çalıştığı. Bilim insanları her ne kadar insan vücudunu biliyor olsalar da, bir dokunun hücresinde ve hücre altı tabakasında neler yer aldığı gizemini koruyor. İnsan karaciğerini oluşturan 40 farklı hücre türü bulunuyor. Bunlar arasında kandaki kirliliği temizleyen Kupffer hücreleri ve ölü veya zarar görmüş dokuyu onaran stellat hücreler de yer alıyor.

Rice Üniversitesi’nde profesör asistanı olan biyo-mühendis Jordan Miller, “İnce dokular, deri, kornea ve kesecikler konusunda bazı başarılar elde ettik. Karaciğer ve böbrekteki biyokimyasal fonksiyonlara gelince iş biraz karışıyor. Bu hassas hücreler, laboratuvar ortamında kolayca üretilemiyor” diyor. “Yazıcıdan 10 tabaka derinde hücre oluşturmak yerine, araştırmacılar 5 bin veya 10 bin tabaka derinde hücre oluşturmaya çalışıyor” diye de ekliyor.

Şeker camından yapılabilir

Vasküler sistemin yaratılması da zorluğun bir diğer tarafını oluşturuyor. 3 boyutlu yazıcılarla ilgili yaklaşımlardan birisi “yapı iskelesinin” geçici olarak, şeker ve sudan oluşan şeker camından yapılması üzerine kurulu. Şeker camının, hücreleri destekleyecek ve sonrasında da kan damarlarının oluşmasına imkan verebilecek bir yapı sunabileceği düşünülüyor. Miller’ın bu konudaki görüşü ise şu şekilde: “Şeker dayanıklı olduğu için oldukça iyi bir çözüm. Şeker camını yapı maddesi olarak kullanarak araştırmacılar karaciğer dokusunun canlandırılması konusunda bazı başarılar elde ettiler. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda araştırmacılar, başparmak tırnağı kadar bir dokunun yaratılıp iki hafta boyunca canlı kalmasını sağlayabildi.”

Bu yılın başlarında Princeton Üniversitesi, 1000 dolarlık bir mürekkepli yazıcı kullanarak biyonik bir kulak elde etti. Üniversite tarafından yapılan açıklamaya göre üretilen bu kulak, içinde bulunan elektronik özellikler sayesinde insan duyma kapasitesinin de ötesinde radyo frekanslarını da duyabilecek bir potansiyele sahip. Merkezi ABD’de olan TeVido BioDevices ise kadınlarda göğüs ucu olarak kullanılabilecek bir doku geliştirmeyi başardı. Böylece kanser nedeniyle göğsünü aldırmak zorunda kalmış kadınlar için yeni bir umut ışığı doğmuş oldu.

Kaynak: Lucas Mearian / Computer World via ekovitrini

Leave A Reply

Your email address will not be published.