3D-Baskı Kan Damarları İlaç Testinde

Biyo-baskı meraklıları, talep üzerine işlevsel insan organları basabileceğimiz; organ nakli bekleme listelerini, organ yetmezliği ile ilgili sağlık problemlerini ve ölümleri sona erdirebileceğimiz bir geleceği öngörüyor.

Bu gelecek ne gerçek dışı ne de ulaşılmaz, fakat yavaş yavaş gerçekleşecek – yapay olarak bir organı yeniden yaratmak, amaçlandığı gibi çalışabilmesi için mükemmel uyum gösterecek düzinelerce küçük parça içeren muazzam bir karmaşık görev.

Bu parçalardan bir tanesi daha geçen haftalarda, çok uluslu bir ekibin, Biomicrifluidics dergisinde yayımladıkları 3D-baskı damarlandırılmış(vaskülarize) karaciğer dokusu geliştirme çabalarını ayrıntılarıyla anlatan bir çalışmayla literatürdeki yerini aldı. Elde edilen yapay dokunun yaşam ortamını taklit etmesi sağlandı ve bazı ilaçların hastalar üzerindeki etkisi ile ilaç zehirlenmesi (toksisitesi) testleri için kullanıldı.

Ekip, geçici olduğu için ‘kurbanlık’ mürekkep diye adlandırdıkları jel-bazlı bir mürekkebi kullanarak karaciğer dokusu için kan damarları bastı. Bu mürekkep, damar haline gelecek içi boş kanalları oluşturmak için kullanılıyor ve damar ayarlandıktan sonra yıkanıp atılıyor.

Daha sonra kimyasallar ile beyaz kan hücrelerinin geçebileceği seçici-geçirgen bir bariyer oluşturan endotel kök hücreleri, tüm kan damarlarının iç kısmına dizildi.

Biyo-baskı damarlara endotel hücreleri eklemek, biyo-moleküllerin 3D karaciğer yapısına geçişini geciktirme ve dokunun diğer hücrelerinin canlılığının devamını artırma etkisi sağladı. Kısaca, canlı kan damarlarımızda olduğu gibi, endotel katman da koruyucu bir rol oynadı.

Harvard Tıp Fakültesi’nde araştırmacı-eğitmen ve bu çalışmanın yazarlarından biri olan Su Ryon Shin; “Bulgularımıza dayanarak, endotel katman varlığının ilaç yayınma(difüzyon) tepkisini geciktirdiğini söyleyebiliriz” diyor. “Bu katmanlar, herhangi bir ilaç yayınma sabitini değiştirmiyorlar; ancak geçirgenliği etkiliyorlar. Endotel tabakasından geçmek zaman aldığı için verilecek tepkiyi (yanıtı) ötelemiş oluyorlar.”

Peki, Neden Bu Önemli?

Her şeyden önce yapay damarlara bir endotel katman eklenmesi, bilim insanlarını canlı insan damarlarına bir adım daha yaklaştırıyor, yani bir ilacın hastalar üzerinde araştırmasını yapmak zorunda kalmadan karaciğerdeki emilimini gözlemleyebiliyorlar.

Teknik, aynı zamanda, ilaç zehirlenmesinin hasta-odaklı testi için farklı tip hücrelere uyarlanabilir. Shin; “İnsan hücrelerini kullanıyoruz. Hücre türünü kolaylıkla değiştirebildiğimiz bu teknikle bir hastanın, örneğin birincil hücresini veya endotel hücrelerini kullanarak kişiye-özel doku modeli oluşturabiliriz” diyor.

Araştırma ekibi, bu ilerlemeyi, daha karmaşık biyo-baskı ilaç test sistemleri geliştirmenin ilk aşamaları olarak görüyor. Bu sistemler arasında çipte-çoklu-organ cihazları ve diğer organ-doku sistemleri için örnek modeller gibi sistemler de yer alıyor. AIP Publishing’e göre, “Örneğin; kanser ilaç terapileri, kanser dokusu ve bu dokunun etrafında bulunan çeşitli dokulardaki etkilerin anlaşılmasını gerektirir. Bu tip konularda, böyle bir yapıdan büyük faydalar sağlanacaktır.”

Çalışma, Çinli bilim insanlarının 2016 sonlarında maymunlara 3D- baskı damarları başarıyla yerleştirmesi ve farelere damar ağları yerleştiren UCSD’den bir nano-mühendis ekibi dâhil, önceki tüm çalışmaları da içeriyor.

Tıpkı gerçekleri gibi davranan suni damarlar yaratmak, bir özneye gerek kalmadan insan dokusunu test etmeyi mümkün kılıyor. Hayvanlar bugüne kadar testlerde olarak kullanıldı, ancak etik ikilemlerin yükselmesinin yanı sıra, hayvan testleri sadece yaklaşık sonuçlar verebilir – çünkü hayvanlar insan değil.

İnsan vücudundakilerle birebir aynı davranan damarlandırılmış(vaskülarize) dokuyu yeni baştan yaratabilmek, bize hem ilaç testlerinde hem de daha ilerde bütün halde biyo-baskı yapabilme konularında umut vadetmektedir.

Kaynak : singularityhub.com

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.
×
İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.