Organoid Nedir?

 

Beyin cerrahisi hastalarının geleceğini etkileyecek çok önemli gelişmeler oluyor. 2008 yılında ilk organoid çalışmaları başladıktan sonra 2013 yılında organoid üretim teknolojisi  ortaya çıktı. O zamandan  yana organoid üretimi kullanımı ve potansiyeli daha çok gelişmeye ve anlaşılmaya başlandı. 

Organoid adından da anlaşılacağı üzere bir organın işlevini yapmaya çalışacak bir şeyi çağrıştırıyor. Akla yaklaştırıp özetlersek ileride suni beyin yapmaya giden yolun açılması anlamına geliyor. Şimdi ise bazı hücrelerin laboratuvarda hazırlandıktan sonra beyne verilince beynin bir kısmında o bölge ile bütünleşerek eksik olan işlevlerin yapılması anlamına geliyor. Şu an için çalışmalar henüz emekleme aşamasında olsa bile gelecek için çok umut vadediyor. Normal kortikal nörogenez ve beraberinde birçok doğumsal insan beyin hastalıklarında organoidler ile araştırma çalışmaları yapılıyor. Organoid çalışmaları bizlere özellikle beyin cerrahinin kanayan yarası olan Glioblastomların tedavisinde de hastalığı daha iyi anlamamızı sağlayan modeller oluşturma ve yeni tedavi protokolleri geliştirmede çok önemli bir potansiyel sunuyor.

 

Çok amaçlı kök hücre tercümesiyle Türkçe'ye çevirebileceğimiz pluripotent kök hücrelerin çoğaltılarak laboratuvarda kültür dediğimiz hücre yetiştirme kutularında kültüre edilerek organoid geliştirme tekniği 2013 yılında Lancaster ve arkadaşları tarafından gerçekleştirilerek Nature dergisinin 2013 Eylül sayısında yayınlandı. 

Organoid üretiminde beyin için iki çeşit organoid tipi bulunuyor. Birincisi, yabancı basında ‘mini beyin’ adıyla yer bulan tüm beyne benzer bir suni beyin modeli oluşturma modeli. İkincisi ise beynin sadede kısmi bir yapısına benzer organize hücrelerden oluşmuş, pluripotent kök hücrelerin organizasyonu ile suni olarak geliştirilmiş organodiler. Şkinci organoid yapısına örnek olarak beynin bir kısmına yani korteks, hipokampus, hipofiz, Koroid Pleksüs gibi yapılara yönelik organoidler olabilir. 

 

Organoidlerin geliştirilmesi halinde yaralanma sonrası beyin hasarlarının tedavisi, inme yani stroke sonucu beyin erimesine bağlı felçlerin tedavisi ya da beyin tümörlerinin çıkarılması sonucu boş kalan beyin kısımlarının fonksiyonlarının tekrar sağlanması mümkün olabilir. Bugün temel bilimlerin araştırma ve inceleme alanıda olan bu durumun ileride gerçek olması sadece bir hayal olmayabilir. 

 

İşin doğrusu organoidler gerçekten insan beyni değildir. Sadece 3-4 mm den oluşan birbiriyle entegre olmuş ama beynin yapısına benzer şekilde yapılanmış hücre topluluklarıdır. Daha büyük olarak üretilebilmeleri için daha yeni teknolojilerin geliştirilmesi gerekmektedir. 

 

Şimdilik beyin organoidlerinde beynin destek dokuları olan mikroglialar ve başka immün hücreler yoktur. Ayrıca yapılan çalışmalarda organoidlerin anne karnıda ikinci trimestere kadar olan dönemdeki beyin yapısına benzer olarak yapılanabildiği gösterilmiştir ama doğum sonrasına ya da çocukluk ve adolesan döneme kadar ilerleyen hastalıklara yönelik model oluşturma şimdilik mümkün olmamıştır. 

 

Bir organoid ne kadar iyi olgunlaşırsa o kadar komple olabilir. Günümüzde henüz bir organoidde spontane aksiyon potansiyeli varlığı sadece iki çalışmada ögösterilmiştir. Bazı çalışmalarda nörona kasiyum dalgaları ve postsinaptik potansiyellerin varlığı gösterilmiştir. Dolayısıyla organoidler insan sinir siteminin gelişimsel hastalıklarının incelenmesinde önemli yer tutacağa benzemektedir. 

 

İnsan beyninin travma sonrası yaralanma ya da beyne emboli atarak beynin zarar görmesi gibi durumlara karşı dayanıklılığı çok zayıftır ve kendisini tamir yeteceği oldukça azdır. Genellikle anlamlı klinik iyileşme sağlanması pek kolay olmaz. Her ne kadar plastisite , aksonal rejenerasyon ya da beyin rejenerasyonu olsa bile yeterli olmaz. Bu nedenle fetal kortikal greft çalışmaları ile embriyolardan beyin dokusu alınarak beyin hasarının tamiri çalışmaları yapılmaktadır. Organoid çalışmalarında elde edilen dokuların hayvanların beyinine verildiğinde aksonal entegrasyona katıldığı hayvanın hasarlı beyin dokusu ile bütünleşerek beynin bir parçası haline geldikleri gösterilmiştir. Bu çalışmaların etik nedenlerle yapılması çok güç olan embriyonel fetal greft çalışmalarına yeni bir ufuk açması beklenebilir. Ayrıca kişiye özel ve immünoloji olarak reddedilmeyecek  hücre dizilerinden bu organoilerin üretilmesi halinde başarı daha da katlanabilir.

 

Bu konunun etik başka sorunlara yol açması da kuvvetle muhtemeldir. Örneğin bir insan beyin hücresi topluluğu organoidinin bir maymunun beynine yerleştirilmesi sonucunda gelecekte daha akıllı maymunların ortaya çıkıp çıkmayacağı bilinmemektedir. 

 

Çok ilginç ve şaşırtıcı gelişmelerin yaşanabileceği 3 boyutlu insan beyni geliştime teknolojilerinin ortaya çıkabileceği bir döneme doğru ilerliyoruz. 

 

Bu gelişmeler ışığında belki de birgün gelecek ve laboratuvarda kendi geliştireceğimiz beyin modeli üzerinde çalışmalar yapabileceğiz. 

 

Şimdilik umudumuz glioblastoma gibi çok kötü huylu beyin tümörlerini daha iyi anlayabilecek modellerin ortaya çıkamsı ve tedavide başarı sağlanmasıdır.

 

Bu konuda daha çok bilgi almak isteyenlere Blue R.  ve arkadaşlarının yazdığı ’A Primer on Human Brain Organoids for the Neurosurgeon’ başlıklı 1 ekim 2020 tarihli Neurosurgery dergisindeki makaleyi ve Lancaster ve arkadaşlarının yazdığı Eylül 2013 tarihli Nature dergisinde yayınlanan ‘Cerebral organoids model human brain development and microcephaly’ başlıklı makaleleri okumalarını tavsiye ederim.

Prof. Dr. Bülent DÜZ

Her haklı saklıdır, izin alınmadan kısmen ya da tamamen kopyalanamaz. Yazılanlar bilgilendirme amaçlı olup başka amaçlar için kullanılamaz.
Reproduction, electronic or otherwise, without the permission of Bulent DUZ MD is strictly forbidden. All Rights Reserved.

2020