Tıpta yapay organ çağı başlıyor: Çip üzerinde organ gerçeğe dönüştü

Tek bir kişiden alınan hücreler kullanılarak oluşturulan ilk solunum modeli, "çip üzerinde beyaz akciğer", artık gerçek oldu. Genetik olarak özdeş mikrosistem, belirli bir hastanın enfeksiyonlara ve tedaviye verdiği yanıtı yeniden oluşturmaya yardımcı oluyor.

Londra'daki Francis Crick Enstitüsü'nden bilim insanları ve İsviçre şirketi AlveoliX'ten uzmanlar, tamamen tek bir kişinin hücrelerinden oluşturulan dünyanın ilk "çip üzerinde beyaz akciğer" solunum modelini geliştirdiler.

Bu yenilikçi teknoloji, araştırmacılara tüberküloz gibi hastalıkları inceleme ve kişiselleştirilmiş tedaviler geliştirme konusunda yeni fırsatlar sunuyor.

Bu model, akciğer dokusunun yapısını ve işlevini taklit eden minyatür bir cihazdır. Önceki gelişmelerden temel farkı, tek bir donörden elde edilen indüklenmiş pluripotent kök hücrelerin (iPSC'ler - embriyonik kök hücrelere benzer bir duruma yeniden programlanmış yetişkin hücreler) kullanılmasıdır.

Bu gelişme, belirli bir bireyin biyolojisini doğru bir şekilde yansıtan, genetik olarak özdeş bir mikrosistem oluşturulmasına olanak tanır.

Crick Enstitüsü'ndeki Tüberküloz Konak-Patojen Etkileşimleri Laboratuvarı Direktörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Max Gutierrez, "Hayvan dışı teknolojilere olan ihtiyacın artması göz önüne alındığında, organ-çip yaklaşımları, hayvanlar ve insanlar arasındaki akciğer anatomisi, bağışıklık hücresi bileşimi ve hastalık ilerlemesindeki farklılıkları önlerken insan sistemlerini kopyalamak için giderek daha önemli hale geliyor" diyor.

AlveoliX sistemi, akciğerlerin genişlemesini ve daralmasını taklit eden ritmik üç boyutlu gerilme kullanarak solunumu simüle eder. Bu mekanik gerilim, normal akciğer fonksiyonu için gerekli olan küçük yapılar olan mikrovillülerin gelişimi için gereklidir.

Bilim insanları enfeksiyonu simüle etmek için aynı donörden alınan makrofajları (bağışıklık hücreleri) ve tüberküloz bakterilerini çipe yerleştirdiler ve böylece hastalığın ilerleyişini tek bir genetik ortamda gözlemleyebildiler.

Bilim insanları, akciğer bariyerinin tamamen yok olmasından beş gün önce, ölü bağışıklık hücrelerinin kümeleri olan "nekrotik çekirdeklerin" oluşumunu gözlemleyebildiler.

Araştırmanın baş yazarı Jackson Luke, "Tüberküloz, enfeksiyon ile semptomların ortaya çıkması arasında aylar geçen, yavaş ilerleyen bir hastalıktır; bu nedenle erken evrelerde neler olduğunu anlamaya yönelik ihtiyaç giderek artmaktadır" dedi.

Mevcut model tüberküloz üzerine odaklanırken, ekip artık bu teknolojiyi grip, Covid-19 ve akciğer kanserini incelemek için de kullanmayı planlıyor.