Doku Tarımı: Bilim İnsanları İskelette Hücre Yetiştiriyor

Yeni bir doku mühendisliği yöntemi ile bilim insanları robot iskeleti üzerinde hücre büyütüyor. Doku mühendisliği bilimi ya da tıpta kullanılmak üzere insan hücrelerinin yetiştirilmesi süreci henüz emekleme aşamasında.

Günümüzde deneysel tedavilerde kullanılabilecek yalnızca laboratuvarda yetiştirilen en basit hücreler yetiştiriliyor. Ancak araştırmacılar, yeni bir doku mühendisliği yönteminin bu çalışmanın kalitesini potansiyel olarak artırabileceğini söylüyor. Bu hücreleri hareket eden bir robot iskeleti üzerinde büyütmek olarak nitelendirilebilir.

Tipik olarak, bu tür rejeneratif tıpta kullanılan hücreler statik ortamlarda büyütülür. Geçmişte yapılan birkaç deney, hücrelerin menteşeler gibi hareketli yapılar üzerinde büyüyebileceğini göstermiştir. Ancak bunlar dokuyu yalnızca tek bir yönde germiş ya da bükmüştür. 

Ancak Oxford Üniversitesi'nden ve robotik firması Devanthro'dan araştırmacılar, bu konuyu daha farklı olarak ele aldı. Onlar, tendonlar veya kaslar gibi hareket etmek ve esnemek üzere tasarlanmış bir maddeyi büyütmek için doğal büyüme ortamlarını mümkün olduğunca doğru bir şekilde yeniden yaratmanın daha iyi olacağını düşündüler. Böylece hareketli bir insan vücuduna yerleştirmeye karar verdiler.

İlginizi Çekebilir:Silikon Nonoçip ile Vücuttaki Canlı Dokular Yeniden Planlanabilecek

Doku Tarımı için Bir Robotun Omuz Eklemi Tercih Edildi

Gerçek bir insanda büyüyen hücreler elbette her türlü sorunu beraberinde getirir. Bu nedenle disiplinler arası ekip, bir robot kullanarak insan kas-iskelet sistemini mümkün olan en iyi şekilde tasarlamaya verdi. Makale, Communications Engineering'de yayınlandı. Devanthro'daki mühendisler tarafından tasarlanan açık kaynaklı bir robot iskeletini uyarladılar. Böylece gerektiğinde eğrilip bükülmek üzere iskelete yerleştirilebilen hücreler için özel bir büyüme ortamı yarattılar. Bu tür büyüyen ortamlar biyoreaktörler olarak adlandırılır.

Bu doku tarımı için seçtikleri yer, robotun omuz eklemiydi. Bu eklemin kendi hareketlerimize daha doğru bir şekilde yaklaşması için yükseltilmesi gerekiyordu. Daha sonra, robotun omzuna yerleştirilerek, tüm yapı balon benzeri bir dış zar içine alındı. Burada bir saç teli gibi iki sabitleme noktası arasına gerilmiş biyolojik olarak parçalanabilen filament dizilerinden oluşan bir biyoreaktör yarattılar.

Böylece hücreler, büyümeyi teşvik etmek için hareket ettirilen bir replika omuz eklemine yerleştirildi. Aynı zamanda iskelet, açık kaynaklı Roboy modelinden uyarlanmıştır.

Saç benzeri lifler daha sonra insan hücreleriyle tohumlandı. Ardından hazne, büyümeyi teşvik etmek için tasarlanmış, besin açısından zengin bir sıvıyla doldu. Hücreler, günlük bir egzersiz rutinini ile iki haftalık bir süre boyunca büyütüldü. Her gün 30 dakika boyunca, biyoreaktör omzuna yerleştirildi. Diğer taraftan ekip, egzersiz yapan hücrelerde statik bir ortamda yetiştirilenlerden farklı değişiklikler gözlemledi. Ancak bu değişikliklerin iyi olup olmadığından henüz emin değiller.

İlginizi Çekebilir: İnsan Kalp Hücreleri ile Biyohibrit Bir Balık Yapıldı

Gelecekteki Tıbbi Uygulamalar için Şimdilik Belirsiz

Projenin baş araştırmacısı, Oxford Üniversitesi Botnar Kas-iskelet Bilimleri Enstitüsü'nden Pierre-Alexis Mouthuy, kendisinin ve meslektaşlarının hücrelerde gözlemlediği farklılıkların bu şekilde büyüdüğünü söyledi. Bunun, aktivite ve büyümenin ölçülmesine dayandığını belirtti. Bazı genlerin en iyi ihtimalle gelecekteki tıbbi uygulamalar açısından şimdilik belirsiz olduğunu söyledi.

Robot omuz eklemindeki biyoreaktörün hareketinin farklılık gösterdiğini söyleyen Mouthuy, bu farklılıkların daha iyi hücreler anlamına gelip gelmediğini bilmediklerini söyledi. Bununla kendilerinin sadece fizibilite sağladıklarını ifade etti.

Ekip şu ana kadar, bir robot iskeletinde hücre büyümesinin kesinlikle mümkün olduğunu gösterdi. Şimdi, sadece zaman ayırmaya değer olup olmadığını öğrenmeleri gerekiyor. Yine de hastaların ayrıntılı taramalarının vücutlarının ortak mükemmel kopyalarını oluşturmak için kullanılabileceğini tahmin ediyorlar.

Ayrıca insan simülakrında ameliyatlar için tendon gibi dokuların büyütülmesine izin verebileceğini de düşünüyorlar. Ancak bunun için çok çalışmaları gerektiğini ve bu çabayı sürdüreceklerini ifade ettiler.