Beyin Topları-Nöral Organoidler Kendi Damarlarını Geliştirmekteler!

 Beyne ne kadar çok benzerlerse, o kadar çok yararlı nöral orgaoidler olacaklardır

İLK İNSAN beyin topları—“aka kortikal sferoidler”, “aka nöral organoidler(organa benzeyen  ve onu gibi faaaliyet gösteren)” bir kaç yıl önce ortaya çıkmıştır. Başlangıçta bunlar garip bir biçimde neredeyse işlenmemiş, ham haldeydiler: sadece kök hücreleri, kimyasal olarak proto-nöronlara  dönüşüp, sonra da tuzlu tatlı bir banyo küçük kütleler haline gelirler. Bu ham, işlenmemiş  haldeyken bile, Zika virüsünün neden olduğu “mikrosefali” gibi en dramatik beyin bozuklukluklarının bazınların incelemek için faydalıdırlar.

Sonra büyümeye başlarlar. Bu basit küreler, diğer beyin topları ile birleşip, elektrik saçarak parlayıp  3D yapılar olarak tekamül ederler. Bunlar ne kadar çok gerçek beyine benzerlerse, o kadar çok  yararlı (hayvan modellerinin ötesinde, karmaşık davranış ve nörolojiksel hastalalıkları çalışmada) olurlar. Ve hattâ şimdi en insani eylem olan “kanama”ya da başladılar.

Nöral organoidler, henüz yetişkin beyinlere benzemiyorlar; gelişimsel olarak , sadece ikinci trimesterde (3 aylık süre) doku organizasyonu oluşması için çalışırlar. Ama Ben Waldau, bu beyin toplarını, felçli hastaların iyileşme açısından en iyi şans olarak görmekte ve Ona göre bu geliştirilip üretilen kan akışı uzak gözüken hedefe doğru atılan büyük bir adımdır. Kan akışı, oksijen ve besinleri taşır ve bir gün bir doktorun hasarlı nöronları destklemek için kullanabileceği karmaşık doku ağları olan beyin toplarının büyümesine yol açar.

UC Davis Tıp Merkezi’ndeki vasküler beyin cerrahı olan Waldau: “Bu organoidlerle ilgili fikir; hastanın kaybettiği beyin yapısını kendi hücreleri ile bir gün geliştirebilmesidir. CT taramalarında bizler halâ hasarları görüyoruz ve yapabileceğimiz bir şey olmuyor ve bundan dolayı , bu hasarlar yüzünden ameliyattan ve fiziksel tedaviden sonra bile kalıcı nöral  bozukluklar (felç, hissizlik,  güçsüzlük) oluşuyor.”

Geçen hafta, UC Davis Tıp Merkezi’den Wascau ve ekibi, vaskülerize olmuş  insan nöral organoidlerinin ilk sonuçlarını yayınladılar. Rutin bir ameliyat sırasında ekip, hastaların birinden aldığı beyin zarı hücrelerini önce kök hücrelerine daha sonra da  bunların bir çoğunu kan damarlarının içinde yer alan endotelyal hücrelere işler. Kök hücreleri, endotelyal hücrelerle kaplı bir jel matris içinde üretilmiş, kuluçkaya yatmış beyin toplarında gelişir. 3 hafta kuluçkada kaldıktan sonra, tek bir organoidi alıp, dikkatlice açtıkları bir farenin beynindeki oyuğun içine bunu naklederler. 2 hafta sonra, organoid canlı ve iyi durumdadır ve iç katmanlara kadar nüfus eden kılcal damarlar gelişmiştir.

Kan damarlarının (kırmızı renkte) hem dış hem de daha organize katmanlara ve iç çekirdeğe nüfuz ettiğini gösteren bir beyin organoidinin lekeli bir kesiti.

Waldau ve ekibinin bu yaptıkları işlemin fikri, Moyamoya hastalığı olarak adlandırılan nadir görülen bir bozukluğu tedavi ederken ortaya çıkar. Bu hastalıkta, beyin tabanındaki arterler tıkanarak, kanın organın geri kalanına ulaşması engellenmiştir. Waldau: “Kan damarlarının gelişmesi için hastanın beynin üst kısmına kendi arteri-atardamarını yerleştiriyoruz ve bu süreci minyatür bir ölçekte tekrarladığımızda, bu damarların kendiliğinden birleştiğini gördük.”

Bu deneyde kılcal damarlarda kemirgenin kanın dolaşıp dolaşmadığına bakılmaksızın, ekip, kan damarların kendisinin insan hücrelerinden oluştuğunu gösterir.

Salk Enstitüsü ve Pennsylvania Üniversitesi’ndeki diğer araştırma grupları, insan organoidlerini farelerin beyinlerine başarılı bir şekilde nakletmişlerdir, ancak her iki durumda da kemirgen konakçıdan gelen kan damarları kendiliğinden transplant edilmiş dokuya dönüşmüştür. Beyin topları kendi kan damarlarını oluşturduğunda, mikroakışkan basınçta birleşip, bağlanarak çok daha fazla yaşayabilirler ve bir kemirgene gerek de yoktur.

Bu da onlara matur-olgun karmaşık bir sayısal, hesaba dayalı organ olma şansı verebilir. Seattle’daki Beyin Bilimi Enstitüsü’nün başkanı olan Christof Koch: “Bu büyük şey ve daha çok yeni bir olay.. Bir sonraki sorun, bu hücreleri bilgiyi alıp işleyen devrelerle bağlamak.. Dünyaya bakıp mekansal-konumsal (sağ, sol, yakın, uzak) olarak organize  olduğunu gördüğüm gerçeği, dünyanın düzenini bana yansıtan korteksimin organizasyonundan kaynaklanmakta. Bu organoidlerde ise henüz böyle bir şey yok.”

Evet henüz değil ama belki de yapabilecekler. Ancak, “yaptıklarında ne olur?”u sormak için daha çok erken. Topluma sunulmadan önce bazı çeşit özel korumalar sağlamada bunlar ne kadar geniş ahlaki değerlere sahip olmalı?, Eğer organoid hücrelerinizden meydana geliyorsa, o zaman bu, sizi onun yasal vasisi yapmaz mı?, Bir beyin topu üzerinde çalışılmasına rıza gösterebilir mi?…

Sadece geçen hafta Ulusal Sağlık Enstitüleri, bu çok zor soruların bazılarını tartışmak için bir nöroetik atölye düzenledi. Nörobilimciler, doktorlar ve filozoflar ile dolu bir salona hitaben, NIH Ulusal Nörolojik Bozukluklar Enstitüsü ve İnme-Felç Direktörü Walter Koroshetz, bu teknolojinin bir gerçekliğe dönüşmesi için bir yüzyıl gerekebilse de toplumun katılımı için zamanın “şimdi” olduğunu söyler. Korohetz: “Buradaki soru şu; bu hücreler bilgi işlem birimlerini oluşturmak için bir araya geldiklerinde, şimdi farede yaptığımız şey kadar iyi olacakları bir noktaya ne zaman gelebilirler?, sadece insanda gördüğümüz şekilde,bunun ötesine ne zaman geçebilirler?… Ve ne tür bir bilgi işlem olduğunda bizler “oraya kadar gelmemizin gerekli olduğunu düşünmüyorum.” diyeceğiz?…

Tabii, bu, sinirbilimcilerin organoidde bilinci tanıyabileceğinin farz edilmesinden dolayı söylenmekte. Bırakın beyin hücreleri kümesinde sadece bilinci ölçmeyi, biyolojide daha henüz yerleşik bir bilinç teorisi oluşturmamıştır bile, bu yüzden ilk önce onun oluşması gerekmektedir. Öncellikle, beyin, tecrübesi olana kadar gerçek bir beyin değildir. Tüm doğru bağlantılara sahip olsa da bir çeşit inputla birleşip bağlanmadan, herhangi bir şeyi proses etmez. Ama, biz, beyin topları gözlere sahip olana kadar bilinç konusunda endişelenmeye başlamayalım.

Çeviren:AylinER
https://www.wired.com/story/mini-brains-just-got-creepiertheyre-growing-their-own-veins/